一種四自由度助殘機械臂的構(gòu)型及運動學(xué)分析.pdf

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

2、法建立了機械臂的關(guān)節(jié)坐標系，解出了助殘機械臂末端執(zhí)行器的位置正解公式，運用齊次變換矩陣解出位置逆解公式，并運用算例對位置正逆解公式的正確性進行了驗證。
　　3.通過對四自由度助殘機械臂的可操作性能進行分析，并結(jié)合人臂尺寸，完成了助殘機械臂的尺寸綜合。進一步解出助殘機械臂的線速度雅克比矩陣及應(yīng)當避免的奇異位形，然后運用幾何繪圖法和數(shù)值法，結(jié)合MATLAB對助殘機械臂的工作空間進行了分析，滿足了設(shè)計要求。
　　4.確定了助殘機械

3、臂的整體傳動系統(tǒng)方案，利用直流電機和諧波減速器以及行星齒輪減速器的組合進行驅(qū)動，實現(xiàn)了機械臂高效率的傳動。最后運用solidworks進行了機械臂的整體建模，并對大臂支架等關(guān)鍵零件進行了應(yīng)力分析，保證了助殘機械臂的結(jié)構(gòu)的合理性。
　　對四自由度助殘機械臂的構(gòu)型及運動學(xué)分析，保證了助殘機械臂在日常生活環(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，為后續(xù)的智能助殘機器人系統(tǒng)的研