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一种新型欠驱动三指节手指机构的结构设计及优化
  • ISSN号:1006-2343
  • 期刊名称:《机械设计与研究》
  • 时间:0
  • 分类:TH112[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙410083, [2]中南大学机电工程学院,长沙410083
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2011CB013300-G)
中文摘要:

针对当前存在的欠驱动假肢手手指机构拟人特性较差这一缺陷,通过综合耦合型手指在结构上的优势,引入能够使得各手指进行耦合运动的耦合连杆,提出了一种能够实现自适应包络抓取并具有较强拟人特征的新型三指节欠驱动手指结构,从而很好的弥补了欠驱动手在抓取过程中动作僵硬、耦合性差的不足。分析该手指的抓取过程,初步验证了该欠驱动手指完成包络抓取的可行性。根据虚功原理对手指的抓取静力学模型进行分析,得出完成包络抓取时各指节对物体的接触力,基于三指节手指抓取力尽可能均匀分布这一原则,建立手指结构优化的目标函数,利用matlab遗传算法工具箱对手指进行优化设计,得到满足上述原则的欠驱动手指机构的各杆件尺寸及抓取姿态。

英文摘要:

Aiming to the disadvantage of existing under-actuated prosthetic finger, which is lock of anthropomorphic characteristic,a new type 3-knuckle under-actuated finger mechanism,which can realize not only self-adaptive enveloping grab,but have strong anthropomorphic characteristic,is designed by importing coupling linkage as the advantage of coupling finger's structure. Each knuckle can do coupled motion with the coupling linkage,so it can make up the deficiency of under-actuated finger during grabbing excellently. This kind of finger's feasibility of accomplishing enveloping grab is verified through analyzing the grabbing process. By analyzing the finger grabbing statics model according to the principle of virtual work,contact force of each knuckle acting on object in enveloping grab state is obtained. Objective function of finger structural optimization is established on the basis of the principle that the distribution of each knuckle's grasping force is as even as possible. At last,each component size of the underactuated finger mechanism is acquired by the GA toolbox of Matlab applying to the optimal design of finger.

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期刊信息
  • 《机械设计与研究》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:上海市科学技术协会
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:邹慧君
  • 地址:上海市华山路1954号(上海交通大学内)
  • 邮编:200030
  • 邮箱:jofmdr@126.com
  • 电话:021-62932023
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2343
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1382/TH
  • 邮发代号:4-577
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科技论文统计用刊
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9239