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SMA絲驅動(dòng)的手指康復機器人設計及實(shí)驗研究
DOI:
CSTR:
作者:
作者單位:

南京航空航天大學(xué) 機電學(xué)院

作者簡(jiǎn)介:

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

TP24

基金項目:

江蘇省自然科學(xué)基金資助項目(BK20171416);中央高校基本科研專(zhuān)項資金(2572018BF03)


Research on bionic finger rehabilitation robot actuated by shape memory alloys wires
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    摘要:

    為了研制一種輕便、可穿戴的仿生手指康復機器人,在分析手指肌肉骨骼生物參數及致動(dòng)機理的基礎上,設計了一種形狀記憶合金絲(Shape Memory Alloy, SMA)驅動(dòng)的軟體柔性手指康復機器人,建立了其運動(dòng)學(xué)和力學(xué)模型。以手套為結構設計的原型,通過(guò)控制SMA絲的收縮來(lái)模擬手指肌肉肌腱的收縮,從而實(shí)現輔助手指屈曲伸展運動(dòng)的功能。試驗研究了手指康復機器人的運動(dòng)性能和抓握性能。試驗結果表明,手指柔性康復機器人最大彎曲角度接近正常人手關(guān)節角度,最大指尖力可達18N,能完成日常所需的屈曲伸展以及抓握功能。

    Abstract:

    In order to develop a lightweight and wearable bionic finger rehabilitation robot, a soft flexible finger rehabilitation robot actuated by shape memory alloy (SMA) wire was presented based on the analysis of the biological muscle structure and the actuation mechanism of fingers, and the kinematic and mechanical model were established. Taking gloves as the prototype of the structural design, the contraction of the muscle and tendon of fingers is simulated by controlling the contraction of the SMA wires, so as to assist the flexion and extension of fingers. The movement performance and grasping performance of the finger rehabilitation robot were studied. The experimental results show that the maximum flexion angle of the finger flexible rehabilitation robot is close to the normal hand joint angle, and the maximum fingertip force can reach 18N, which can complete the daily flexion/extension and grasping function.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

張瑛如,王揚威,劉凱,趙東標. SMA絲驅動(dòng)的手指康復機器人設計及實(shí)驗研究計算機測量與控制[J].,2020,28(6):191-196.

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歷史
  • 收稿日期:2019-11-11
  • 最后修改日期:2019-12-04
  • 錄用日期:2019-12-05
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2020-06-17
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