基于指間協(xié)同的欠驅(qū)動(dòng)假手機(jī)構(gòu)研究.pdf

1、假手作為康復(fù)醫(yī)學(xué)工程的重要內(nèi)容和組成部分，是使殘疾人康復(fù)、回歸社會(huì)的重要手段。因此，如何設(shè)計(jì)外形和功能都高度仿人的假手，并使其能夠?qū)Σ煌蛔ノ矬w都具有高度的自適應(yīng)性能力，一直是假手研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。本文結(jié)合國家“973”計(jì)劃的主題項(xiàng)目課題“操作感知一體化靈巧假肢設(shè)計(jì)制造與性能評(píng)估”研制驅(qū)動(dòng)數(shù)目少，靈活性高，價(jià)格低廉、操作可靠、控制簡(jiǎn)單，且具有高度仿人外觀和運(yùn)動(dòng)形式的欠驅(qū)動(dòng)假手，使其滿足截肢患者的生活、心理需要。
　　本研究重點(diǎn)主要集

2、中在如何根據(jù)人手功能運(yùn)動(dòng)譜的指導(dǎo)，設(shè)計(jì)出驅(qū)動(dòng)數(shù)少、靈活性高、控制簡(jiǎn)單、輸出力大和成本低的欠驅(qū)動(dòng)假手。HIT-VI手的假手樣機(jī)由五個(gè)手指、一套協(xié)同機(jī)構(gòu)、三套電機(jī)齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)和一個(gè)手掌安裝版組成。每個(gè)手指具有3個(gè)指節(jié)和3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，具有2個(gè)自由度。協(xié)同機(jī)構(gòu)為假手的核心組成部分，包括了一套協(xié)同連桿機(jī)構(gòu)和三個(gè)直線導(dǎo)軌組成，由兩個(gè)電機(jī)協(xié)同驅(qū)動(dòng)，手指之間具有一定的協(xié)同運(yùn)動(dòng)關(guān)系，又因?yàn)閰f(xié)同連桿中間具有一個(gè)柔性回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，使得協(xié)同連桿機(jī)構(gòu)具有很強(qiáng)的自適

3、應(yīng)抓握能力。由于手掌中的結(jié)構(gòu)布局形式，協(xié)同連桿的三個(gè)輸出點(diǎn)具有位置限制，柔性回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)結(jié)合位置的限制，使得假手協(xié)同機(jī)構(gòu)能夠靈活的完成豐富的假手指示動(dòng)作以及自適應(yīng)抓取動(dòng)作。人手的手指運(yùn)動(dòng)模式是連續(xù)的，即在遇到物體之前手指關(guān)節(jié)間耦合聯(lián)動(dòng)。因此，HIT-VI欠驅(qū)動(dòng)假手的手指設(shè)計(jì)為具有耦合和欠驅(qū)動(dòng)雙重特點(diǎn)，手指在自由空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，手指關(guān)節(jié)間間成比例聯(lián)動(dòng)，當(dāng)某一個(gè)指節(jié)首先接觸物體以后，下一級(jí)指節(jié)將繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成對(duì)被操作物體的自適應(yīng)抓取。給出了欠驅(qū)