基于姿勢(shì)協(xié)同的欠驅(qū)動(dòng)假手研究.pdf

1、手是人類(lèi)與自然的一個(gè)重要接口，既可以操縱工具，也可以探索空間，不僅能夠感受外界豐富的信息，還能向外界輸出信息，對(duì)環(huán)境做出改變。這些都表明人手是身體上一個(gè)非常復(fù)雜、重要的組成部分。因此，手的缺失將會(huì)大大的降低人的生活質(zhì)量，假手作為人手的替代品，可以幫助殘疾人恢復(fù)自信提高生活品質(zhì)。一個(gè)理想的假肢手應(yīng)該能夠通過(guò)肌電或腦電信號(hào)控制完成各種日常工作。以當(dāng)前的機(jī)電技術(shù)水平，在假手相對(duì)苛刻的尺寸、重量限制下，完全復(fù)現(xiàn)人手的抓取能力是十分困難的。其中一

2、個(gè)主要的困難在于人手自由度多抓握姿勢(shì)復(fù)雜多變，而嚴(yán)苛的尺寸重量限制又導(dǎo)致當(dāng)前的假手不可能采用電機(jī)和關(guān)節(jié)的一對(duì)一驅(qū)動(dòng)。因此，為了簡(jiǎn)化假手的機(jī)電系統(tǒng)，部分假肢手采用了全局耦合的設(shè)計(jì)方式，將每根手指的自由度縮減為一個(gè)。還有一部分假肢手采用欠驅(qū)動(dòng)的方式通過(guò)主動(dòng)自由度和被動(dòng)自由度配合的方式實(shí)現(xiàn)包絡(luò)抓取。本文結(jié)合國(guó)家“973”計(jì)劃課題，研制出驅(qū)動(dòng)數(shù)較少，抓握姿勢(shì)豐富，控制相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，運(yùn)動(dòng)擬人水平較高的欠驅(qū)動(dòng)協(xié)同假手。
　　本文的主要內(nèi)

3、容包括人手的結(jié)構(gòu)分析，假手的姿勢(shì)協(xié)同規(guī)劃，指間協(xié)同機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，欠驅(qū)動(dòng)手指設(shè)計(jì)及姿勢(shì)協(xié)同欠驅(qū)動(dòng)假手的仿真與實(shí)驗(yàn)。本文首先通過(guò)人手的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合對(duì)實(shí)驗(yàn)室前期人手抓取姿勢(shì)庫(kù)的分析結(jié)果，進(jìn)行了全新的假手關(guān)節(jié)模塊劃分，得出了姿勢(shì)協(xié)同矩陣。根據(jù)姿勢(shì)協(xié)同實(shí)現(xiàn)方式和具體的姿勢(shì)協(xié)同矩陣，確定了姿勢(shì)協(xié)同矩陣的復(fù)現(xiàn)機(jī)構(gòu)，得出整個(gè)假手的傳動(dòng)方案，使其能能夠集成于手掌內(nèi)部。為提高假手抓握物體的包絡(luò)性，設(shè)計(jì)出擬人性較強(qiáng)的欠驅(qū)動(dòng)手指。通過(guò)ADAMS仿真、MATLAB