气动弯曲型人工肌肉瞬态动力学建模、分析与验证

气动弯曲型人工肌肉是实现柔性机械手的核心设备,针对其迟滞非线性导致的难于精确控制的问题,提出一种变截面气缸法用于动力学建模与分析。采用变步长四阶龙格库塔法对模型进行数值计算,分析了影响其动态特性的关键参数灵敏度。进一步,对编织角为60°的弯曲型执行器的动力学特性进行了仿真与实验验证。结果表明,提出的动力学模型能够准确描述该执行器的瞬态响应特性,该执行器能够在1 s之内完成充压过程,并且能够在0.1 s内做到快速响应,模型误差小于5%。动力学模型为实现柔性机械手的高精度抓取奠定了理论基础。