仿人型殘疾人假手機構(gòu)和傳感器系統(tǒng)的研究.pdf

1、重量輕、體積小、可靠性高、控制簡單和操作靈活是多自由度殘疾人假手的發(fā)展趨勢。本文將欠驅(qū)動原理和耦合原理引入到假手的機構(gòu)設(shè)計中，以解決假手的結(jié)構(gòu)復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，使假手具有很好的靈活性。同時在外觀和運動形式上，盡可能地進行了仿人化設(shè)計，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，在此基礎(chǔ)上采用了基于欠驅(qū)動和耦合原理的設(shè)計方案。
　　在實驗室原有假手的基礎(chǔ)

2、上，進行了一系列改進設(shè)計。采用連桿機構(gòu)實現(xiàn)手指的欠驅(qū)動和耦合，局部修改了各手指尺寸，在手指的各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)處安放微型軸承，提高了手指運動的靈活性和可靠性。改進設(shè)計了基于扭簧的三指連動機構(gòu)，提高了三指運動的協(xié)調(diào)性，在外觀和運動形式上實現(xiàn)了仿人化，提高了假手保持固有位姿的能力；改進設(shè)計了拇指的結(jié)構(gòu)，同時為了保證抓握不同物體的有效性，用Adams進行了仿真實驗，給出拇指的具體布置位置；設(shè)計基于應(yīng)變測量的、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)計假手的本體結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)假手的機構(gòu)、傳感、驅(qū)動和微處理器系統(tǒng)的集成。
　　進行了手指連桿機構(gòu)運動學分析，完成手指耦合四連桿的參數(shù)設(shè)計，確定連桿的機構(gòu)參數(shù)。建立起假手三維模型，在Adams虛擬環(huán)境下進行了仿真驗證。建立假手欠驅(qū)動單手指的靜力學模型，給出抓握不同物體時驅(qū)動力矩和各指節(jié)受力之間的關(guān)系?；谔摂M彈簧的方法完成了單個手指的動力學分析，由Matlab和Adams進行了初步仿真、比較。
　　最后，對力矩傳感器進行了