一種四自由度助殘機(jī)械臂的構(gòu)型及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析.pdf

1、為幫助殘疾人獨(dú)立地從事一些簡(jiǎn)單的日常生活活動(dòng)，提高他們的生活質(zhì)量，更好地享受生活，本課題根據(jù)實(shí)際生活環(huán)境中的使用要求，設(shè)計(jì)了一種可安裝于殘疾人用輪椅或移動(dòng)平臺(tái)的四自由度助殘機(jī)械臂，使殘疾人可自主進(jìn)餐、撿拾物品等。課題的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.根據(jù)殘疾人的日常生活環(huán)境，助殘機(jī)械臂需較大的工作空間，且綜合任務(wù)需求，選定助殘機(jī)械臂為四自由度機(jī)械臂，因此確定助殘機(jī)械臂采用串聯(lián)四自由度構(gòu)型，完成了機(jī)構(gòu)的型綜合。
　　2.基于D-H

2、法建立了機(jī)械臂的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，解出了助殘機(jī)械臂末端執(zhí)行器的位置正解公式，運(yùn)用齊次變換矩陣解出位置逆解公式，并運(yùn)用算例對(duì)位置正逆解公式的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　3.通過(guò)對(duì)四自由度助殘機(jī)械臂的可操作性能進(jìn)行分析，并結(jié)合人臂尺寸，完成了助殘機(jī)械臂的尺寸綜合。進(jìn)一步解出助殘機(jī)械臂的線速度雅克比矩陣及應(yīng)當(dāng)避免的奇異位形，然后運(yùn)用幾何繪圖法和數(shù)值法，結(jié)合MATLAB對(duì)助殘機(jī)械臂的工作空間進(jìn)行了分析，滿足了設(shè)計(jì)要求。
　　4.確定了助殘機(jī)械

3、臂的整體傳動(dòng)系統(tǒng)方案，利用直流電機(jī)和諧波減速器以及行星齒輪減速器的組合進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂高效率的傳動(dòng)。最后運(yùn)用solidworks進(jìn)行了機(jī)械臂的整體建模，并對(duì)大臂支架等關(guān)鍵零件進(jìn)行了應(yīng)力分析，保證了助殘機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)的合理性。
　　對(duì)四自由度助殘機(jī)械臂的構(gòu)型及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，保證了助殘機(jī)械臂在日常生活環(huán)境中能較好地滿足殘疾人的需求，且具有結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量較輕，體積較小，操作空間較大，可操作性能較好的特點(diǎn)，為后續(xù)的智能助殘機(jī)器人系統(tǒng)的研