本文關(guān)鍵詞：一種7自由度生機電假肢手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生機電假肢手臂是指外觀造型與真實人體手臂相似，運動功能與真實人體手臂相同，并且能夠重建人體手臂缺失的運動功能的機械裝置。在與一般工業(yè)機器人相比，它要求結(jié)構(gòu)緊湊，外觀自然優(yōu)美，動作與真實人體運動協(xié)調(diào)一致。為此，本文設(shè)計了一種7自由度生機電假肢手臂，并在以下四個方面進(jìn)行了研究： (1)研究了目前生機電假肢手臂的國內(nèi)外發(fā)展情況，對目前假肢手臂設(shè)計熱點及難點有了比較充分的認(rèn)識。針對目前假肢設(shè)計中的熱點之一的假肢結(jié)構(gòu)輕量化和運動智能化作了比較深入的工作。 (2)對真實人體手臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，主要研究了人體肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)的骨骼肌肉組成原理，然后根據(jù)真實人體手臂建立了假肢運動自由度的分配模式。在假肢手臂重量以及各個關(guān)節(jié)的運動速度上也提出了要求。 (3)根據(jù)設(shè)計前期要使假肢輕量化的研究，最終確定了假肢手臂關(guān)節(jié)驅(qū)動機構(gòu)選用了結(jié)構(gòu)緊湊差動機構(gòu)來實現(xiàn)。首先是采對傳統(tǒng)的差速器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，然后把差速機構(gòu)模塊化處理，使之用在肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)等多個自由度的實現(xiàn)上。驅(qū)動機構(gòu)則選用了盤式直流伺服電機加上諧波減速器的形式，，這樣的布置是假肢手臂的寬度尺寸達(dá)到了最小。 (4)為了對假肢進(jìn)行智能控制，對假肢的運動學(xué)進(jìn)行了分析。根據(jù)假肢手臂的結(jié)構(gòu)建立了D-H坐標(biāo)系，在此基礎(chǔ)上完成了假肢手臂的運動學(xué)正解分析。在假肢手臂逆運動學(xué)分析上，提出了利用swivel angle的優(yōu)化方法，使假肢手臂的運動軌跡更加擬人自然。 本文完成了生機電假肢手臂的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后對假肢手臂的正、逆運動學(xué)做出了詳盡的分析，為生機電假肢手臂的設(shè)計奠定了一定的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：生機電假肢手臂 差動機構(gòu) 運動學(xué)分析 冗余自由度優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.1;TP241
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題的來源8
• 1.2 課題的背景8
• 1.3 課題的研究意義8-9
• 1.4 假肢的發(fā)展歷史9-11
• 1.5 假肢目前研究的熱點11-12
• 1.6 假肢目前國內(nèi)外研究情況12-15
• 1.7 論文的主要工作15-16
• 2 生機電假肢手臂總體設(shè)計16-24
• 2.1 生機電假肢生理學(xué)基礎(chǔ)16-19
• 2.2 生機電假肢手臂總體設(shè)計19-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 3 生機電假肢機械結(jié)構(gòu)設(shè)計24-38
• 3.1 生機電假肢手臂三維建模24-28
• 3.2 生機電假肢手臂關(guān)節(jié)差動機構(gòu)設(shè)計28-31
• 3.3 生機電假肢手臂鏈傳動設(shè)計31-35
• 3.4 諧波減速器在關(guān)節(jié)中的應(yīng)用35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 4 生機電假肢手臂運動學(xué)分析38-53
• 4.1 生機電假肢手臂運動學(xué)基礎(chǔ)38-39
• 4.2 生機電假肢手臂運動學(xué)正解39-44
• 4.3 生機電假肢手臂運動學(xué)反解44-51
• 4.4 基于運動學(xué)反解的假肢手臂運動功能試驗51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 5 總結(jié)與展望53-54
• 5.1 全文總結(jié)53
• 5.2 研究展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 附錄Ⅰ 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文58

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：一種7自由度生機電假肢手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：425433