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题名7自由度类肌腱驱动仿生机械臂的设计及运动分析
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作者
章宇
陈赛旋
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机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
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出处
《机械科学与技术》
北大核心
2025年第7期1127-1135,共9页
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基金
国家自然科学基金青年基金项目(52005316)
江苏省重点研发计划(BE2020082-3,BE2020082-4)。
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文摘
为提升仿生机械臂人机交互过程中的柔顺性及安全性,提出一种7自由度类肌腱驱动仿人机械臂的设计方法。在研究人体上肢生物学仿生机理的基础上设计了类肌腱驱动机构、张力放大机构及串并联混合腕部机构,实现了肩关节的模块化设计、肘关节的柔性张力放大以及腕关节的高灵巧运动。为解决绳索驱动机构运动过程中张力下降的问题,提出被动运动的绳索张紧机构设计方法,在运动过程中实现绳索的快速张紧,以达到恒定的驱动力输出,保证机械臂末端运动精度。此外,基于螺旋理论分析腕关节3-UU并联机构的自由度,验证了关节运动范围及球面纯滚运动实现的可行性。建立了机械臂十轴耦合模型,推导了机械臂正逆运动学算法,并通过仿真验证算法的正确性。采用蒙特卡洛法分析机械臂的工作空间,对类肌腱驱动仿人机械臂的样机开发及研究提供理论基础。
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关键词
7自由度
类肌腱驱动
柔性张力放大机构
螺旋理论
运动学
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Keywords
7-DOF
tendon-driven
flexible tension amplifying mechanism
spiral theory
kinematics
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
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