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°。

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。

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...

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。

研究建立了充气伸长型气动柔性驱动器的静动态数学模型并进行了试验研究。结果表明：气动柔性驱动器充气阶段腔内压力的平稳性受惯性负载和外力负载的影响惯性负载和外力负载越大压力平稳性越差。外力负载是影响气动柔性驱动器位移输出的主要因素外力负载越大位移越小。研究结果为气动柔性驱动器的控制提供了理论依据。