CN104296796A - 一种气动肌肉径向碰撞感测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气动肌肉径向碰撞感测方法及系统。所述方法包括周期性检测差压传感器的差压信号，若所述差压信号的值大于预设阈值，则确认所述气动肌肉发生碰撞；将所述大于预设阈值的差压信号调整为标准信号，获取所述标准信号的幅频特性曲线；根据所述标准信号的幅频特性曲线，提取第一管腔系统对应的固有频率；将所述第一管腔系统对应的固有频率注入第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式，计算出气动肌肉发生碰撞的位置。本发明实施例克服了仅将管腔效应视为一种负面影响的技术偏见，提出了一种基于管腔效应的新的碰撞感测方法及系统，可以简化仿生机器人碰撞感测结构，降低感测成本。

Description

一种气动肌肉径向碰撞感测方法及系统

技术领域

本发明涉及碰撞检测技术领域，具体涉及一种气动肌肉径向碰撞感测方法及系统。 

背景技术

气动肌肉是一种新型的驱动器，由橡胶管和金属编织网组成。通过给气动肌肉充气，气动肌肉收缩，产生驱动力。以气动肌肉驱动的机械臂为例，如果手臂与周围环境产生了碰撞，安装在操作部位的接触式传感器并不能感知碰撞的发生。现有的机械臂的臂架的碰撞检测方案主要有两种，第一种为在整个手臂上安装多个传感器，形成一个类似皮肤的神经感知网，该方案成本高、结构复杂、计算困难；第二种是在臂架上添加压力腔，测量压力腔的绝对压力来检测碰撞，这种方法的前提是压力腔内部的绝对压力在碰撞发生之前是恒定的，只有在碰撞发生时，绝对压力才会变化。气动肌肉在工作时，内部绝对压力会不断变化，因此无法直接通过测量绝对压力来判断气动肌肉是否发生碰撞。 

管腔是指传感器膜片与被测压力点之间的引压管和传感器腔室。管腔效应是指管腔的存在会使传感器测得的压力与被测压力点的真实压力之间出现幅值的偏差和相位的滞后。管腔效应是在研究压力传感器的动态特性中提出的理论知识，不同管腔系统对压力测量的影响不同。传感器和管腔组成的测量系统的固有频率主要取决于管腔的固有频率，因为传感器的固有频率远远高于管腔的固有频率。论文《动态差压检测系统的共模误差研究》、《压力传感器频率响应的分析》、《引压管路对动态差压检测影响的分析》等都对管腔效应进行了研究，但是都是将管腔效应视为一种负面的影响，是引起压力传感器动态测量误差的主要因素。本发明提出通过差压传感器测量气动肌肉管腔系统的差压信号来感知碰撞，并基于管腔效应和流体阻抗法的有关知识计算碰撞位置。 

发明内容

针对上述缺陷，本发明实施例提供了一种气动肌肉径向碰撞感测方法及系统，克服仅将管腔效应视为一种负面影响的技术偏见，提出了一种基于管腔效应的新的碰撞感测方法及系统，可以简化仿生机器人碰撞感测结构，降低感测成本。 

本发明提供的一种气动肌肉径向碰撞感测方法，包括： 

周期性检测差压传感器的差压信号，若所述差压信号的值大于预设阈值，则确认所述气动肌肉发生碰撞，并记录大于预设阈值的差压信号和发生碰撞的时间； 

将所述大于预设阈值的差压信号调整为标准信号，解析所述标准信号，获取所述标准信号的幅频曲线图； 

根据所述标准信号的幅频曲线图，提取第一管腔系统对应的固有频率，所述第一管腔系统包括连接气动肌肉的第一端部的第一引压管的内腔、所述差压传感器中连接所述第一引压管的内腔以及气动肌肉的第一端部至发生碰撞的位置处对应的内腔所组成的连通腔室； 

将所述第一管腔系统对应的固有频率注入第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式，计算出气动肌肉发生碰撞的位置并显示计算结果。 

