具有自适应抓取能力的欠驱动假肢手的研究

发布时间：2017-10-30 15:04

  本文关键词：具有自适应抓取能力的欠驱动假肢手的研究

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【摘要】：理想的假肢手不仅仅具有装饰功能，而且能够在感觉和运动功能上替代人手，但是现在国内外实验室研究的假肢手还不能达到这种理想的要求。为了制作一种具有自适应抓取能力的仿人假肢手，全文内容如下： 1）设计一个新型欠驱动假肢手，并介绍假肢手的设计细节，制作的样机结构紧凑，拟人和易于控制。这个假肢手仅用3个电机驱动15个自由度：一个电机驱动拇指，另外两个分别驱动两个手指。文中首先描述了一种欠驱动手指的设计方法，然后介绍如何通过差速器实现手指间欠驱动，如何通过外槽轮和曲柄连杆机构的耦合来实现拇指的三自由度。最后介绍了假肢手外观设计方法，假肢手的ADAMS运动学仿真。 2）开展对机械系统原理和结构的分析，提出了基于DSP的结构简单、开发周期短、具有力反馈的运动控制系统，该控制系统用于驱动各手指动作。本文介绍了控制系统的硬件设计和软件设计方法。硬件设计的内容主要包括电平转换电路、传感器选型及其处理电路、伺服电机和直线电机选型及与手臂DSP通讯；软件设计的内容主要包括控制软件流程图。 3）进行假肢手的抓握实验和假肢手的力学性能测试实验。经过试验验证，假肢手能够满足日常生活的功能要求，包括圆柱抓取，包络抓取，指尖捏取和侧捏。满足功能要求的基础上，假肢手必须具有良好的力学性能。分别进行了摩擦系数评估，广义抓取力评估，，侧捏力评估和食指、中指指尖力评估实验，可以大致了解假肢手的力学性能，对以后的结构改进有较大的意义。
【关键词】：欠驱动 假肢手 槽轮机构 控制系统
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.1;TP241
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 课题来源8
• 1.2 课题的背景与研究意义8-9
• 1.3 国内外研究概况9-15
• 1.4 本文主要研究内容15-17
• 2 仿人形假肢手的结构设计17-35
• 2.1 人手的生理结构特点17-18
• 2.2 假肢手整体设计18-20
• 2.3 假肢手手指内的力传动设计20-24
• 2.4 假肢手手指间的力传动设计24-27
• 2.5 拇指设计27-32
• 2.6 假肢手外观设计32-33
• 2.7 假肢手 ADAMS 运动学仿真33
• 2.8 本章小结33-35
• 3 仿人形假肢手的控制系统设计35-44
• 3.1 系统构成35
• 3.2 系统硬件设计35-42
• 3.3 系统软件设计42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 仿人形假肢手的性能测试44-52
• 4.1 假肢手的抓握能力测试44-45
• 4.2 假肢手的力学性能测试45-51
• 4.3 本章小结51-52
• 5 总结与展望52-54
• 5.1 全文总结52-53
• 5.2 研究展望53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-59
• 附录Ⅰ攻读硕士学位期间发表的论文59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 熊有伦,熊蔡华;机器人多指抓取的研究进展与展望[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年S1期

2 茅一春;朱向阳;李顺冲;扬飞鸿;;一种新型欠驱动拟人机械手的设计[J];机械设计与研究;2008年03期

3 张文增,陈强,孙振国,徐济民,赵冬斌;变抓取力的欠驱动拟人机器人手[J];清华大学学报(自然科学版);2003年08期

4 张文增;马献德;黄源文;邱敏;陈强;;末端强力抓取的欠驱动拟人机器人手[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2009年02期

5 郑修军,张键,陈中伟,陈统一;肌电假手的研究现状[J];中国康复医学杂志;2003年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 黄海;新型仿人假手及其动态控制的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

本文编号：1118103