机械义肢（上肢）结构设计.docVIP

目 录 目录 1 摘 要 1 ABSTRACT 2 第1章 绪论 3 1.1机械义肢的研究背景 3 1.2机械义肢的研究现状 3 1.3本文的主要内容 4 第2章 仿生上肢结构分析 5 2.1仿生上肢的研究方向 5 2.2人类上肢关节分析 5 第3章 上肢义肢的的结构设计 7 3.1相关技术参数 7 3.2设计原则与要求 7 3.3传动方式和驱动源的选择及总体方案设计 9 第4章 伺服元件的选取和结构设计计算 11 4.1伺服元件的选取 11 4.1.1电机的选用 11 4.2设计与计算 13 第5章 上肢义肢结构设计与分析 18 5.1小臂及手掌部分设计 18 5.2大臂结构设计 20 第6章 总结 21 参考文献 22 摘 要 机械义肢（上肢）的结构设计，根据上肢义肢对非规则物品拿取任务的要求，首先在分析人体机械原理的基础上，经分析比较各种结构设计，其次采用丝杠机构和连杆机构相结合并选取电机为驱动元件，设计了一种具有六个自由度的机械上肢义肢结构，这种结构紧凑、简单，重量较轻，成本较低，能够基本实现对真人手臂动作的模仿。最后，设计上肢义肢结构的零部件，完成驱动原件和标准件的选择和校核，绘制上肢义肢结构二维整体装配图及主要零部件图。 关 键 词：机械义肢；结构设计；手臂；校核 ABSTRACT Machinery predefined limb (upper limb) of structure design， according to upper limb predefined limb on non-rules items took take task of requirements，first in analysis human machinery principle of based Shang， by analysis comparison various structure design，last used screw institutions and linkage phase combined and select motor for drive components，design has a has six a freedom of machinery upper limb predefined limb structure，this structure compact，and simple，control features strong，weight more light， cost lower，to basic achieved on real arm action of imitation. Upper limb prostheses design structural components，complete drive selection of original and standard parts and checking,draw the arm limb structures of two-dimensional General Assembly and main parts diagram. Keywords：structure；design of mechanical ；prosthetic ；arm ；check .2.2 腕部 腕关节的两个转动自由1及其运动范围如图2.2所示。当环转运动至最大限度时，手的纵轴在空间形成一锥面，称为环转锥。由于尺骨与腕骨不接触，因而腕关节实际上是挠腕关节和腕中关节二者的复合关节，其作用类似两个转动轴不在一个平面上的二个椭球面。 图2.2 手腕部 2.2.3 小臂部 人类手臂是尺骨和挠骨之间构成的尺挠机构，它具有了整体扭转的功能。为分析尺挠机构的运动特点，先假定尺骨相对挠骨保持不动。在这种情况下，小臂的旋转轴行经小指及尺骨的内侧缘。当我们迫使前臂与桌面接触并作旋转全过程时，便会出现这种情况，此时主要表现出挠骨下端围绕尺骨的旋转运动。然而，在日常活动中，小臂的旋转轴常与手的纵轴相吻合，即通过中指及其掌骨。当挠骨围绕着尺骨转动的同时，尺骨也绕着挠骨转动，因而挠骨的旋转移位立刻就被尺骨头的继发运动复合，只是尺骨头所划过的弧较挠骨茎突所划的弧要短些。尺骨与挠骨之间的这种特殊运动，是由其两端的环状关节面提供的。 2.2.4 上臂部 人类上臂仅由一根脓骨构成。脓骨的上端是球面肩关节，其下端主要是放骨滑车与尺骨组成的转动肘关节。为适应小臂侥骨的运动，与挠骨相接的脓骨小头呈半球形。 第3章 上肢义肢的的结构设计 3.1 相关技术参数 上肢义肢的技术参数反映了义肢可胜任的工作、具有的最高操作性能等情况，是选择、设计、应用义肢所必须考虑的问题。上