本发明提供的一种气动肌肉径向碰撞感测系统，包括： 

一根气动肌肉，所述气动肌肉具有相对设置的一个第一端部和一个第二端部； 

一根第一引压管，所述第一引压管具有相对的一个第一接口和一个第二接口，所述第一接口连接所述气动肌肉的所述第一端部； 

一根第二引压管，所述第二引压管具有一个第三接口、一个第四接口及一个第五接口，所述第三接口连接所述气动肌肉的所述第二端部； 

一个差压传感器，所述差压传感器的两个接口分别连接所述第一引压管的第二接口和所述第二引压管的第四接口； 

一个信号采集处理系统，所述信号采集处理系统连接所述差压传感器的信号线； 

一根气管，所述气管具有相对的一个第一通气口和一个第二通气口； 

一个气泵，所述气泵的出气口连接所述气管的第一通气口； 

一个电磁比例阀，所述电磁比例阀安装在所述第二引压管的第五接口与所述气管的第二通气口之间，所述电磁比例阀用于调节气动肌肉内部的压强； 

两个支撑件，所述支撑件包括一个主体板及由所述主体板垂直延伸出来的一个侧板，所述两个支撑件的两个侧板分别连接所述气动肌肉的第一端部和第二端部以固持所述气动肌肉。 

本发明实施例中，碰撞感测模块周期性检测差压传感器的差压信号，若所述差压信号的值大于预设阈值，则确认所述气动肌肉发生碰撞，并记录大于预设阈值的差压信号和发生碰撞的时间；将所述大于预设阈值的差压信号调整为标准信号，解析所述标准信号，获取所述标准信号的幅频曲线图；根据所述标准信号的幅频曲线图，提取第一管腔系统对应的固有频率，所述第一管腔系统包括连接气动肌肉的第一端部的第一引压管的内腔、所述差压传感器中连接所述第一引压管的内腔以及气动肌肉的第一端部至发生碰撞的位置处对应的内腔所组成的连通腔室；将所述第一管腔系统对应的固有频率注入第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式，计算出气动肌肉发生碰撞的位置并显示计算结果。 

通过实施本发明实施例，提出了一种基于管腔效应的新的碰撞感测方法及系统，克服了仅将管腔效应视为一种负面影响的技术偏见，可以简化仿生机器人碰撞感测结构，降低感测成本。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1是本发明第一实施例提供的一种气动肌肉径向碰撞感测方法的流程示意图； 

图2是本发明第二实施例提供的一种气动肌肉径向碰撞感测方法的流程示意图； 

图3是本发明第二实施例提供的所述第一管腔系统等效结构示意图； 

图4是本发明第二实施例提供的所述标准信号的幅频特性曲线示意图； 

图5是本发明第三实施例提供的一种气动肌肉径向碰撞感测系统的结构示意图； 

图6本发明第三实施例提供的一种信号采集处理系统的结构示意图； 

图7是本发明第三实施例提供的一种信号调整电路的电路原理图； 

图8是本发明第三实施例提供的一种放大电路的电路原理图。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

本发明实施例中的差压传感器通过第一、第二引压管分别连接气动肌肉的第一端部和第二端部，所述差压传感器能够实时测量所述气动肌肉管腔系统的压差，未发生碰撞的情况下，所述差压传感器检测到的差压信号近似为零，发生碰撞时，由于管腔系统的流体阻抗影响，所述差压传感器能够检测到变化的差压信号，并将所述差压信号发送至碰撞感测模块，所述碰撞感测模块可以包括具有信号处理能力的软件与硬件的集合，如由电路模块、微控制器、上位机等组成的信号采集与处理系统，所述碰撞感测模块周期性检测接收到的所述差压信号，并将大于预设阈值的差压信号调整为标准信号，同时记录碰撞发生时间；所述碰撞感测模块进一步解析所述标准信号，获取所述标准信号的幅频特性曲线后，提取所述第一管腔系统对应的固有频率，并将所述第一管腔系统对 应的固有频率注入到第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式，计算出气动肌肉发生碰撞的位置；其中，所述气动肌肉管腔系统由差压传感器的内腔、第一、第二引压管的内腔及连接所述第二引压管的电磁比例阀的内腔组成。 

