仿人型殘疾人假手機(jī)構(gòu)及控制的研究.pdf

1、 本文首先綜述國(guó)內(nèi)外靈巧手以及假手的發(fā)展現(xiàn)狀，分析假手的發(fā)展趨勢(shì)，在此基礎(chǔ)上提出基于欠驅(qū)動(dòng)原理和耦合原理的設(shè)計(jì)方案。其次，以驅(qū)動(dòng)器少和重量輕為目標(biāo)，采用四連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手指的欠驅(qū)動(dòng)和耦合；設(shè)計(jì)基于扭轉(zhuǎn)彈簧、帶輪和齒輪減速的手指驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使假手具有很好的靈活性；為了實(shí)現(xiàn)抓握不同物體的有效性，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，給出拇指的布置位置；采用基于霍爾效應(yīng)的集成霍爾位置傳感器，實(shí)現(xiàn)手指基關(guān)節(jié)位置的非接觸測(cè)量；設(shè)計(jì)基于應(yīng)變測(cè)量的基關(guān)節(jié)力矩傳感

2、器及指尖力矩傳感器，分別實(shí)現(xiàn)基關(guān)節(jié)力矩和指尖力矩的測(cè)量；并基于模塊化和集成化的思想設(shè)計(jì)假手的本體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)假手機(jī)構(gòu)、傳感、驅(qū)動(dòng)和微處理器系統(tǒng)的集成。然后建立假手欠驅(qū)動(dòng)拇指的靜力學(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，對(duì)拇指抓握物體時(shí)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。進(jìn)行手指連桿機(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)，確定連桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)。最后，采用基于位置的阻抗控制方法，實(shí)現(xiàn)手指的柔順控制，并且用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假手控制方法的可行性和有效