具有力-位感知的仿人假手機構的研究.pdf

1、高度仿人化、體積小、重量輕、運動穩(wěn)定、結構控制簡單和操作靈活是多自由度殘疾人假手的發(fā)展趨勢。本文結合國家自然科學基金重點項目“新一代仿人型殘疾人假手系統(tǒng)及理論的研究”（項目編號：50435040），研制了達到國際領先水平的HIT-DLR新型仿人假手，并進行了手指的運動學和靜力學的分析和驗證，位置控制和實驗研究。研制的假手有5個手指，每個手指可以獨立控制，各手指均有力/位感知功能；拇指在1個電機的驅動下，能夠沿空間的錐面實現(xiàn)仿人抓握；假手

2、的外形與人手十分相似，尺寸略小于男性成人手，總重約為420g。
　　本文首先綜述國內(nèi)外假手的發(fā)展現(xiàn)狀，分析假手的發(fā)展趨勢，在此基礎上采用了基于耦合傳動原理的設計方案，以解決假手體積和靈活性之間的矛盾。
　　在實驗室原有假手的基礎上，進行了一系列改進設計。采用連桿機構實現(xiàn)手指的耦合；改進了各手指尺寸；設計了四指和拇指的結構，采用平面四桿和空間四桿相結合的機構設計了拇指的近指節(jié)，使拇指具有仿人化的空間運動軌跡；同時為了保證抓握不

3、同物體的有效性和穩(wěn)定性，使用ADAMS進行了仿真實驗，給出四指和拇指的具體布置位置，設計了曲面化的手掌，在外觀和運動形式上高度仿人化；并基于集成化的思想設計假手的本體結構，實現(xiàn)假手的機構、傳感、驅動和微處理器系統(tǒng)的集成。
　　設計了基于應變測量的、可以互換使用的基關節(jié)力矩傳感器，對力矩傳感器進行了標定；設計了基于巨磁阻效應的、非接觸測量的關節(jié)絕對位置傳感器。
　　進行了食指連桿機構和運動學分析，完成手指耦合四連桿的參數(shù)設計，