气动人工肌肉执行器( 三 ) 机械

褶皱肌肉执行器是一种外形呈褶皱状的气动人工肌肉。它具有较高的柔性和适应性，可以实现复杂的运动模式。褶皱肌肉执行器响应速度快，但力量输出相对较低，对精确控制的要求较高。
网状肌肉是一种具有网状结构的气动人工肌肉。它可以实现高度的柔性和自由度，在运动控制上具有较高的精确度。然而，网状肌肉的制造和控制较为复杂，需要更多的气动控制系统和传感器。
嵌入肌肉是将气动人工肌肉嵌入到其他材料或结构中的一种形式。它能够实现紧凑的结构和更好的集成性。然而，嵌入肌肉的安装和维护比较复杂，需要特殊的技术和设备。
气动人工肌肉的应用第一个商用气动人工肌肉（PAM）由日本东京的普利司通公司在20世纪80年代后期制造和销售，被称为“Rubbertuators” ，并在各种应用中使用了一段时间。如今，英国的ShadowGroupofCompanies和德国的FestoAG&Co.正在生产用于工业机器人和医疗应用的各种PAM 。
PAM非常适合多种应用，例如外骨骼和康复辅助，抓取和处理具有复杂几何形状的精致物体，需要多种复杂运动的机器人机构，以及工业和服务机器人。 PAM主要用作机器人执行器，用于要求合规性和低功率重量比的应用中。袖状膀胱肌肉有可能成为假肢中合适的动力系统。
PAM已用于各种生物机器人应用或模仿人类和动物形态和生理学的仿生机器人。如图6所示。 Airbug是一种六足昆虫状机器人，由Berns等人开发。在对抗性排列中使用流体肌。 Jaryani提出了一系列对抗性人工肌肉驱动装置的动态公式，用于产生蛇形机器人平面运动的运动和计算肌肉力控制。 Ajax是一款受蟑螂启发的有腿机器人，如图6所示。

图6 仿生机器人
气动人工肌肉在医疗领域有着广泛的应用前景。由于其优异的柔性和可控性，它可以被用于替代病患或残疾人的肌肉功能。例如，在康复治疗中，气动人工肌肉可以帮助恢复瘫痪患者的肢体功能。
通过与神经系统的连接，它可以模拟真实的肌肉运动，提供肌肉力量和控制能力，帮助患者恢复行走、抓握等基本动作能力。此外，气动人工肌肉还可以用于假肢的设计与制造，使得假肢更加贴近自然肢体的运动方式，提升使用者的生活质量。
气动人工肌肉在机器人技术中有重要的应用。机器人通常需要与环境进行交互，而气动人工肌肉可以为机器人提供类似于人类肌肉的动作能力和柔韧性。通过搭载气动人工肌肉，机器人可以更加灵活地完成各种任务，如抓取、搬运和操作。
此外，气动人工肌肉还可以用于机器人的外骨骼设计，增强机器人的力量和运动能力。例如，在救援任务中，机器人配备气动人工肌肉的外骨骼可以承担起危险和重负，帮助人类完成各种艰苦的工作。
气动人工肌肉还在人机交互领域具有重要意义。人机交互技术的发展要求机器能够更好地理解和响应人类的意图和指令。通过使用气动人工肌肉，机器可以更加自然地模仿人类的动作，与人类进行更加直观和高效的交互。
例如，在虚拟现实和增强现实技术中，气动人工肌肉可以用于模拟身体运动和触感反馈，使得用户可以更加真实地体验虚拟环境。此外，气动人工肌肉还可以应用于智能助理和机器人陪伴系统中，提供更加自然和亲近的人机交互体验。
然而，尽管气动人工肌肉具有巨大的应用潜力，但目前仍面临一些挑战和限制。其中之一是控制系统的复杂性。气动人工肌肉的运动需要精确的控制和协调，以模仿人类肌肉的运动方式。