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说明书1份，共41页，约15000字左右

 

CAD版本本图纸，共10张

PROE三维图一份

 

抓握式灵巧手主手机械系统设计

 

摘   要

本文设计并优化了一种五指输入的鼠标型抓握式灵巧手主操作手。灵巧手可用于太空探索、核能开发、医疗器械等人难以适应的极端和精密微操作环境中以替代人手作业。主操作手是灵巧手系统中用于测量人手运动位姿并实现力反馈的触感交互装置。我们从电脑鼠标获得启示，设计一种符合人手操作习惯，小巧、简单的主操作手。它的每根手指具有三个自由度，每个自由度都能实现力反馈。这种装置的指根关节采用杠杆原理实现，由直流电机驱动钢丝拉动手指后端实现力反馈。指尖关节采用滚球鼠标传动原理设计，通过控制一个球套环逐渐抱紧滚球，增大滚动阻力实现力反馈。

最后，运用ADAMS软件对主手的静力学和动力学特性进行了仿真分析，依此优化设计方案。

 

 

关键词：五指灵巧手，触感交互装置，结构优化设计，ADAMS

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目  录

摘   要 i

Abstract ii

第一章  引  言 1

1.1  灵巧手系统的发展概况 1

1.2 灵巧型触感装置的介绍 4

1.2.1 穿戴型主操作手例说 5

1.2.2 桌面型主操作手例说 6

第二章  抓握式灵巧手主手的设计概述 8

2.1  设计综述 8

2.2  灵巧手主手设计任务 9

第三章  抓握式灵巧手主手的设计 10

3.1  简介 10

3.2  灵巧手主手指根关节设计 11

3.2.1 指根关节工作原理 11

3.2.2 指根关节的具体设计 12

3.3  灵巧手主手指尖关节设计 13

3.3.1 指尖关节设计方案 13

3.3.2 指尖关节的力反馈单元设计 15

3.3.3小结 19

第四章  主手的仿真分析 20

4.1 ADAMS软件介绍 20

4.2 指尖机构的仿真分析 21

4.2.1 指尖机构的仿真建模与任务 21

4.2.2 指尖机构的仿真过程 22

4.3 手指架的仿真分析 24

4.3.1 手指架的仿真建模与任务 24

4.3.2 手指架的仿真过程 25

4.4 仿真小结 27

第五章  总结与展望 28

参 考 文 献 30

致     谢 31

附录 32