单套索人工肌肉的力学特性建模及实验分析

来源：振动与冲击杂志2024年第2期北京时间：

作者：杨明星,，夏玉磊，刘庆运,，汤国庆，郑近德,

单位：1.安徽工业大学特种重载机器人安徽省重点实验室，安徽 马鞍山243032； 2.安徽工业大学机械工程学院，安徽 马鞍山243032

摘要：套索传动机构因具有传动路径灵活、柔顺性强等特点而被广泛应用于机器人传动系统，尤其是在机器人的仿生设计中经常将套索传动与人工肌肉相结合实现远距离柔顺驱动。然而套索传动系统中存在明显的非线性因素，这对套索人工肌肉整体传递特性有较大影响。为探究套索人工肌肉传递特性的影响因素，基于Cloulomb摩擦模型及Lugre摩擦模型理论分别建立了传动系统的静态模型和动态模型，并搭建了试验台探究与验证其力/位移的传递特性，实验结果与仿真结果基本一致。实验结果表明，全曲率和摩擦力是影响套索传动效率的主要因素，并联弹性元刚度过大和串联弹性元刚度过小均会降低套索人工肌肉的效率。本文的研究为基于Hill模型的套索人工肌肉的应用提供了理论指导。

关键词：套索传动；人工肌肉；传递特性；建模分析