本发明实施例提供一种气动肌肉径向碰撞感测方法及系统，提出了一种基于管腔效应的新的碰撞感测方法及系统，克服了仅将管腔效应视为一种负面影响的技术偏见，可以简化仿生机器人碰撞感测结构，降低感测成本。下面分别进行详细介绍。 

请参阅图1，为本发明第一实施例提供的一种气动肌肉径向碰撞感测方法流程示意图。其中，图1所示的气动肌肉径向碰撞感测方法是从碰撞感测模块的角度描述的。如图1所示，本气动肌肉径向碰撞感测方法可以包括以下步骤： 

101：周期性检测差压传感器的差压信号，若所述差压信号的值大于预设阈值，则确认所述气动肌肉发生碰撞，并记录大于预设阈值的差压信号和发生碰撞的时间； 

102：将所述大于预设阈值的差压信号调整为标准信号，解析所述标准信号，获取所述标准信号的幅频曲线图； 

本实施例中，将所述大于预设阈值的差压信号通过信号调理电路转换为标准信号，对所述标准信号进行傅里叶变换，得到所述标准信号的幅频特性曲线。 

103：根据所述标准信号的幅频特性曲线，提取第一管腔系统对应的固有频率，所述第一管腔系统包括连接气动肌肉的第一端部的第一引压管的内腔、所述差压传感器中连接所述第一引压管的内腔以及气动肌肉的第一端部至发生碰撞的位置处对应的内腔所组成的连通腔室； 

104：将所述第一管腔系统对应的固有频率注入第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式，计算出气动肌肉发生碰撞的位置并显示计算结果。 

图1所描述的碰撞感测方法中，克服了仅将管腔效应视为一种负面影响的技术偏见，提出了一种基于管腔效应的新的碰撞感测方法，可以简化仿生机器 人碰撞感测结构，降低感测成本。 

请参阅图2，为本发明第二实施例提供的一种气动肌肉径向碰撞感测方法流程示意图。其中，图2所示的气动肌肉径向碰撞感测方法是从碰撞感测模块的角度描述的。如图2所示，本气动肌肉径向碰撞感测方法可以包括以下步骤： 

201，周期性检测差压传感器的差压信号，若所述差压信号的值大于预设阈值，则确认所述气动肌肉发生碰撞，并记录大于预设阈值的差压信号和发生碰撞的时间； 

202，将所述大于预设阈值的差压信号调整为标准信号，解析所述标准信号，获取所述标准信号的幅频特性曲线； 

本实施例中，如图3所示，图3中的三条曲线分别为所述气动肌肉在20mm、100mm、200mm三个不同位置发生碰撞时，所述标准信号的幅频特性曲线图。 

203，根据所述标准信号的幅频特性曲线，提取第一管腔系统对应的固有频率，所述第一管腔系统包括连接气动肌肉的第一端部的第一引压管的内腔、所述差压传感器中连接所述第一引压管的内腔以及气动肌肉的第一端部至发生碰撞的位置处对应的内腔所组成的连通腔室； 

由于所述标准信号的频率与所述管腔系统的固有频率相同时产生共振，因此所述标准信号的幅值会出现峰值，所以所述标准信号的幅频特性曲线图中的峰值所在位置的频率就是所述管腔系统的固有频率，这里所述管腔系统包括第一、第二、第三管腔系统，所述第二管腔系统包括所述气动肌肉从发生碰撞位置处至所述第二端部的内腔、所述第二引压管的内腔及所述差压传感器中与所述第二引压管的第四接口对应的内腔所组成的连通腔室，所述第三管腔系统包括所述电磁比例阀的反射回路与所述第二管腔系统组成的连通腔室； 

