欠驅(qū)動(dòng)手指實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì).pdf

1、手是人類勞動(dòng)和生活的重要工具,隨著醫(yī)學(xué)和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,手部運(yùn)動(dòng)功能的重建越來越受到人們的重視。對(duì)于手部缺失患者來說,假肢手的出現(xiàn)極大地改善了他們的生活質(zhì)量。目前,假肢手的研究集生機(jī)電三方面為一體,已經(jīng)成為康復(fù)醫(yī)學(xué)工程和智能機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)方向。
　　手指是手的基本單元,假肢手指的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特性將很大程度影響整個(gè)假肢手的綜合性能,所以假肢手指的設(shè)計(jì)在假肢手的總體設(shè)計(jì)中扮演重要的角色。近年來,欠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以其驅(qū)動(dòng)少、重量輕、

2、能耗低等優(yōu)點(diǎn)被采用到假肢手指的設(shè)計(jì)中來。但欠驅(qū)動(dòng)假肢手指的設(shè)計(jì)大部分是仿照人手的尺寸,并沒有一個(gè)專門的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,來針對(duì)設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),為設(shè)計(jì)者提供手指性能測試平臺(tái)和手指運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)。因此,設(shè)計(jì)一個(gè)欠驅(qū)動(dòng)假肢手指實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)于欠驅(qū)動(dòng)假肢手指的發(fā)展具有重要意義。
　　本文以三關(guān)節(jié)繩索驅(qū)動(dòng)的欠驅(qū)動(dòng)假肢手指為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了一種欠驅(qū)動(dòng)假肢手指實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。首先,本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為欠驅(qū)動(dòng)假肢手指提供了性能測試的硬件平臺(tái);同時(shí),平臺(tái)配置有VICON

3、紅外光點(diǎn)三維運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng),可對(duì)手指運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行全程軌跡跟蹤,其數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理,可為欠驅(qū)動(dòng)假肢手指外部形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、空間布局、抓取軌跡和運(yùn)動(dòng)控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　本文首先介紹了本課題的研究背景和研究意義,接著描述了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)和組成架構(gòu),然后分別對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)DSP控制系統(tǒng)、VICON紅外光點(diǎn)三維運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理系做了詳細(xì)描述,最后完成了單個(gè)假肢手指自由運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。從