This paper aims to propose an enhanced static model of commercial braided pneumatic artificial muscles (PAMs), which is fully analytical without the need for experimentally determined parameters.,To address the highly nonlinear issues of PAMs, the enhanced model is derived considering the irregular shapes close to their end-fittings, as well as the elastic energy stored in both their braids and rubber bladders. The hysteresis characteristics of PAMs are also explored by analyzing the friction in the crossovers of the interlacing braided strands, together with that between the strands and their surrounding bladders. The isobaric and isometric experiments of a commercial PAM are conducted to demonstrate the enhancement, and the model accuracy is evaluated and compared with some existing models in terms of root mean square errors (RMSEs). Additionally, the proposed model is simplified to facilitate the applications that entail high computational efficiency.,The proposed model agrees well with the experimental results, which indicates its viability to accurately predict the static behaviors. An overall RMSE of 5.24 N shows that the enhanced model is capable of providing higher accuracy than the existing analytical models, while keeping the modeling cost at a minimum.,The proposed model, taking account of non-cylindrical shapes, elastic energy and friction, succeeds in enhancing the static predictions of commercial PAMs. The fully analytical model may accelerate the development of novel PAM-based robots for high-precision control, while giving a deeper understanding of commercial PAMs.

中文翻译：

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商用气动人工肌肉的增强静态建模

本文旨在提出一种增强的商用编织气动人工肌肉 (PAM) 静态模型，该模型无需实验确定的参数即可完全解析。为了解决 PAM 的高度非线性问题，考虑不规则形状推导出增强模型靠近他们的末端配件，以及储存在他们的编织物和橡胶气囊中的弹性能量。还通过分析交织编织股线的交叉摩擦力以及股线与其周围气囊之间的摩擦力来探索 PAM 的滞后特性。进行了商业 PAM 的等压和等距实验以证明增强，并评估模型精度并在均方根误差 (RMSE) 方面与一些现有模型进行比较。此外，所提出的模型被简化以促进需要高计算效率的应用。所提出的模型与实验结果非常吻合，这表明其准确预测静态行为的可行性。5.24 N 的总体 RMSE 表明增强模型能够提供比现有分析模型更高的精度，同时将建模成本保持在最低限度。,所提出的模型，考虑到非圆柱形状、弹性能和摩擦，成功地增强了商业 PAM 的静态预测。全分析模型可能会加速基于 PAM 的新型机器人的开发，以实现高精度控制，同时更深入地了解商业 PAM。所提出的模型被简化以方便需要高计算效率的应用。所提出的模型与实验结果非常吻合，这表明其准确预测静态行为的可行性。5.24 N 的总体 RMSE 表明增强模型能够提供比现有分析模型更高的精度，同时将建模成本保持在最低限度。,所提出的模型，考虑到非圆柱形状、弹性能和摩擦，成功地增强了商业 PAM 的静态预测。全分析模型可能会加速基于 PAM 的新型机器人的开发，以实现高精度控制，同时更深入地了解商业 PAM。所提出的模型被简化以方便需要高计算效率的应用。所提出的模型与实验结果非常吻合，这表明其准确预测静态行为的可行性。5.24 N 的总体 RMSE 表明增强模型能够提供比现有分析模型更高的精度，同时将建模成本保持在最低限度。,所提出的模型，考虑到非圆柱形状、弹性能和摩擦，成功地增强了商业 PAM 的静态预测。完全分析模型可能会加速开发基于 PAM 的新型机器人以进行高精度控制，同时更深入地了解商业 PAM。这表明其准确预测静态行为的可行性。5.24 N 的总体 RMSE 表明增强模型能够提供比现有分析模型更高的精度，同时将建模成本保持在最低限度。,所提出的模型，考虑到非圆柱形状、弹性能和摩擦，成功地增强了商业 PAM 的静态预测。完全分析模型可能会加速开发基于 PAM 的新型机器人以进行高精度控制，同时更深入地了解商业 PAM。这表明其准确预测静态行为的可行性。5.24 N 的总体 RMSE 表明增强模型能够提供比现有分析模型更高的精度，同时将建模成本保持在最低限度。,所提出的模型，考虑到非圆柱形状、弹性能和摩擦，成功地增强了商业 PAM 的静态预测。全分析模型可能会加速基于 PAM 的新型机器人的开发，以实现高精度控制，同时更深入地了解商业 PAM。弹性能量和摩擦，成功地增强了商业 PAM 的静态预测。全分析模型可能会加速基于 PAM 的新型机器人的开发，以实现高精度控制，同时更深入地了解商业 PAM。弹性能量和摩擦，成功地增强了商业 PAM 的静态预测。全分析模型可能会加速基于 PAM 的新型机器人的开发，以实现高精度控制，同时更深入地了解商业 PAM。