欠驅(qū)動仿生機械手的研究與設(shè)計.pdf

1、機械手的設(shè)計和控制是近年來國內(nèi)外非?；钴S的研究課題。它的設(shè)計可以劃分為假肢用機械手的設(shè)計和工業(yè)用機械手的設(shè)計。前者的作用在于替代上肢肢殘者的缺損部分，除了要考慮機能問題外，還要考慮其仿生性，即其形狀和人類的肢體形狀的相似性。而后者的作用在于代替工業(yè)生產(chǎn)中作業(yè)人員，著重于機能的設(shè)計。由于戰(zhàn)爭、交通事故等原因，全世界的斷臂、斷手患者的數(shù)量日益增加，因此對假肢、假手的需求也不斷的擴大。2006年4月1日起至5月31日我國進行了第二次全國殘疾人

2、抽樣調(diào)查在各級政府直接領(lǐng)導(dǎo)下，組織了738個調(diào)查隊逐戶進行詢問登記、篩查和殘疾評定，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)推算，全國各類殘疾人的總數(shù)為8296萬人，占全國總?cè)丝诘谋壤秊?.34％。其中肢體殘疾2412萬人，占殘疾人總?cè)藬?shù)的比重是29.7％.與1987年第一次全國殘疾人抽樣調(diào)查比較，我國殘疾人口總量增加，殘疾人比例上升，所以有大量的人需要安裝假肢。制造出外形與人手相仿、功能與人手接近、能對抓取動作進行實時控制的仿人手假肢對于殘疾人來說是非常必要的。

3、
　　本研究旨在設(shè)計一種性能穩(wěn)定、驅(qū)動方案簡單易行的欠驅(qū)動仿生機械手。全文分為四個部分，第一部分緒論，分析了研究的背景及意義，對欠驅(qū)動仿生機械手的國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀做了闡述，對本研究的主要內(nèi)容與研究方法進行了闡述，介紹了本文主要的創(chuàng)新點。第二部分欠驅(qū)動仿生機械手的工作特性分析對欠驅(qū)動仿生機械手的結(jié)構(gòu)特點、工作原理進行了闡述，并對欠驅(qū)動仿生機械手抓取的穩(wěn)定性進行了研究，同時對手指進行了運動學分析。第三部分欠驅(qū)動仿生機械手設(shè)計方案對欠仿

4、生機械手進行了設(shè)計，給出了欠驅(qū)動手腕方案一和欠驅(qū)動手腕方案二，進而篩選出符合條件的最佳欠驅(qū)動手腕方案。第四部分欠驅(qū)動仿生機械手的動力學仿真通過建立坐標系和矩陣變換，對剛體的空間表示進行了闡述，然后采用通用的D.H法則，將機械手關(guān)節(jié)角度參數(shù)化，推導(dǎo)出其正運動學方程和逆運動關(guān)節(jié)角，并計算出機械手手部的初始坐標。其次采用ADAMS軟件，詳細介紹了機械手三維建模過程，對機械手關(guān)節(jié)點進行了參數(shù)化設(shè)計。最后從機械手軌跡規(guī)劃的基本原理和方法出發(fā)，采用