外附骨骼康復機械手手部的設計與分析.pdf

1、康復工程學是生物醫(yī)學工程學中的一個新的重要分支學科，將外骨骼機器人應用于康復醫(yī)學是最近幾年來康復醫(yī)學的一個重要研究分支。其中外附骨骼機械手系統(tǒng)是外骨骼康復機器人當中的一個組成部分，它是根據(jù)人手的各種運動特征設計的，將其穿戴于手部生理機能喪失或者障礙的患者手上，可以輔助患者完成各種難以完成的動作。
　　 本文研究的外附骨骼機械手系統(tǒng)是在參考以往各種外骨骼機械手以及康復醫(yī)學理論基礎上，設計一只能夠幫助患者抓起一個水杯并能完成喝水動作

2、的外骨骼機械手。以往應用于康復醫(yī)學中的外骨骼機械手系統(tǒng)的研究，主要致力于輔助患者完成手部運動，如張開和握緊，以達到活動手部肌肉，完成康復的目的。本文在本外骨骼機械手的設計中，加入了一個完成抓起水杯的動作，使機械手在達到恢復手部肌肉生理機能的目的同時還能夠完成簡單的日常動作。本文主要研究內(nèi)容包括：
　　 第一，基于Pro-E完成了外骨骼機械手機械結構部分的設計。并針對外骨骼機械手輔助人手完成抓起水杯動作的設計目的，以及人手的尺寸等

3、實際情況，對外骨骼機械手系統(tǒng)的尺寸進行了優(yōu)化。
　　 第二，選用了氣缸驅動作為機械手的主要驅動，打破了外骨骼機器人中對電機驅動和人工肌肉驅動的依賴。
　　 第三，對外骨骼手系統(tǒng)的運動進行了運動學分析。針對本外骨骼機械手抓握水杯的設計目的，對其進行了正向和逆向的位姿分析，通過一系列的位姿矩陣方程獲得了氣缸推桿與機械手終端的位姿關系，為二指型機械手設計的尺寸綜合提供了依據(jù)。
　　 最后，基于Ansys對其中的重要零件