本论文主要针对采用新型驱动方式的仿人手臂展开设计研究,以仿生机器人柔性驱动的需求为切入点,探索气动肌肉驱动技术的实际应用,最终研制出人工肌肉驱动的仿人手臂技术。仿人手臂包含肩、肘、腕关节和仿生手四个部分。仿人手臂肩关节有两个自由度,由两个电机驱动;肘关节是一个旋转关节,由三根气动人工肌肉驱动;腕关节有两个自由度,由四根气动人工肌肉驱动;仿生手十个自由度,由六根气动人工肌肉驱动,其中仿生手采用欠驱动的方式。整个传动系统采用钢丝绳或鱼线绳传动,气动人工肌肉的驱动方式和钢丝绳的传动方式最大体现了仿生手臂的柔顺性,带有张紧装置的机构也能够使手臂实现精细操作。最终由12根气动人工肌肉驱动的仿生手臂总重量不超过8kg,根据设计指标能抓握0.5kg以内的物品。气动人工肌肉结构简单、有着良好的响应特性,不仅可以作为仿生机构的驱动,并且在工业与控制领域应用也非常广泛,例如智能装备、航空航天以及自动化生产等方面。本文首先说明了人工肌肉的发展现状,并对其数学模型进行分析。其次详细讲解了整个仿生手臂的设计与分析过程,对手臂和仿生手分别进行运动学分析。然后对于气动驱动的相关元器件选型介绍,最后安装好样机之后进行调试,验证理论。