欠驱动灵巧手的运动学分析与仿真

摘要

全世界肢体残疾者数量达到900多万人，而康复工程受到各个国家的高度重视，但目前来说假肢手依然存在着不小的缺陷，质量大、成本高，并不能为大部分的残疾患者所用。研究出质量小、成本低的假肢灵巧手对于肢体残疾者有着巨大的意义。基于此，本文对欠驱动灵巧手做出了研究和设计。
　　首先通过模块化设计思想对灵巧手手指结构与驱动方式进行了分析与设计，降低了欠驱动灵巧手的制造成本。为欠驱动灵巧手选择了合适的传动方式以及材料，减小了灵巧手的质量与成本。并利用Solidworks三维建模软件对灵巧手进行了建模与装配，为灵巧手的理论研究提供了模型依据。
　　然后对灵巧手单指、多指协调进行了运动学分析，求出了其正逆解，在MATLAB软件中输出了各指末端关节运行轨迹图，对灵巧手抓取具体物体进行了静力学分析。为进一步的研究提供了理论依据。
　　最后基于ADAMS/View和ADAMS/Auto Flex进行了灵巧手的运动学研究。将Solidworks中建立的三维模型导入ADAMS中，利用ADAMS/Auto Flex进行了柔性体的转换，进而利用ADAMS/View对灵巧手进行了运动学仿真，验证了运动学理论分析的正确性。
　　通过对灵巧手的分析与仿真，缩短了灵巧手的开发周期，减小了灵巧手整体质量，降低了灵巧手的研发成本，对现有假肢手的缺陷进行了改善。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 灵巧手的发展过程

1．3 本文的主要研究内容

2 灵巧手结构设计

2．1 灵巧手设计思路与方法

2．2 灵巧手结构元素的优化分析

2．3 欠驱动灵巧手的结构方案设计

2．4 本章小结

3 欠驱动灵巧手的运动学分析

3．1 刚体位置姿态描述

3．2 欠驱动灵巧手运动学分析

3．3 欠驱动灵巧手静力学分析

3．4 本章小结

4 基于ADAMS的灵巧手运动学仿真

4．1 ADAMS简介

4．2 欠驱动灵巧手基于ADAMS的运动学仿真

4．3 MATLAB与ADAMS运动学分析结果对比

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 工作展望

致谢

参考文献