提取本实施例中步骤202中所述三条曲线中的所述第一管腔系统的固有频率，分别为288Hz、282Hz、274Hz； 

204，获取所述第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的关系； 

本实施例中，获取所述第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔 系统对应的固有频率f之间的关系具体包括： 

如图4所示，为将第一管腔系统等效为异径管腔系统的示意图，所述异径管腔系统由气动肌肉、所述第一引压管及所述差压传感器的内腔组成(差压传感器内腔的直径接近所述第一引压管内腔的直径，差压传感器内腔的长度则非常短，因此近似等效，存在第一偏差)，基于流体阻抗理论，计算出异径管腔系统的第一计算式 

$\left\{\begin{array}{c}{P}_1=P_0\cosh (\mathrm{j\ω}{l}_1/a)-Z_{c1}{Q}_0\sinh (\mathrm{j\ω}{l}_1/a)\\ Q_1=-P_0\sinh (\mathrm{j\ω}{l}_1/a)/Z_{c1}+Q_0\cosh (\mathrm{j\ω}{l}_1/a)\end{array}\right.$

和第二计算式 

$\left\{\begin{array}{c}{P}_2=P_1\cosh (\mathrm{j\ω}{l}_2/a)-Z_{c_2}{Q}_1\sinh (\mathrm{j\ω}{l}_2/a)\\ Q_2=-P\sinh (\mathrm{j\ω}{l}_2/a)/Z_{c_2}+Q_1\cosh (\mathrm{j\ω}{l}_2/a)\end{array}\right.$

其中，P₀、Q₀分别为所述气动肌肉发生碰撞的位置对应的内腔处的压强和流量的傅里叶变换，P₁、Q₁分别为所述第一端部对应的内腔处的压强和流量的傅里叶变换，P₂、Q₂分别为所述差压传感器的内腔处的压强和流量的傅里叶变换；l₁、l₂分别为所述第一管腔系统的所述气动肌肉的长度和所述第一引压管的长度，a为声速，Z_c1、Z_c2分别为所述气动肌肉和所述第一引压管的特性阻抗； 

根据所述异径管腔系统的所述第一计算式、所述第二计算式及流体阻抗参数计算式Z_i＝P_i/Q_i，计算出包含有流体阻抗参数的第三计算式 

$\left\{\begin{array}{c}{Z}_1=\frac{Z_0-j{Z}_{c1}\tan (\mathrm{\ω}{l}_1/a)}{-j{Z}_0\tan (\mathrm{\ω}{l}_1/a)+Z_{c1}}{Z}_{c1}\\ Z_2=\frac{Z_1-j{Z}_{c2}\tan (\mathrm{\ω}{l}_2/a)}{-j{Z}_1\tan (\mathrm{\ω}{l}_2/a)+Z_{c2}}{Z}_{c2}\end{array}\right.$

其中，Zi为所述流体阻抗参数，i的值为0或1或2，即Z₀为所述气动肌肉发生碰撞位置对应的内腔处的流体阻抗，Z₁为所述第一端部对应的内腔处的流体阻抗，Z₂为所述差压传感器的内腔处的流体阻抗，发生碰撞位置处的流体阻抗Z₀的值为零，差压传感器中封闭的膜片处对应的流体阻抗Z₂趋近于无穷大； 

根据所述包含有流体阻抗参数的第三计算式和Z₀、Z₂的值，计算出所述第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式为 

l₁＝a arctan(Z_c2/(Z_c1tan(2πl₂f/a)))/2πf 

当声速a＝340m/s，特性阻抗比Z_c2/Z_c1＝16，所述第一引压管的长度l₂＝0.293m时，计算得到所述第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应 的固有频率f之间的计算式为 

l₁＝54.14arctan(16/tan(0.005415f)/f 

205，将所述第一管腔系统对应的固有频率注入第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式，计算出气动肌肉发生碰撞的位置并显示计算结果。 

