一种气压驱动的扇形柔性关节机械手的研究设计

摘要

　　为了满足服务型机器人对人机交互动作柔软性、安全性、灵活性的高要求。本文基于仿生学理论提出一种气压驱动的扇形柔性关节，模块化构建了与人手结构相似的多指灵巧机械手。采用柔性关节驱动和刚性手部骨骼相结合的设计理念来兼顾手部刚度与关节柔性的平衡。

　　本文提出的扇形柔性关节机械手，基于人手的结构，以人工肌肉基础，结合了3D打印技术和硅橡胶的浇筑工艺。完成了仿人机械手的刚性骨骼的制作和扇形柔性关节的浇筑。扇形柔性关节机械手5根手指均能独立运动，单向弯曲。手指的每个关节独立供气，每根手指的指根关节、中间关节和指端关节的弯曲角度可独立控制。每根手指由两个气动比例调压阀调节供气压力和两个旋转角度位置传感器检测手指的弯曲角度。通过关节角度的检测和供气压力值大小的调节，实现手指关节弯曲角度和手指抓握力的连续控制。文中详细叙述了扇形柔性关节的工作原理、结构设计特点。基于串联机器人的齐次坐标变换矩阵，完成对扇形柔性关节机械手的运动学建模，并利用Matlab求解仿真了扇形柔性关节机械手的工作空间。利用灵思创奇的半实物实验仿真设备，完成对仿人型机械手的控制与相关数据信息的采集和对扇形柔性关节机械手的基本运动控制。

　　最后在搭建的气动扇形柔性关节仿人灵巧手平台上，模拟了人手的抓握动作和位姿手势。实验验证，本文提出的仿人型机械手能够完成对日常用品的抓取以及基本的手势动作。

　　关键词：灵巧手；扇形柔性关节；气动比例控制；运动学；工作空间

ABSTRACT

　　In order to meet the high requirements of the flexibility, safety and dexterity for the service robots when interacting with human, one kind of fan-shaped flexible joint driven by pneumatic power is proposed based on bionics theory, and a multi-finger dexterous humanoid hand is fabricated modularly with the structure similar to human hands. The design concept of flexible joint driving and rigid hand skeleton is adopted to balance the stiffness and flexibility of the hand.

　　The fan-shaped flexible joint manipulator proposed in this paper not only simulates the structure of human hand, but also combines the 3D printing technology and the pouring process of silicone rubber to complete the production of rigid skeleton of the humanoid manipulator and the pouring of fan-shaped flexible joint. The humanoid robot hand proposed in this paper can bend five fingers in each required. Through being supplied air independently, and the bending angle of the root joint, middle joint and phalangeal joint of each finger can be independently controlled. Each finger is regulated by two pneumatic proportional pressure regulating valves to and installed two rotating angle position sensors to detect the bending Angle of the finger. By measuring the angle of the joints and adjusting the value of the air supply pressure, the bending angle of the finger joints and the grasping force of the fingers are continuously controlled. The working principle and structural design characteristics of fan-shaped flexible joints are described in detail. In this paper, kinematics modeling of humanoid manipulator is completed based on the homogeneous coordinate transformation matrix of serial robot, and the joint space of fan-shaped flexible joint is simulated with Matlab software. The control experiments of the humanoid manipulator and the collection of relevant data information are completed by using the semi- physical experimental simulation platform of LINKS.

　　At last, the pneumatic driving system, attitude data acquisition system and control system of the humanoid manipulator were built to conduct the grasping action and gesture of human hand with the experimental platform. Experimental verification shows that the humanoid manipulator developed and proposed in this paper can complete the grasping of daily objects and basic gestures.

　　KEY WORDS: dexterous hand; fan-shaped flexible joint; pneumatic proportional control; kinematics; working space

目录

　　第1章绪论

　　1.1课题背景与意义

　　自20世纪60年代初机器人问世以来，经历了50多年的发展，机器人技术已经取得了长足的进步和发展。机器人早期应用于工业，主要是为了替代人去从事一些恶劣环境下的作业，随着二战之后各国的工业迅速崛起，工业机器人技术也得到了发展。1979年，美国Unimation公司推出了通用机器人PUMA,这也标志着工业机器人技术的成熟[1-5].随着机器人技术的进步和人工智能的出现，机器人技术不再局限于工业的生产应用，而是逐渐渗透到人类社会的各个领域，面对复杂多变的环境，对于机器人的适应性也提出了新的要求。由于仿生学的火热，对人类科技的飞行器、通讯以及探测技术产生的巨大影响。

