基于姿勢協(xié)同的欠驅(qū)動假手研究.pdf

1、手是人類與自然的一個重要接口，既可以操縱工具，也可以探索空間，不僅能夠感受外界豐富的信息，還能向外界輸出信息，對環(huán)境做出改變。這些都表明人手是身體上一個非常復雜、重要的組成部分。因此，手的缺失將會大大的降低人的生活質(zhì)量，假手作為人手的替代品，可以幫助殘疾人恢復自信提高生活品質(zhì)。一個理想的假肢手應該能夠通過肌電或腦電信號控制完成各種日常工作。以當前的機電技術(shù)水平，在假手相對苛刻的尺寸、重量限制下，完全復現(xiàn)人手的抓取能力是十分困難的。其中一

2、個主要的困難在于人手自由度多抓握姿勢復雜多變，而嚴苛的尺寸重量限制又導致當前的假手不可能采用電機和關(guān)節(jié)的一對一驅(qū)動。因此，為了簡化假手的機電系統(tǒng)，部分假肢手采用了全局耦合的設(shè)計方式，將每根手指的自由度縮減為一個。還有一部分假肢手采用欠驅(qū)動的方式通過主動自由度和被動自由度配合的方式實現(xiàn)包絡(luò)抓取。本文結(jié)合國家“973”計劃課題，研制出驅(qū)動數(shù)較少，抓握姿勢豐富，控制相對簡單，價格較低，運動擬人水平較高的欠驅(qū)動協(xié)同假手。
　　本文的主要內(nèi)

3、容包括人手的結(jié)構(gòu)分析，假手的姿勢協(xié)同規(guī)劃，指間協(xié)同機構(gòu)設(shè)計，欠驅(qū)動手指設(shè)計及姿勢協(xié)同欠驅(qū)動假手的仿真與實驗。本文首先通過人手的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合對實驗室前期人手抓取姿勢庫的分析結(jié)果，進行了全新的假手關(guān)節(jié)模塊劃分，得出了姿勢協(xié)同矩陣。根據(jù)姿勢協(xié)同實現(xiàn)方式和具體的姿勢協(xié)同矩陣，確定了姿勢協(xié)同矩陣的復現(xiàn)機構(gòu)，得出整個假手的傳動方案，使其能能夠集成于手掌內(nèi)部。為提高假手抓握物體的包絡(luò)性，設(shè)計出擬人性較強的欠驅(qū)動手指。通過ADAMS仿真、MATLAB