本实施例中，将所述第一管腔系统的固有频率288Hz、282Hz、274Hz分别注入所述第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式，计算出碰撞位置分别为33.84mm、117.5mm、187.6mm。 

以上计算结果与实际碰撞位置进行比较，误差分别为13.84mm、17.5mm、-12.4mm，这是由于实验中碰撞位置误差、异径管腔系统模型误差以及所述第一偏差的影响，导致精度不高。但作为一种新的碰撞感测方法，在测量精度要求不高的场合已经能够满足应用，且通过减小各类误差可以提高感测精度。 

图2所描述的碰撞感测方法中，克服了仅将管腔效应视为一种负面影响的技术偏见，提出基于管腔效应和流体阻抗理论计算碰撞位置的新的碰撞感测方法，可以简化仿生机器人碰撞感测结构，降低感测成本。 

如图5所示，为本发明第三实施例提供一种气动肌肉径向碰撞感测系统100，其包括：一个气动肌肉10、一根第一引压管20、一根第二引压管30、一个差压传感器40、一个信号采集处理系统50、一根气管60、一个气泵70、一个电磁比例阀80以及两个支撑件90。 

本实施例中，所述气动肌肉10为圆柱形空管，且具有相对设置的一个第一端部101和一个第二端部102； 

所述第一引压管20具有相对的一个第一接口和一个第二接口，所述第一接口连接所述气动肌肉10的第一端部对应的接口； 

所述第二引压管30具有一个第三接口、一个第四接口及一个第五接口，所述第三接口连接所述气动肌肉10的第二端部对应的接口； 

所述差压传感器40的两个接口分别连接所述第一引压管20的第二接口和所述第二引压管30的第四接口； 

所述信号采集处理系统50连接所述差压传感器的信号线； 

所述气管60具有相对的一个第一通气口和一个第二通气口； 

所述气泵70的出气口连接所述气管的第一通气口； 

所述电磁比例阀80安装在所述第二引压管的第五接口与所述气管的第二通气口之间，所述电磁比例阀用于调节气动肌肉内部的压强； 

所述支撑件90包括一个主体板及由所述主体板垂直延伸出来的一个侧板，所述两个支撑件的两个侧板分别连接所述气动肌肉的第一端部和第二端部以固持所述气动肌肉。 

如图6所示，本实施例中，所述信号采集处理系统50包括微控制器单元、复位电路、电源电路、信号调整电路、放大电路、A/D转换电路、电平转换电路、收发模块、上位机；其中，所述微控制器单元包括处理器芯片及其外围电路； 

所述复位电路、所述电源电路的输出端连接所述处理器芯片的第一输入端，所述差压传感器经所述信号调整电路、所述放大电路、所述A/D转换电路及所述电平转换电路连接所述处理器芯片的第二输入端，所述处理器芯片的输出端与所述上位机双向通信。 

如图7所示，所述信号调整电路包括光耦U1、电容C1、电阻R21、电阻R22和三脚接线柱J1，三脚接线柱J1的1号管脚连接在正24V直流电源上,电容C1的一端和三脚接线柱J1的1号管脚串联，电容C1的另一端接地，三脚接线柱J1的2号管脚通过电阻R21串联在光耦U1的正极，光耦U1的负极和集电极接地，光耦U1的发射极串联电阻R22后接入正5V直流电源； 

如图8所示，所述放大电路包括运放器A1、A2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11和电容C。电阻R1、电阻R2、电阻R6和电阻R5依次首尾串联，在电阻R1和电阻R2之间的节点上电连接电阻R4，电阻R4的中间节点上电连接电阻R3，电阻R4串联在运放器A1的同相输入端，运放器A1的同相输入端和运放器A2的同相输入端之间串联滑动变阻器R7和电阻R8，运放器A1的反相输入端和输出端之间串联电阻R9，运放器A2的反 相输入端和输出端之间串联电阻R10，运放器A1的输出端和运放器A2的输出端之间串联电阻R11和电容C； 