　　使得研究机器人相关技术的研究人员产生的新的灵感，对于机器人的研究也逐渐开始偏向于仿生学[6].地球生物经过数万年的优胜略汰，已经能完美的适应现在的环境，因此，仿生机器人的研究无疑是最正确的方向。最初对于仿生机器人的研究主要体现在运动方式以及外观特征上，在一定程度上解决了实际的问题。

　　例如蛇形机器人用于地震后的生命探测，美国宇航局喷气推进实验室研制的Spider-pot机器蜘蛛用于行星的探测。生物的运动是以肌肉作为动力源的驱动，而一般的机器人的驱动主要使用电机和液压缸作为驱动元件。要从根本上做到仿生就是从驱动方式上进行仿生。随着材料技术的进步与发展，越来越多的研究人员开始投入到软体机器人和人工肌肉的研究上来，从基本的驱动方式上做仿生机器人。由于自身的软体结构和冗余自由度，使得软体机器人在复杂的环境中有更好的适应性[7],更适用于军事勘察、地质勘测和医疗服务等领域。软体机器人使仿生机器人的更高阶段，未来将会在各个行业得到广泛应用。软体机器人一般由柔软的硅胶制成，由于硅胶材料具有良好的柔性，使得软体机器人具有无限多的自由度和连续变形的能力。因此由硅胶材料制作的各种结构形式软体机器人能够使末端执行器在一定范围内到达空间上的任意一点。同时，由于硅胶材料具有较大的变形能力和柔性的固有特性。当软体机器人在与障碍物接触时，能够通过自身的变形自动绕开障碍物，当遇到小于自身常态尺寸的缝隙时，能够借助障碍物的压力通过自身的被动变形穿过传统机器人无法通过的狭缝顺利完成预期的任务和工作。

　　因此相比于传统的机器人，柔体机器人在复杂的环境中具有更好的适应性。利用软体机器人的这一特性，软体机器人被设计用于医疗检测领域。例如，做内窥镜检查时，需要内窥镜深入人体，刚性的结构容易会很人带来不适，同时容易损伤人体。软体机器人可以根据患者的口腔，排泄腔的大小被动调节自身尺寸，将内窥镜送入体内，在一定程度上减少了侵入的痛苦。软体机器人由于其制作的材料单一，结构简单，没有复杂的传动机构，若能够被生物分解的材料，当软体机器人完成任务后，可以直接留在人体，被人体分解，避免了取出时，造成的二次痛苦[7].机械手是机器人的执行机构，是机器人与目标物直接作用的部件[8],机械手的发展水平直接影响着机器人的智能水平和作业水平。传统机械手运动形式单一、自由度少、灵活性不足，在很大程度上限制了机器人技术的应用推广和进一步发展。人手作为目前已知生物中最灵巧的执行单元，能够适应各种环境的需求，完成对各种工具的使用。

　　与此同时，随着仿生学的火热，模拟人手结构和功能的仿人型灵巧手得到了各个领域研究人员的广泛关注，仿人型灵巧手正在逐步进入到人类社会的各个领域。例如，航空航天[9]、深海探测、康复医疗[10-12]和远程操作助残服务等领域。现有的仿人型灵巧手，主体结构大多为刚性的金属材料，采用电机、液压缸和气缸作为驱动元件，通过齿轮，键，连杆等一系列复杂的传动，将动力传输到手指关节，实现对手指关节的远距离驱动[13-14].这类机械手一般输出载荷较大，能够实现对重物的抓取，但同时也存在刚性过大、自重过重等问题，因而在抓取鸡蛋等易碎物品时，容易抓碎物品。部分高校也做过许多柔性机械手，一般由收缩变粗型人工肌肉驱动，人工肌肉藏于小臂中通过键绳传递动力，这种机械手一般输出力不足且人工肌肉占据空间较大，此外具有大柔性的仿章鱼触手柔体结构的机械手存在柔性过大刚性不足，并且难以实现对手指自由度的完全控制[15-16].本文模拟人手的机构以及运动形式，研发了气动扇形柔性关节多指灵巧手，灵巧手省去了手指的摆动的自由度，采用与人手结构相似的5指14自由度结构形式。

