欠驅(qū)動手指實(shí)驗平臺的設(shè)計.pdf

1、手是人類勞動和生活的重要工具,隨著醫(yī)學(xué)和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,手部運(yùn)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(zhì)量。目前,假肢手的研究集生機(jī)電三方面為一體,已經(jīng)成為康復(fù)醫(yī)學(xué)工程和智能機(jī)器人領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)方向。
　　手指是手的基本單元,假肢手指的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)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(shè)計在假肢手的總體設(shè)計中扮演重要的角色。近年來,欠驅(qū)動機(jī)構(gòu)以其驅(qū)動少、重量輕、

2、能耗低等優(yōu)點(diǎn)被采用到假肢手指的設(shè)計中來。但欠驅(qū)動假肢手指的設(shè)計大部分是仿照人手的尺寸,并沒有一個專門的實(shí)驗環(huán)境,來針對設(shè)計過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),為設(shè)計者提供手指性能測試平臺和手指運(yùn)動軌跡數(shù)據(jù)。因此,設(shè)計一個欠驅(qū)動假肢手指實(shí)驗平臺對于欠驅(qū)動假肢手指的發(fā)展具有重要意義。
　　本文以三關(guān)節(jié)繩索驅(qū)動的欠驅(qū)動假肢手指為研究對象,設(shè)計了一種欠驅(qū)動假肢手指實(shí)驗平臺。首先,本實(shí)驗平臺為欠驅(qū)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

3、紅外光點(diǎn)三維運(yùn)動分析系統(tǒng),可對手指運(yùn)動過程進(jìn)行全程軌跡跟蹤,其數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理,可為欠驅(qū)動假肢手指外部形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、空間布局、抓取軌跡和運(yùn)動控制的優(yōu)化設(shè)計提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　　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(shí)驗平臺的總體設(shè)計和組成架構(gòu),然后分別對實(shí)驗平臺機(jī)械結(jié)構(gòu)、實(shí)驗平臺DSP控制系統(tǒng)、VICON紅外光點(diǎn)三維運(yùn)動分析系統(tǒng)以及計算機(jī)數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理系做了詳細(xì)描述,最后完成了單個假肢手指自由運(yùn)動的實(shí)驗。從