所述A/D转换电路包括ADS7864芯片。 

通过上述实施例的描述，本发明具有以下优点： 

本申请提出了一种基于管腔效应的新的碰撞感测方法及系统，克服了仅将管腔效应视为一种负面影响的技术偏见，可以简化仿生机器人碰撞感测结构，降低感测成本。 

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(Random Access Memory，RAM)、磁盘或光盘等。 

以上对本发明实施例所提供的一种气动肌肉径向碰撞感测方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 

Claims (6)

1.一种气动肌肉径向碰撞感测方法，其特征在于，所述方法包括：

周期性检测差压传感器的差压信号，若所述差压信号的值大于预设阈值，则确认所述气动肌肉发生碰撞，并记录大于预设阈值的差压信号和发生碰撞的时间；

将所述大于预设阈值的差压信号调整为标准信号，解析所述标准信号，获取所述标准信号的幅频特性曲线；

根据所述标准信号的幅频特性曲线，提取第一管腔系统对应的固有频率，所述第一管腔系统包括连接气动肌肉的第一端部的第一引压管的内腔、所述差压传感器中连接所述第一引压管的内腔以及气动肌肉的第一端部至发生碰撞的位置处对应的内腔所组成的连通腔室；

将所述第一管腔系统对应的固有频率注入第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式，计算出气动肌肉发生碰撞的位置并显示计算结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述标准信号的幅频特性曲线，提取第一管腔系统对应的固有频率之后，所述方法还包括：

获取所述第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的关系包括：

将声速a、特性阻抗比Z_c2/Z_c1及所述第一引压管的长度l₂的值注入所述第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式

l₁＝a arctan(Z_c2/(Z_c1tan(2πl₂f/a)))/2πf

计算得到所述构成第一管腔系统的气动肌肉的长度l₁与所述第一管腔系统对应的固有频率f之间的计算式。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述大于预设阈值的差压信号调整为标准信号，解析所述标准信号，获取所述标准信号的幅频特性曲线包括：

将所述大于预设阈值的差压信号通过调理电路转换为标准信号，对所述标准信号进行傅里叶变换获取所述标准信号的幅频特性曲线。

5.一种气动肌肉径向碰撞感测系统，其特征在于，所述系统包括:

一根气动肌肉，所述气动肌肉具有相对设置的一个第一端部和一个第二端部；

一根第一引压管，所述第一引压管具有相对的一个第一接口和一个第二接口，所述第一接口连接所述气动肌肉的第一端部对应的接口；

一根第二引压管，所述第二引压管具有一个第三接口、一个第四接口及一个第五接口，所述第三接口连接所述气动肌肉的第二端部对应的接口；

一个差压传感器，所述差压传感器的两个接口分别连接所述第一引压管的第二接口和所述第二引压管的第四接口；

一个信号采集处理系统，所述信号采集处理系统连接所述差压传感器的信号线；

一根气管，所述气管具有相对的一个第一通气口和一个第二通气口；

一个气泵，所述气泵的出气口连接所述气管的第一通气口；

一个电磁比例阀，所述电磁比例阀安装在所述第二引压管的第五接口与所述气管的第二通气口之间，所述电磁比例阀用于调节气动肌肉内部的压强；

两个支撑件，所述支撑件包括一个主体板及由所述主体板垂直延伸出来的一个侧板，所述两个支撑件的两个侧板分别连接所述气动肌肉的第一端部和第二端部以固持所述气动肌肉。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述信号采集处理系统包括微控制器单元、复位电路、电源电路、信号调整电路、放大电路、A/D转换电路、电平转换电路、收发模块、上位机；

其中，所述微控制器单元包括处理器芯片及其外围电路；

所述复位电路、所述电源电路的输出端连接所述处理器芯片的第一输入端，所述差压传感器经所述信号调整电路、所述放大电路、所述A/D转换电路及所述电平转换电路连接所述处理器芯片的第二输入端，所述处理器芯片的输出端与所述上位机双向通信。