外文翻譯--兩個(gè)軸氣動(dòng)人工肌肉機(jī)械手的一種新的相平面切換控制方法控制 中文版.doc

外文翻譯系別機(jī)電信息系專業(yè)班級姓名學(xué)號導(dǎo)師機(jī)械科學(xué)與技術(shù)21（2007）10181027兩個(gè)軸氣動(dòng)人工肌肉機(jī)械手的一種新的相平面切換控制方法控制摘要康復(fù)機(jī)械手的使用已經(jīng)由于功能康復(fù)治療對肢體的需求成為一個(gè)日益重要的問題。一種新型的氣動(dòng)人工肌肉致動(dòng)器（PAM）所提供的安全性和流動(dòng)性援助以執(zhí)行任務(wù)的人類達(dá)到日益普及，以及提供一個(gè)具有高強(qiáng)度和高功率/重量比，成本低，體積小，便于維修，清潔，隨手可得，廉價(jià)的電力來源，等等已在使用在治療機(jī)械手近幾十年來考慮，特別是需要高水平的安全性。然而，仍存在一定的局限性，如空氣可壓縮性和阻尼的執(zhí)行帶來的壓力動(dòng)態(tài)響應(yīng)延遲，導(dǎo)致振蕩運(yùn)動(dòng)能力的缺乏。此外，為了幫助康復(fù)機(jī)械手更有效，應(yīng)根據(jù)病人的身體狀況調(diào)整阻抗參數(shù)。為了這個(gè)目的，機(jī)械手加入裝有磁流變制動(dòng)器（MRB）。一種新的相平面使用MRB切換控制方法提出了跟蹤正弦波形。通過使用制作的兩個(gè)軸PAM機(jī)械手實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該算法的有效性。實(shí)驗(yàn)證明，該機(jī)械手的穩(wěn)定性可以不考慮對參考輸入和外部負(fù)載條件下的頻率的變化使用高增益控制大大改善，并在不降低響應(yīng)速度，或降低PAM的操縱器的剛度。關(guān)鍵詞：氣動(dòng)人工肌肉；相平面開關(guān)控制；機(jī)械手；磁流變制動(dòng)器1。景區(qū)簡介需要由交通事故和腦卒中引起的骨折或關(guān)節(jié)疾病康復(fù)的人數(shù)，和運(yùn)動(dòng)功能的問題，由于年事已高，全世界數(shù)以千計(jì)數(shù)百數(shù)。機(jī)械手的康復(fù)中的應(yīng)用具有極大的關(guān)注。功能恢復(fù)的治療通常是進(jìn)行了醫(yī)學(xué)治療師在人的基礎(chǔ)，但自動(dòng)設(shè)備已經(jīng)投入到物理治療程序重復(fù)過程相對簡單，實(shí)用，如連續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)，步行訓(xùn)練裝置，和用于單軸扭矩機(jī)（DOI，1993街等；Al。，1994；傅等人，1995）。本文論述了功能康復(fù)治療，身體康復(fù)的一個(gè)重要方面。網(wǎng)格加密治療機(jī)已創(chuàng)建（安清，2004；2005年；2005b）。然而，多關(guān)節(jié)機(jī)械手要實(shí)現(xiàn)更逼真的運(yùn)動(dòng)模式，從而更有效的治療是必要的。這種機(jī)械手必須有一個(gè)人類使用高安全的。PAM機(jī)械手已被用來構(gòu)建一個(gè)兩自由度（DOF）治療機(jī)械手。二自由度機(jī)械手功能恢復(fù)的治療由氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的開發(fā)是佐貝爾（Zobel等人。，1999）和raparelli（raparelli等人。，2001；2003）的柳巷芳草biorobotic系統(tǒng)的人工肌肉致動(dòng)器（柳巷芳草等人。，1999；2000；2002；2003）氣動(dòng)肌肉方面的koeneman（koeneman治療裝置等人。，2004）與人友好的治療機(jī)械手（Thanh和安，2006年）。然而，仍存在一定的局限性，如空氣的可壓縮性和阻尼的執(zhí)行帶來的壓力動(dòng)態(tài)響應(yīng)延遲能力的缺乏，導(dǎo)致振蕩運(yùn)動(dòng)。此外，實(shí)施更有效的康復(fù)，機(jī)械手必須根據(jù)病人的身體狀況調(diào)整阻抗參數(shù)。為了這個(gè)目的，一個(gè)新的技術(shù)，電流變液阻尼器（ER阻尼器），已被應(yīng)用到PAM機(jī)械手。noritsugu和他的團(tuán)隊(duì)使用ER阻尼器來改善控制性能的PAM機(jī)械手與PI控制器和脈沖codemodulated開關(guān)閥（noritsugu等人。，1994）。通過分離的阻尼器產(chǎn)生的阻尼轉(zhuǎn)矩和阻尼區(qū)域高增益控制下的響應(yīng)速度，結(jié)果表明電流變阻尼器用于實(shí)際可用的一種有效方法，人類友好的機(jī)械手使用的PAM機(jī)械手。此外，位置控制是無響應(yīng)速度下降的改進(jìn)。然而，一定的局限性阻礙了技術(shù)，由于電流變液（ERF）要求很高的控制電壓（kV），這是有問題的，并在特定的，潛在的危險(xiǎn)，只工作在一個(gè)較窄的溫度范圍（和一個(gè)不適合的PAM機(jī)械手），并表現(xiàn)出非線性特征。因?yàn)橛泻芏嗖豢山邮艿娜秉c(diǎn)電流，磁流變流體（MRF）一直被認(rèn)為是表1中列出的優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)有吸引力的選擇，和最近已被用于治療人類友好的機(jī)械手（Thanh和安，2006年）。雖然這些系統(tǒng)在解決光滑的致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的步驟輸入成功，假設(shè)兩個(gè)軸PAM機(jī)械手應(yīng)用在未來治療機(jī)械手，這是我們研究的最終目標(biāo)，是要實(shí)現(xiàn)快速的響應(yīng)，即使外部慣性負(fù)載變化劇烈和正弦響應(yīng)無以不同的頻率。因此，要實(shí)現(xiàn)良好的控制性能，一個(gè)MRB裝備的機(jī)械手關(guān)節(jié)。相平面使用MRB切換控制方法提出了跟蹤正弦波形的情況下，和算法的有效性將通過涉及一二軸PAM機(jī)械手實(shí)驗(yàn)證明。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該機(jī)械手的穩(wěn)定性可以大大改善高增益控制在不考慮頻率的參考和外部條件的