　　手部的主体结构采用树脂材料由3D打印成型，驱动元件为自己设计研制的气动扇形柔性关节，由柔性较好的硅胶材料制成。手指由扇形柔性关节和刚性骨骼连接而成。机械手采用气压驱动，功率/重量比大，制作成本低，清洁无污染。每根手指采用两路气体进行控制，远端关节和近端关节共用一路气体，手指基关节单独使用一路气体进行供气，并且在关节旋转处装有角度位置传感器。各路气体压力由电气比例调压阀控制，通过检测关节的角度值来比例调节供气压力值，实现手指关节弯曲角度和手指抓握力大小的连续控制，满足人机交互作业动作精细、灵巧，柔顺的功能要求。与传统的刚性机械手和整体柔性的机械手相比，本文研发的机械手兼顾了手部刚度与关节柔性之间的平衡，因此更适合于柔性和安全性要求较高的生活服务和医疗服务等领域，因此本课题的研究有着重要的意义。

　　1.2多指灵巧手的研究现状

　　1.2.1刚性结构灵巧手的研究现状

　　灵巧手的发展是一个阶段性的发展过程，其发展受当时的各项技术发展程度的影响，如驱动技术、电子信息技术、机械传动方法、感知技术和控制方法等。以及社会需求、社会认知和设计思维的影响。电机的出现相对于其他驱动元件要早的更多。近些年，随着伺服控制技术发展的成熟，使得电机和一些液压驱动元件的控制变得更简单方便。为了便于控制，目前国内外的仿人型灵巧手大部分采用刚性的机械结构，以微型电机、液压缸和气压缸作为驱动元件。由于尺寸大小的限制，驱动元件一般被放置手部结构之外，采用齿轮、钢索和滑轮等作为传动元件将动力传输到手指关节处。刚性结构的机械手对于每个零部件的尺寸大小，结构强度以及安装位置均有较高的要求，任何零件的损坏和位置误差都会影响整个结构的运动。刚性结构的机械手为了保证传动部件的强度，整体结构多采用金属制作而成，自重较大。刚性机械手也有着比较突出的特点：输出力大，控制技术相对比较成熟，便于控制。表1-1是对国内外不同驱动和传动方式的多指灵巧手的发展史概括：

　　针对表1-1中不同时期、不同特征的灵巧手，以下将对几种比较有代表性的灵巧手按驱动方式的不同，做出详细的介绍。

　　（1）电机驱动由于多自由度工业机器人的发展，电机的伺服控制技术也的到迅速发展，并逐步进入到人类社会的各个领域。因此，采用电机驱动的灵巧手的研究一直是一个热门的方向。在表1-1中，提到了HIT/DLR灵巧手，就是其中一项比较突出而且成熟发明。

　　HIT/DLR机械手的原型是DLRⅡ，最早于1997年由德国宇航中心研制，相继开发了DLRⅠ[17-19]和DLRⅡ[10-22]两代产品。手当时所处时代个性技术的影响，使得零部件的大小，规格以及加工精度达不到理想的效果，导致灵巧手的体积远远大于人手的体积。自2001年以来，哈尔滨工业大学和DLR联合，在DLRⅡ的基础上开发了4指灵巧手HIT/DLRⅠ[23-25].它融合了多种感知功能、高度集成，共具有13个自由度，如图1-1（a）所示。

　　2007年针对第一代HIT/DLR灵巧手体积质量过大且只有4个手指的问题进行了改进，推出了第二代HIT/DLR灵巧手HIT/DLRⅡ[26-27].采用5指15自由度的结构设计。每根手指的末端两个关节采用钢丝机构耦合运动。所有板卡、驱动器通信控制都集成在手指内部，使得集成度更高，样机实物如图1-1（b）所示。2007年，苏格兰TouchBionics公司推出了由电机驱动的多关节仿人手i-LIMB[28].它每个手指都可以单独控制，独立运动；可以完成各种抓握动作。

　　（2）液压缸、气压缸驱动

　　液压缸与气压缸的工作原理类似，通过向缸体中通入液体或气体，使得刚体的活塞伸出，从而实现推动目标物体的目的。采用液压缸和气压缸作为驱动方式而设计的机械手具有输出力大的特点。气压缸与液压缸相比输出力相对较小，但由于空气的可压缩性，使得气压缸在接触到物体时具有一定的缓冲作用，因此更加安全。对于液压缸和气压缸的伺服控制相比于电机的控制较为不易，因此在灵巧手的制作上，除非对输出力由一定要求，一般采用电机作为驱动元件。采用液压和气压缸制作的五指仿人灵巧手一般用于手部康复外骨骼和手部力量增强。Festo是德国的一家气动元件和气动控制基技术的供应商，在伺服气动定位，伺服气动控制技术方面有着举足轻重的地位，近些年推出了多款气动仿生机器人。

