基于SMA仿人机械手的腕关节系统设计开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着科学技术的不断发展,包装领域的自动化程度越来越高,大量的机器人作为包装机械被应用于方方面面。其中,机械手作为生产过程中的执行机构,实现机器人与环境的交互,对于提高生产水平和智能化有着极其重要的作用。而在各种末端机械手中,拟人机械手凭借其优越的性能备受关注。

末端机械手的结构通常由两部分组成:手部和运动机构。手部用于抓取物件,根据不同的需求可以分为夹持型、托持型等不同工作原理的类型;运动机构的运动规则制定取决于手需要完成的动作,其目的是使手部完成作业要求的动作。拟人机械手是模仿人类生物学和运动学特征设计的外观与人手相似的机械手,它的手部即是手掌部分,运动机构则是手臂部分。机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手等;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。

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2. 研究的基本内容与方案

(1. 分析腕关节的结构及运动。收集分析有关资料,了解人体腕关节的骨骼结构,了解肌肉分布,了解腕关节连接手掌及手臂的方式。分析手腕关节及其两侧肢体部分的运动形式及运动时的肌肉作用方式。

(2. 设计形状记忆合金驱动腕关节的结构。查找相关资料,了解形状记忆合金的相关知识,了解形状记忆合金的工作原理,了解形状记忆合金变形的控制方式。根据人体骨骼结构建立腕关节模型,依照人体肌肉工作方式设计记忆合金驱动腕关节结构的分布形式。用3d打印机打印模型并进行分析,根据结果对结构进行修改优化。

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3. 研究计划与安排

第1-4周:完成调研收集分析有关资料,了解拟人机械手手掌、腕关节和形状记忆合金驱动的原理。提出设计思路和内容,确定方案,完成开题报告。

第5-6周:设计形状记忆合金驱动腕关节的结构。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]高飞,假肢手形状记忆合金与电机的复合驱动研究,硕士论文,2014.5

[2]应申舜,基于人工肌肉的机器人驱动关节设计与研究,机器人,第30卷,第2期,2008.3

[3]应申舜,基于形状记忆合金弹簧阵列的人工肌肉设计与研究,中国机械工程,第19卷15期,2008.8

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