兼顾多动作与轻量化的仿生假肢手设计创成

假肢手的动作数量与轻量化之间存在矛盾关系,为兼顾两者之间的平衡,满足假肢手多动作和轻量化的要求,该研究通过分析人手的16种日常抓取动作,设计了一种合理的电机驱动结构。该结构在四指中应用了多关节同时屈曲传动,在拇指中应用了定轨迹适应性传动,掌骨使用可自动切换为弧面和平面的对称弹性串联驱动式传动,以及配置五指的自动伸展,将这些机能融合在假肢手中,仅用3个电机实现了11种假肢手动作,达到了132.1 g的轻量化设计。该文还通过肌电信号结合神经网络算法,实现了假肢手直觉控制,并验证了其具有良好的抓取稳定性和操作性。

刚度和等效质量对SEA能量放大特性的影响

对简单的SEA(series elastic actuator)模型采用解析法求解,得出了驱动器输出能量曲线,分析了其能量放大特性,解决了Paluska的SEA能量分析的无解析解问题.并针对Paluska分析中对动力学模型的过度简化,引入了传动机构的等效质量的概念,完善了SEA的能量放大作用模型.为了便于求解和分析,对SEA能量放大模型各参数进行归一化处理,并在归一化条件下通过频域转换方式进行数值求解,得出该条件下的驱动器输出能量曲线,从而得到了该模型下的SEA能量放大特性及其随系统参数(弹簧刚度、传动机构等效质量)的变化规律.