　　2012年Festo推出了ExoHand[29],ExoHand是一款仿人型手臂。它包括一组可穿戴的机械手套和用来接收感应的机械手臂。操作者可以通过佩戴可穿戴的机械手套来远程控制机械手臂的运动，在机械手指接触到物体时可以反馈给手套，让操作者能够感知到是否接触物体。机械手臂的驱动部分为8个气动制动器动器，通过连杆机构将动力传输到手指的每个关节。ExoHand在动作的完成上已经相当的完美，可用于改善人手的力度与耐力，拓展人类行动空间，以确保老年人日程生活的独立性，在人机互动这一方向的发展具有重要意义。

　　（3）人工肌肉驱动

　　人工肌肉驱动的机械手不同于电机和液压缸驱动的机械手，由于其驱动元件人工肌肉为气体驱动的柔性部件，因此，使得机械手具有较好的柔性。同时，由于人工肌肉收缩率的非线性变化，使得人工肌肉驱动的机械手对于关节旋转位置的控制不如电机驱动的精确。由于人工肌肉柔性的固有特性，使得其相对于电机和液压缸的驱动方式也更加安全。近些年，国内外与许多研究人员也采用人工肌肉作为驱动元件设计了大量的康复医疗设备和仿生设备。2018年上海大学采用直径1.3mm和2mm的细经McKibben型气动人工肌肉[30-31]模拟人手的内在肌和外在肌，以人手骨骼、肌肉的生理构造为设计准则，设计并制作了一款仿人型机械手的样机，如图1-3所示。

　　将McKibben型气动人工肌肉[31]用于仿生手研制的还有英国的Shadow公司。如图1-4所示，是英国Shadow公司推出的Shadow灵巧手，是目前世界上模拟人手性能最好的一款机械手。Shadow灵巧手的形状、大小根据成年人手的规格设计，包括5个手指和1个手掌。整个机械手共有24个自由度，结构和功能较为特殊的拇指方位也依照人手的拇指进行设计布置，并由单独的驱动器驱动控制，使得灵巧手在外观和运动方面更加接近于人手，并具备人手大部分的抓取功能。该款机械手集成了关节位置传感器，温度传感器，力反馈传感器，肌腱张力、指尖触觉传感器等多种传感器。

　　（4）智能材料驱动

　　随着新材料的不断出现，机械手相关的研究人员也开始寻求新的驱动方式。多国的研究人员采用新材料，通过电驱动控制材料的变形，以实现对机构的驱动[32-33].例如，2011年日本学者Yamaguchi等应用电子共轭液在梯度电场下产生喷射流对柔性机械手进行驱动[34].这种机械手结构和控制都相对简单但存在抓取能力低的问题。实物样机，如图1-5所示。

　　1.2.2软体仿人机械手的研究现状

　　（1）软体康复手套

　　2013哈弗大学Pologerinosetal等设计了一款可用于手部康复的可穿戴设备[35],使用软体机器人作为执行元件。如图1-6所示，该软体机器人使用高弹性材料制作，通过增压使其膨胀，并使用低伸缩性材料限制一侧的伸长，最终使其弯向一侧。2016年，天津理工大学设计的软体外骨骼手部康复手套[36],使用3D打印模具，并用硅胶浇筑成型能够弯曲的增强型手指。在对手指进行制作之前，使用ABAQUS对手指的结构进行了有限元的仿真分析。并将五根手指制作成人手形状用于手部康复。增强型手指的制作分为两次浇筑，目的是将尼龙层嵌入到弯曲手指中，限制手指关节一侧的伸长。首先是半圆形的中空硅胶层的浇筑，其次是嵌入尼龙层，进行底部封口层的制作。软体手指和康复训练手套如图1-7所示。

　　（2）柔性欠驱动灵巧手

　　2014年，德国生物机器人实验室设计了一款新型柔性欠驱动灵巧机械手[37],如图1-8所示。机械手为欠驱动机构，能够通过简单的输入实现多输出，手指轴向以波纹管的结构为基础进行设计，通过充气使硅胶膨胀，并采用高分子纤维限制硅胶手指一侧的伸长，从而实现手指充气后的弯曲运动。能够对多种形状的物体实现抓取，比如球体、圆柱体、细长杆等。此外，对环境具有较强的适应性。

　　（3）气动柔性五指机械手

　　北华工程训练中心和北华大学机械工程学院设计研发了一款基于柔性关节的机械手[38],如图1-9所示。该机械手的手指由单向弯曲关节和侧摆关节组成，机械手能够完成对各种日常用品的抓取，满足日常生活的基本需求。但机械手，手指柔性过大，不能实现对手指关节弯曲位置的精准控制；且机械手的重量偏大.

