發(fā)布時間：2017-06-18 20:15

  本文關鍵詞：欠驅動手指實驗平臺的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：手是人類勞動和生活的重要工具，隨著醫(yī)學和機器人技術的發(fā)展，手部運動功能的重建越來越受到人們的重視。對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量。目前，假肢手的研究集生機電三方面為一體，已經(jīng)成為康復醫(yī)學工程和智能機器人領域的一個熱點方向。 手指是手的基本單元，假肢手指的結構特點和運動特性將很大程度影響整個假肢手的綜合性能，所以假肢手指的設計在假肢手的總體設計中扮演重要的角色。近年來，欠驅動機構以其驅動少、重量輕、能耗低等優(yōu)點被采用到假肢手指的設計中來。但欠驅動假肢手指的設計大部分是仿照人手的尺寸，并沒有一個專門的實驗環(huán)境，來針對設計過程中的關鍵環(huán)節(jié)，為設計者提供手指性能測試平臺和手指運動軌跡數(shù)據(jù)。因此，，設計一個欠驅動假肢手指實驗平臺對于欠驅動假肢手指的發(fā)展具有重要意義。 本文以三關節(jié)繩索驅動的欠驅動假肢手指為研究對象，設計了一種欠驅動假肢手指實驗平臺。首先，本實驗平臺為欠驅動假肢手指提供了性能測試的硬件平臺；同時，平臺配置有VICON紅外光點三維運動分析系統(tǒng)，可對手指運動過程進行全程軌跡跟蹤，其數(shù)據(jù)經(jīng)計算機處理，可為欠驅動假肢手指外部形狀、內部結構、空間布局、抓取軌跡和運動控制的優(yōu)化設計提供強大的數(shù)據(jù)基礎。 本文首先介紹了本課題的研究背景和研究意義，接著描述了實驗平臺的總體設計和組成架構，然后分別對實驗平臺機械結構、實驗平臺DSP控制系統(tǒng)、VICON紅外光點三維運動分析系統(tǒng)以及計算機數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理系做了詳細描述，最后完成了單個假肢手指自由運動的實驗。從實驗結果可以看出，本文設計的實驗平臺滿足設計要求，為欠驅動假肢手指的性能測試和優(yōu)化設計提供了可靠的測試平臺和數(shù)據(jù)基礎。
【關鍵詞】：欠驅動 手指 實驗平臺 數(shù)字信號處理 運動捕捉
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R318.1;TP241
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-19
• 1.1 課題來源8
• 1.2 課題的背景與研究意義8-9
• 1.3 假肢手的發(fā)展歷史和國內外研究概況9-17
• 1.4 本文主要研究內容17-19
• 2 實驗平臺總體設計19-22
• 2.1 設計要求19
• 2.2 設計方案19-20
• 2.3 實驗平臺的總體架構20-21
• 2.4 本章小結21-22
• 3 實驗平臺機械結構設計22-32
• 3.1 機械結構總體設計22-24
• 3.2 傳動系統(tǒng)的原理設計24-25
• 3.3 安裝孔的布局設計25-26
• 3.4 繩索固定座的設計26-28
• 3.5 直線步進電機的選型設計28-29
• 3.6 直線導軌的選型設計29-30
• 3.7 霍爾傳感器的選型設計30-31
• 3.8 本章小結31-32
• 4 實驗平臺控制系統(tǒng)設計32-44
• 4.1 控制系統(tǒng)總體設計32-33
• 4.2 主控制器33-35
• 4.3 電源電路35-36
• 4.4 PWM 電路36
• 4.5 數(shù)字信號輸入電路36-38
• 4.7 模擬信號輸入電路38
• 4.8 操控板的設計38-39
• 4.9 控制系統(tǒng)軟件設計39-43
• 4.10 本章小結43-44
• 5 實驗平臺的驗證44-54
• 5.1 VICON 紅外光點三維運動分析系統(tǒng)44-45
• 5.2 計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)45-49
• 5.3 單個假肢手指自由運動實驗49-53
• 5.5 本章小結53-54
• 6 總結與展望54-56
• 6.1 全文總結54
• 6.2 研究展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-60
• 附錄Ⅰ 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 黃海;王新慶;姜力;劉宏;;欠驅動假手手指抓取力的研究[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2010年05期

2 史士財,高曉輝,姜力,劉宏;欠驅動自適應機器人手的研制[J];機器人;2004年06期

3 趙樹磊;謝吉華;劉永鋒;;基于霍爾傳感器的電機測速裝置[J];江蘇電器;2008年10期

4 劉伊威;金明河;樊紹巍;蘭天;陳兆們;;五指仿人機器人靈巧手DLR/HIT Hand Ⅱ[J];機械工程學報;2009年11期

5 王雪晴;杜豪杰;;霍爾效應實驗的MATLAB數(shù)據(jù)處理[J];教育教學論壇;2012年22期

6 張文增,陳強,孫振國,徐濟民,趙冬斌;變抓取力的欠驅動擬人機器人手[J];清華大學學報(自然科學版);2003年08期

7 張文增,陳強,孫振國,徐磊;高欠驅動的擬人機器人多指手[J];清華大學學報(自然科學版);2004年05期

8 宋玉榮,劉賢興,張植保;基于DSP的直線步進電機的控制系統(tǒng)設計[J];微電機(伺服技術);2001年06期

9 羅逸葦;;Vicon三維運動捕捉系統(tǒng)在人體運動分析中的應用[J];浙江工貿職業(yè)技術學院學報;2007年01期

  本文關鍵詞：欠驅動手指實驗平臺的設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：460746