發(fā)布時間：2021-05-08 04:42

　　為幫助殘疾人獨立地從事一些簡單的日常生活活動,提高他們的生活質(zhì)量,更好地享受生活,本課題根據(jù)實際生活環(huán)境中的使用要求,設(shè)計了一種可安裝于殘疾人用輪椅或移動平臺的四自由度助殘機械臂,使殘疾人可自主進(jìn)餐、撿拾物品等。課題的主要研究內(nèi)容如下:1.根據(jù)殘疾人的日常生活環(huán)境,助殘機械臂需較大的工作空間,且綜合任務(wù)需求,選定助殘機械臂為四自由度機械臂,因此確定助殘機械臂采用串聯(lián)四自由度構(gòu)型,完成了機構(gòu)的型綜合。2.基于D-H法建立了機械臂的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系,解出了助殘機械臂末端執(zhí)行器的位置正解公式,運用齊次變換矩陣解出位置逆解公式,并運用算例對位置正逆解公式的正確性進(jìn)行了驗證。3.通過對四自由度助殘機械臂的可操作性能進(jìn)行分析,并結(jié)合人臂尺寸,完成了助殘機械臂的尺寸綜合。進(jìn)一步解出助殘機械臂的線速度雅克比矩陣及應(yīng)當(dāng)避免的奇異位形,然后運用幾何繪圖法和數(shù)值法,結(jié)合MATLAB對助殘機械臂的工作空間進(jìn)行了分析,滿足了設(shè)計要求。4.確定了助殘機械臂的整體傳動系統(tǒng)方案,利用直流電機和諧波減速器以及行星齒輪減速器的組合進(jìn)行驅(qū)動,實現(xiàn)了機械臂高效率的傳動。最后運用solidworks進(jìn)行了機械臂的整體建模,并對大臂支... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的背景及來源
    1.2 助殘機械臂國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內(nèi)容
第二章 四自由度助殘機械臂的構(gòu)型
    2.1 人臂運動機理
    2.2 助殘機械臂的機構(gòu)選型
    2.3 本章小結(jié)
第三章 四自由度助殘機械臂位置分析
    3.1 運動學(xué)基礎(chǔ)理論
        3.1.1 連桿坐標(biāo)系的建立
        3.1.2 連桿坐標(biāo)系變換矩陣的建立
        3.1.3 機器人末端執(zhí)行器的位姿方程建立
    3.2 助殘機械臂位置正解分析
        3.2.1 建立助殘機械臂連桿坐標(biāo)系
        3.2.2 關(guān)節(jié)坐標(biāo)系間的齊次變換矩陣
        3.2.3 助殘機械末端執(zhí)行器的位姿方程
    3.3 助殘機械臂位置逆解分析
        3.3.1 求解第一關(guān)節(jié)變量
        3.3.2 求解第三關(guān)節(jié)變量
        3.3.3 求解第二關(guān)節(jié)變量
        3.3.4 求解第四關(guān)節(jié)變量
    3.4 算例驗證
        3.4.1 位置正解分析的初始狀態(tài)驗證
        3.4.2 位置逆解公式給定位置的驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 四自由度助殘機械臂的運動學(xué)性能分析
    4.1 助殘機械臂尺寸綜合
        4.1.1 運動學(xué)靜性能指標(biāo)
        4.1.2 串聯(lián)各向同性機械臂
        4.1.3 人體上臂尺寸
        4.1.4 助殘機械臂尺寸的確定
    4.2 四自由度助殘機械臂的速度分析
        4.2.1 助殘機械臂線速度雅克比矩陣
        4.2.2 助殘機械臂的速度仿真分析
    4.3 四自由度助殘機械臂的奇異位形
        4.3.1 奇異位形的概念和分類
        4.3.2 助殘機械臂奇異位形的求解
    4.4 四自由度助殘機械臂的工作空間分析
        4.4.1 工作空間的概念
        4.4.2 助殘機械臂工作空間的求解
    4.5 本章小結(jié)
第五章 四自由度助殘機械臂機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
    5.1 助殘機械臂的設(shè)計參數(shù)
    5.2 助殘機械臂的驅(qū)動方式
    5.3 助殘機械臂傳動系統(tǒng)設(shè)計
        5.3.1 傳動系統(tǒng)的布置
        5.3.2 關(guān)節(jié)減速器的選擇
        5.3.3 關(guān)節(jié)傳動系統(tǒng)設(shè)計
    5.4 機械臂整機結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.4.1 機械臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.4.2 機械臂關(guān)鍵部件的校核
        5.4.3 機械臂的虛擬樣機
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3174694