　　（4）气动软体机械手

　　东南大学的研究生于2016年设计了一种气动软体机械手[39],如图1-10所示。该机械手的手指采用硅胶制作而成，并对手指的骨节用刚性材料进行约束。机械手于人手的结构相似，能对单根手指的弯曲管关节进行控制，实现各种手势，并采用数据手套对软体机械手进行了控制。机械手对三个关节的控制利用手指的耦合性，由一路气体控制一根手指。实际人手的机构近端关节和远端关节具有耦合性，基关节能够单独运动，但该机械手并不能实现对两个关节的独立控制。

　　1.3本文研究的主要内容

　　综上所述，液压缸驱动的灵巧手具有输出力大，易于建模和控制的优点，但同时也存在结构柔性和运动柔性不足的问题，容易夹破易碎物品。完全由硅胶制作的柔体机械手，自由度大，具有良好的结构和运动柔性，对形状不规则的物体抓取时，具有良好的适应性。它的缺点是输出力有限，手指过于柔软，自由度大，不便于控制，容易发生侧弯。本文设计了一款气动扇形柔性关节多指仿人灵巧手。该机械手采用自己设计及的气动扇形柔性关节做为驱动元件，兼顾了刚性灵巧手刚性骨骼和软体灵巧手柔性驱动元件的特性，使手指具有良好的运动柔性，并且有一定的载荷承受能力。使得它在医疗护理等需要人机交互的场合更具优势。本文对柔性关节进行了深入的研究，设计了多款柔性关节，并最终采用扇形结构作为仿生灵巧手的驱动关节设计了一款柔性仿生灵巧手。

　　本文主要做了以下研究：

　　（1）研究人手的关节、骨骼布置，根据人手的运动特点完成对手部整体结构的设计布置。对手指单个弯曲关节、单根手指、拇指摆动关节进行了设计。设计了多款柔性关节模型，并进行了对比分析，阐述了扇形柔性关节的工作原理。解决了柔性关节和刚性骨骼连接处的密封问题，并完成样机的制作组装。

　　（2）基于串联机器人的齐次坐标变换矩阵，建立了灵巧手食指、中指、无名指、小指和拇指的运动学模型。使用matlab对灵巧手的抓取空间进行了仿真模拟。

　　（3）采用灵思创奇的半实物仿真设备、Festo的电控比例调压阀搭建了灵巧手的控制系统，完成灵巧手的气路系统的设计，完成对角度位置传感器的布置和信息的采集。基于PID控制算法研究了扇形柔性关节机械手的控制策略。通过多次调试完成对手指关节弯曲转角的反馈控制，并设计了上位机人机交互操作界面。

　　（4）对单个关节进行了压力与弯曲角度的特性实验和跟随特性实验。验证了灵巧手的抓握性能，并对各种物体进行了抓取实验。

　　第2章仿人机械手结构设计及制作
　　2.1仿人型机械手整体设计方案规划分析
　　2.1.1人手整体结构分析以及手指单关节的运动原理分析
　　2.1.2仿人机械手整体设计方案

　　2.2柔性关节设计
　　2.2.1柔性关节结构设计及工作原理分
　　2.2.2扇形柔性关节与传统人工肌肉对比分析
　　2.2.3扇形柔性关节制作

　　2.3单个手指关节结构设计
　　2.3.1仿人机械手手指刚性骨骼设计
　　2.3.2单个关节安装以及密封
　　2.5手掌的设计
　　2.6整体结构的安装与驱动布置
　　2.7本章小结

　　第3章仿人机械手运动学分析
　　3.1仿人机械手的运动学建
　　3.1.1仿人机械手参考坐标系的建立
　　3.1.2食指、中指、无名指和小指运动学建模
　　3.1.3拇指运动学建模

