仿人型殘疾人假手機(jī)構(gòu)和傳感器系統(tǒng)的研究.pdf

1、重量輕、體積小、可靠性高、控制簡(jiǎn)單和操作靈活是多自由度殘疾人假手的發(fā)展趨勢(shì)。本文將欠驅(qū)動(dòng)原理和耦合原理引入到假手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，以解決假手的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和靈活性之間的矛盾，在保證假手重量輕、體積小的同時(shí)，使假手具有很好的靈活性。同時(shí)在外觀和運(yùn)動(dòng)形式上，盡可能地進(jìn)行了仿人化設(shè)計(jì)，使假手看上去更加美觀，逼真。
　　本文綜述假手的研究現(xiàn)狀，分析假手的發(fā)展趨勢(shì)，在此基礎(chǔ)上采用了基于欠驅(qū)動(dòng)和耦合原理的設(shè)計(jì)方案。
　　在實(shí)驗(yàn)室原有假手的基礎(chǔ)

2、上，進(jìn)行了一系列改進(jìn)設(shè)計(jì)。采用連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手指的欠驅(qū)動(dòng)和耦合，局部修改了各手指尺寸，在手指的各轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)處安放微型軸承，提高了手指運(yùn)動(dòng)的靈活性和可靠性。改進(jìn)設(shè)計(jì)了基于扭簧的三指連動(dòng)機(jī)構(gòu)，提高了三指運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性，在外觀和運(yùn)動(dòng)形式上實(shí)現(xiàn)了仿人化，提高了假手保持固有位姿的能力；改進(jìn)設(shè)計(jì)了拇指的結(jié)構(gòu)，同時(shí)為了保證抓握不同物體的有效性，用Adams進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，給出拇指的具體布置位置；設(shè)計(jì)基于應(yīng)變測(cè)量的、可以互換使用的基關(guān)節(jié)力矩傳感器。并基于集成

3、化的思想設(shè)計(jì)假手的本體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)假手的機(jī)構(gòu)、傳感、驅(qū)動(dòng)和微處理器系統(tǒng)的集成。
　　進(jìn)行了手指連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，完成手指耦合四連桿的參數(shù)設(shè)計(jì)，確定連桿的機(jī)構(gòu)參數(shù)。建立起假手三維模型，在Adams虛擬環(huán)境下進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。建立假手欠驅(qū)動(dòng)單手指的靜力學(xué)模型，給出抓握不同物體時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩和各指節(jié)受力之間的關(guān)系?；谔摂M彈簧的方法完成了單個(gè)手指的動(dòng)力學(xué)分析，由Matlab和Adams進(jìn)行了初步仿真、比較。
　　最后，對(duì)力矩傳感器進(jìn)行了