基于骨骼肌三元素模型的仿生肌肉設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究.pdf

1、仿人機(jī)器人因?yàn)榫哂蓄?lèi)人的雙足行走功能而具有很廣闊的發(fā)展前景，但是目前的仿人機(jī)器人驅(qū)動(dòng)存在著柔性不足等缺點(diǎn)，因此研制出類(lèi)似于人類(lèi)肌肉特性的柔性驅(qū)動(dòng)裝置具有深遠(yuǎn)意義。仿人機(jī)器人如果具備了這種可以改變自身柔順的特性，在完成各種動(dòng)作時(shí)就能具有更好的適應(yīng)性并降低系統(tǒng)的能耗。
　　本文依據(jù)生物骨骼肌肉的Hill三元素模型，提出以運(yùn)動(dòng)單元、阻尼單元和彈性單元組成的仿生肌肉模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物肌肉的仿生;給出了仿生肌肉關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)過(guò)程，介紹了仿生

2、肌肉的幾種工作狀態(tài);利用軟件建立了仿生肌肉的三維模型，對(duì)模型進(jìn)行分析得到合適的阻尼系數(shù)，從而完成阻尼單元的設(shè)計(jì);通過(guò)模擬Hill和Baratta的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，對(duì)仿生肌肉模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)本文所設(shè)計(jì)的仿生肌肉在力-速度關(guān)系和力-肌肉長(zhǎng)度-速度關(guān)系上符合Hill方程和Baratta三維數(shù)學(xué)模型;研究了仿生肌肉收縮后在無(wú)驅(qū)動(dòng)和無(wú)負(fù)載的情況下長(zhǎng)度變化情況，發(fā)現(xiàn)和生物骨骼肌肉性質(zhì)一致，均能回復(fù)到肌肉的原始長(zhǎng)度;依據(jù)人體的參數(shù)建立了人體下肢模型，