氣動(dòng)肌肉靈巧手結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、氣動(dòng)肌肉作為一種新型的驅(qū)動(dòng)器，具有柔順性好、安全性高、重量/功率比大、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，所以它被應(yīng)用于服務(wù)機(jī)器人、仿生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。本文將氣動(dòng)肌肉作為驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)人手的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)多由度的靈巧手，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)所設(shè)計(jì)的靈巧手指的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了驗(yàn)證，具有很好的理論研究和工程應(yīng)用意義。
　　本文的主要工作如下:
　　(1)參照人手的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)原理，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了多自由度氣動(dòng)肌肉靈巧手。整個(gè)靈巧手的尺寸是人手尺寸的兩倍，其結(jié)構(gòu)包括:手

2、指、手掌、腕關(guān)節(jié)。以手指為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解分析，逆解分析，雅克比分析。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解分析結(jié)果，手指各關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍:側(cè)擺關(guān)節(jié)0～30°、近關(guān)節(jié)0～60°，中關(guān)節(jié)0～60°，遠(yuǎn)關(guān)節(jié)0～45°，利用MATLAB對(duì)手指指尖運(yùn)動(dòng)范圍進(jìn)行仿真，得到其運(yùn)動(dòng)范圍在一個(gè)120*105*120mm3空間內(nèi)。
　　(2)根據(jù)氣動(dòng)回路的工作原理及需要的硬件環(huán)境，設(shè)計(jì)了氣動(dòng)控制回路和硬件控制系統(tǒng)、對(duì)氣動(dòng)元件和硬件進(jìn)行了選型，采用PID控