摘要：为实现球果的安全、可靠采摘,基于气动柔性驱动器(FPA)设计了球果采摘末端执行器,主要由3个FPA驱动的手指和基座构成。建立了手指指端在基座坐标系内的运动学方程,分析了末端抓持器在任意姿态下进行球果抓握的力学过程,建立了球果抓持数学模型。实验结果表明,所设计的球果采摘末端执行器可对成熟球果进行任意姿态的抓握,建立的数学模型可用于实际的采摘过程控制。

摘要：设计了一种基于气动柔性驱动器的苹果采摘末端执行器:以气动柔性驱动器作为其弯曲关节,用力学分析的方法对弯曲关节及末端执行器进行建模,分析建立关节弯曲量及输出力与其内腔气体压力之间的数学关系;建立了末端执行器抓取苹果目标的数学模型。实验结果表明:该末端执行器有较大的输出力,能很好地抓持苹果,并具有很好的柔顺性。

摘要：传统的手部康复手套通常以电机作为驱动器,具有体积大,笨重和柔顺性差的缺点。近年来,柔性气动驱动器由于其内在的柔顺性、灵活和安全等优点,被认为相对于传统的电机驱动更适合用于手部医疗康复。为了设计一个满足手部康复需求的可穿戴式康复手套,提出了一种加箍型的柔性气动驱动器。基于有限元分析方法,通过分析截面形状和几何尺寸参数对于驱动器弯曲性能的影响得到驱动器优选的结构形状和结构参数。在驱动器制作和初步测试基础上,制作改进型的加箍柔性气动驱动器。为更快的分析驱动器在充气时弯曲角度的响应,建立加箍型驱动器的数学模型;并且为了验证有限元分析、数学模型和实验结果之间的一致性以及加箍型柔性驱动器的性能提高,对驱动器进行一系列的弯曲角度和输出力的性能测试实验。此外,对设计的基于加箍型柔性驱动器的可穿戴式手部康复手套进行输出力的测试和实际佩戴体验。当压力为200 kPa时,康复手套能够输出2.5～3 N的力。研究结果表明设计的基于加箍型柔性驱动器的可穿戴式手部康复手套能够满足手部康复的需求并具有很好的应用前景。

摘要：针对传统的手腕康复训练器存在柔性不足,结构复杂,成本高昂等问题,基于一种可产生弯曲变形的气动柔性驱动器,设计出一种手腕运动康复装置。阐述了气动柔性驱动器和手腕康复装置的设计与制作方法,实验结果表明该手腕康复装置能有效地驱动手腕做运动康复训练,并具有很好的柔性。

摘要：设计了一种采用伸长型气动人工肌肉的三自由度柔性驱动器,该驱动器的驱动装置与本体复合一体,主要由3根对称分布的人工肌肉并联组成。根据力和力矩分析,考虑了驱动器伸长量、弯曲方向和弯曲角度的综合影响,建立了驱动器伸长量、弯曲方向和弯曲角度的非线性理论模型。通过试验对理论模型进行了验证,获得了柔性驱动器在不同通气方式下的形变性能。结果表明:该柔性驱动器弯曲时近似圆弧状,具有较高灵活性,能够实现轴向伸长和空间内任意方向弯曲,可作为执行部件应用于农业机器人和果蔬采摘机械手等仿生机械上。

摘要：针对现有手指康复器在柔顺性、适用性和安全性方面存在的不足,基于气动柔性驱动器(FPA)设计了一种气动柔性手指康复器,以采用压缩气体驱动并以橡胶材料为主体设计的基于FPA的柔性弯曲关节代替传统的纯机械式结构。根据手指康复器仿生康复的任务要求,设计具有三大模块的控制系统:模式识别模块负责通过采集和分析手指表面肌电信号(sEMG)对主体的动作意图进行识别,并生成康复运动训练方案;角度反馈模块采用AS5045芯片实时检测康复器运动状态并将数据信息反馈至主控制器;主控制模块控制上述训练方案和康复器运动状态实时反馈信号以驱动康复器完成运动训练。实验结果表明,康复器两个关节弯曲期望值为15°和30°时的稳态误差小于0.6°,提出的控制系统能很好地完成sEMG的识别、康复器运动信息检测与反馈和康复训练任务,证明了手指康复器及其控制系统是可行的、有效的。

摘要：针对传统工业机器人柔性不足的情况,根据象鼻仿生学基本原理,采用气动柔性驱动器(FPA),设计了气动连续型机器人的机械结构,并基于"头部引导法"进行了运动学分析,设计了相应的测控系统。系统实现连续型机器人弧长、偏转角度、曲率实时检测,并将检测数据传输至上位机。由上位机实现机器人位姿实时计算。最后加工制作了该连续型机器人原型,并实现了抓取实验,原型机可实现200 g以内物体卷绕抓取,弯曲角度控制精度小于10°。

摘要：提出一种以dsPIC30F5013数字信号控制器为核心的气动灵巧手关节控制器的设计方案,包括硬件结构和系统软件设计。该控制器采用AS5045位置传感器和电/气比例阀内置传感器作为反馈装置,实现双闭环控制,以提高气动灵巧手关节控制精度。控制器通过键盘和上位机信号输入两种方式,使得在保持与上位机实时联系的同时也能够独立完成对灵巧手关节的控制,从而减轻上位机的负荷。目前该控制器已成功用于气动灵巧手的控制,并取得了良好的应用效果。

摘要：针对传统工业/农业机器人在末端执行器结构上的局限性,在结构设计过程中改变了传统的以刚性结构为核心的设计方案,将气动柔性驱动器(FPA)作为基础,并以人手部结构为原型结合其关节的运动特性,设计出了新型灵巧手;同时,针对传统机械手动作方式单一、欠缺灵活性的问题,将肌电信号(EMG信号)引入到灵巧手的控制策略中,提出了以肌电信号控制的方式,实现了对灵巧手的操作;在保证控制精度的基础上,通过模拟人手动作方式,增加了灵巧手的运动形式。实验结果表明,该仿生灵巧手控制系统的控制精度达到98%,该灵巧手控制方法的可行性由此得到了验证。