基于人工肌肉矩阵的生物机械脚的设计和力量/角度独立控制
Zhikun Jia1, Guangming Han1, Hu Jin1
1CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials, Department of Precision Machinery and Precision Instrumentation, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|January 22, 2024
概括
这项研究介绍了一种基于形状记忆合金的新型人工肌肉矩阵 (AMM),用于独立控制力和位移. 开发的矩阵控制策略可以在像生物脚这样的应用中实现精确的调动.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 骨肌肉激发了新的人工肌肉设计.
- 形状记忆合金为执行提供了独特的特性.
- 现有的人工肌肉在独立的力量和位移控制方面面临着挑战.
研究的目的:
- 开发一种基于形状记忆合金的新型人工肌肉矩阵 (AMM).
- 提出一个矩阵控制策略,以独立控制AMM的力和位移.
- 为了展示AMM在生物机械脚中的能力.
主要方法:
- 运动学模拟和实验验证.
- 基于AMM组成的矩阵控制策略的开发.
- 集成自传感方法 (电阻自反) 和PD控制.
主要成果:
- 来自AMM的独立和可控制的力输出和位移.
- 成功演示了具有独立角度和力控制的生物机械脚.
- 在没有AMM过热的情况下长期保持输出角度和力.
结论:
- 新型的AMM及其矩阵控制策略有效地实现了独立的力和位移控制.
- 对于需要精确和可适应的执行,例如在生物体设备中的应用,AMM显示出显著的潜力.
- 自传感和PD控制策略确保稳定可靠的长期性能.
