并联康复治疗机械手的设计与仿真研究

摘要

康复治疗机械手作为康复机器人的一大分支，在21世纪里有着非常广泛的应用前景。本文在借鉴现有康复治疗机械手优缺点的基础上，设计了一种新型康复治疗机械手。 本文从人手的解剖学入手，对康复治疗机械手进行了整体规划，在综合分析比较几种设计方案的基础上，确定了康复治疗机械手的整体结构形式以及模块构成，并对各模块进行了详细的机构设计与计算分析；在此基础上，利用机械系统动力学仿真软件ADAMS的参数化设计功能，对影响机械手各模块工作空间的因素进行了较深入、系统的研究，建立了一套分析、优化康复机械手的方法，解决了并联机构工作空间计算繁琐的难题。最后结合实际情况，确定了各模块工作空间优化后的机械手各构件的主要尺寸。 在机械手的仿真分析方面，阐述了如何利用Unigraphics建立ADAMS需要的仿真模型，并从运动学和动力学的角度，对机械手整体以及各模块进行了分析模拟，验证了该机械手在康复治疗中的可行性以及有效性。 本文建立的设计、分析和优化方法，对高效、准确地开发康复治疗机械手、提高康复治疗机械手性能具有重要意义。