基于ADAMS外骨骼康復機械手的設計和仿真分析.pdf

1、外骨骼康復機械手系統(tǒng)是機器人研究領域中的一個重要分支，是一種與人體手部關節(jié)類似，并且依附于人體手部的外部系統(tǒng)。本文從患者實用的角度出發(fā)對人體上肢的運動原理進行分析，根據(jù)人體手部結構特點以及可穿戴外骨骼康復機械手的功能要求，在原有外骨骼康復機械手機械結構的設計基礎上，進一步作了以下工作:
　　 1.對外骨骼康復機械手進行綜述
　　 介紹了外骨骼機械手在康復領域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。查閱與之相關的參考資料，了解外骨骼機械手在輔助

2、患者進行醫(yī)療康復中的作用及有關外骨骼康復機械手的結構設計。
　　 2.外骨骼康復機械手結構的設計
　　 對已有的外骨骼手部康復設備進行分析和提煉，根據(jù)人機合作的特點。考慮到人體手指結構的特點以及可穿戴外骨骼康復機械手的功能，利用設計軟件Pro/E對已有外骨骼康復機械手的結構進行改進設計，使外骨骼康復機械手能夠滿足輔助人體手部康復的功能，并說明了外骨骼康復機械手的結構原理。
　　 3.基于ADAMS的外骨骼康復機械

3、手運動學分析
　　 利用連桿坐標系的D-H方法，分別建立了三指節(jié)和二指節(jié)外骨骼機械手的運動模型，分別進行了兩種情況下的運動學分析，并將兩種分析結果進行比較，驗證本課題設計思路的正確性。
　　 4.外骨骼康復機械手的動力學分析與仿真
　　 用其次變換法和二階拉格朗日逆動力學方法求出外骨骼康復機械手的驅(qū)動力;基于運動坐標系及達朗貝爾原理的牛頓-歐拉方法來建立相應的動力學方程求出外骨骼康復機械手關節(jié)力矩，完成外骨骼康復

4、機械手的動力學分析。在兩種不同假設的情況下，對外骨骼康復機械手進行動力學仿真。本文將人體手部的三個指節(jié)假設成二個指節(jié)，把外骨骼康復機械手設計成為一個二指節(jié)的康復設備。首先在理想狀態(tài)下，外骨骼康復機械手的兩個指節(jié)處沒有外力作用時，經(jīng)多次試驗得到一個適合人手舒適運動的氣缸驅(qū)動速度范圍;再假設外骨骼機械手的兩個指節(jié)處分別受到300N的作用反力時，運用ADAMS平臺仿真得出兩個手指驅(qū)動氣缸的驅(qū)動力的曲線圖，根據(jù)得出的數(shù)據(jù)可以計算出驅(qū)動氣缸的功率