肖骁千里， 唐怀平， 王 吉， 孔令钱

(西南交通大学力学与工程学院， 成都 610031)

引 言

自第一台工业机器人问世至今已有60多年。这期间机器人技术从传统的工业制造领域向医疗服务、教育娱乐、勘探勘测、生物工程、救灾救援等领域迅速扩展。适应不同领域需求的机器人系统得到了深入研究和开发。这就对机器人的主要操作部件——机械臂提出了更多方面，更高标准的要求。

在仿人机械臂的应用环境中，人们更需要机械臂具有良好的柔顺性和安全性。对这两方面的要求大于对其位置精度和承载力的要求[1]。这促使研究人员将目光投向了气动肌肉这种基于生物肌肉运动原理设计开发出来的新型驱动器。气动肌肉具有一系列优点[2]，在仿人机械臂上的应用可以说具有得天独厚的优势。所以由气动肌肉驱动的仿人机械臂已经成为这一领域的研究热点。

在机械臂设计制造方面，2005年，南京理工大学的卫玉芬设计了气动肌肉柔顺机器人手臂，其腕关节和指关节分别具有2自由度[3]。2011年，浙江理工大学的金英子团队研制了一种7自由度的气动肌肉驱动的仿人机械臂[1]。2013年，赵京等人基于人体工程学对串联方式下的仿人机械臂构型进行了较为系统的梳理研究[4]。2016年，燕山大学的伍齐佳设计研制了气动肌肉和镍钛形状记忆合金丝驱动的仿人机械手臂[5]，将智能材料应用于机械臂末端执行器。2017年，南京航空航天大学的葛志尚设计了一种气动肌肉驱动仿人上臂结构，其中创新地考虑了肩胛骨的设计[6]。……