腱驱动假手手指运动及力分析

为优化多自由度假手的机械结构,降低其复杂性以及提高其可靠性,采用腱驱动方法实现假手单手指的独立运动.腱驱动假手手指由驱动腱、钢丝轮、3个指节、3个关节及关节扭簧等构成,关节扭簧实现关节的预紧和腱松弛后关节的回复运动.对弹簧刚度进行优化设计,实现腱驱动的手指各关节的顺序弯曲及手指的大抓握.分析了手指抓取时各指节所受接触力与钢丝轮驱动力矩之间的关系.建立了手指的动力学模型,得到手指的动力学方程.数值计算与仿真分析比较证明了理论计算的正确性,手指运动及抓握实验证明了该种结构手指的可行性.腱驱动的假手手指具有零件少、结构简单、可靠性高等优点,为多自由度假手的研制提供了有利条件.