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外骨骼康复机械手系统是机器人研究领域中的一个重要分支,是一种与人体手部关节类似,并且依附于人体手部的外部系统。本文从患者实用的角度出发对人体上肢的运动原理进行分析,根据人体手部结构特点以及可穿戴外骨骼康复机械手的功能要求,在原有外骨骼康复机械手机械结构的设计基础上,进一步作了以下工作:1.对外骨骼康复机械手进行综述介绍了外骨骼机械手在康复领域的国内外研究现状。查阅与之相关的参考资料,了解外骨骼机械手在辅助患者进行医疗康复中的作用及有关外骨骼康复机械手的结构设计。2.外骨骼康复机械手结构的设计对已有的外骨骼手部康复设备进行分析和提炼,根据人机合作的特点。考虑到人体手指结构的特点以及可穿戴外骨骼康复机械手的功能,利用设计软件Pro/E对已有外骨骼康复机械手的结构进行改进设计,使外骨骼康复机械手能够满足辅助人体手部康复的功能,并说明了外骨骼康复机械手的结构原理。3.基于ADAMS的外骨骼康复机械手运动学分析利用连杆坐标系的D-H方法,分别建立了三指节和二指节外骨骼机械手的运动模型,分别进行了两种情况下的运动学分析,并将两种分析结果进行比较,验证本课题设计思路的正确性。4.外骨骼康复机械手的动力学分析与仿真用其次变换法和二阶拉格朗日逆动力学方法求出外骨骼康复机械手的驱动力;基于运动坐标系及达朗贝尔原理的牛顿-欧拉方法来建立相应的动力学方程求出外骨骼康复机械手关节力矩,完成外骨骼康复机械手的动力学分析。在两种不同假设的情况下,对外骨骼康复机械手进行动力学仿真。本文将人体手部的三个指节假设成二个指节,把外骨骼康复机械手设计成为一个二指节的康复设备。首先在理想状态下,外骨骼康复机械手的两个指节处没有外力作用时,经多次试验得到一个适合人手舒适运动的气缸驱动速度范围;再假设外骨骼机械手的两个指节处分别受到300N的作用反力时,运用ADAMS平台仿真得出两个手指驱动气缸的驱动力的曲线图,根据得出的数据可以计算出驱动气缸的功率,为气缸的选取做出合理的参数依据。