　　3.2仿人型机械手运动空间分析
　　3.2.1单根手指的弯曲运动空间分
　　3.2.2拇指手指工作空间分析
　　3.2.3仿人机械手工作空间分析
　　3.3本章小结

　　第4章仿人机械手控制系统设计
　　4.1 控制系统总体设计
　　4.2硬件控制平台设计与搭建
　　4.2.1硬件控制平台总体设计
　　4.2.2主控制器选型

　　4.2.3传感器信息采集系统设计与搭建
　　4.2.4气动执行系统设计及元件选型
　　4.3软件控制系统设计
　　4.3.1人机交互界面的设计
　　4.3.2系统控制
　　4.3.3控制算法设计与研究
　　4.3.4滤波算法设计
　　4.4本章小结

　　第5章仿人机械手实验特性及抓取实验研究
　　5.1 手指运动基本性能
　　5.1.1手指单关节弯曲性能测
　　5.1.2手指单关节运动性能测试
　　5.2机械手自适应抓取实验分析
　　5.3 不同物体的抓握性
　　5.4本章小结

　　第 6 章 总结与展望

　　6.1 总结

　　本文基于仿生理论，提出了一种气动扇形柔性关节驱动的仿人机械手，该机 械手由 3D 打印的刚性手部骨骼与由硅胶浇注制成的柔性关节而构成，在保持手 部柔性的基础上兼顾了手部的刚度。采用了内侧壁加厚和径向埋置约束线的结构 措施，束缚柔性关节腔室膨胀时的径向变形，使气压推动关节绕轴线顺畅的做扇 形弯曲旋转运动。 采用模块化结构，构建了由手掌和五根手指组成的柔性关节机械手。

　　运用齐 次坐标变换矩阵，建立了灵巧手的运动学模型，并使用 Matlab 进行仿真，给出 了灵巧手的运动范围。 文中首先对扇形柔性关节的弯曲运动特性做了相关试验，得到了供气压力与 扇形柔性关节弯曲角度之间的关系。对手指的自适应抓取做了相关实验，并选取 日常生活中不同形状、类型的物体，进一步对灵巧手的抓握性能进行了试验。试 验结果表明，本柔性多指灵巧仿人机械手能够完成日常生活与人交互中所需的、 对不同物体抓握动作和功能的要求。

　　6.2 展望

　　未来的工作将进一步完善本设计的功能，加入滑觉传感器，使其能够在不借 助视觉等外部设备识别的情况下，完成对不同硬度，不同重量物体的抓取。例如 面包、海绵等较为柔软的物体，也能达到稳定抓取，而又不捏扁的效果。 同时将供气管道以及传感器，隐藏于机械手内部，机械手达到更高的集成化 水平，完成产品的市场化。 本气压柔性驱动灵巧机械手弥补了电机驱动系统刚性高的不足，将广泛应用 于为老年群体提供日常服务和照顾的服务型机器人中，为人机交互提供更加柔 性、安全、灵巧的动作和功能。

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致 谢

　　笔者在完成本次课题研究的过程中遇到了很多问题，受到了很多人的帮助和 支持，在此向帮助笔者的每一位老师和同学表示诚挚的感谢！ 首先感谢我的硕士导师韩建海教授，在攻读硕士期间他为我提供了项目的实 验环境与设备。韩建海教授不仅在科研中为我提供了指导，并且您认真严谨的科 研态度、创新的思维，也让我受益匪浅。

　　其次感谢李向攀老师，无论在我碰到任 何问题时都能给予明确的指导与帮助。感谢课题组的郭冰菁老师，在科研上对我 的指导和帮助，在我小论文的修改中提出了宝贵的意见，并为我提供了广泛的知 识领域，宽松的科研环境，以及无微不至的关怀。

　　其次，感谢师弟杨元，帮助我设计并搭建试验平台，完成试验平台中硬件部 分的制作与安装等工作。感谢张云枫帮我快速入门灵思创奇的半实物仿真设备。 感谢课题组的张继尧、张翼风、丁宝杰、张文飞、甄瑞涛在课题研究中对我的帮 助和关心，并和我一起度过了美好的研究生生活。 感谢我的父母，在我迷茫的时候，对我的开导和鼓励。感谢我的舍友在空闲 时间与我畅谈未来，让我对未来充满希望。

　　最后衷心感谢在百忙中抽出宝贵时间对本文进行评阅的各位专家老师。

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