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1、分类号:TH122密级:UDC:621编号:工学硕士学位论文仿人中医按摩机器人手部的研究硕士研究生:韩枫指导教师:郝长中教授学科、专业:机械设计及理论沈阳理工大学2013年3月分类号:TH122密级:UDC:621编号:工学硕士学位论文仿人中医按摩机器人手部的研究硕士研究生:韩枫指导教师:郝长中教授学位级别:工学硕士学科、专业:机械设计及理论所在单位:机械工程学院论文提交日期:2012年12月论文答辩日期:2013年3月9日学位授予单位:沈阳理工大学ClassificationIndex:TH122U.D.C:621AThesisfortheMasterDegr
2、eeofEngineeringTheStudyontheHandoftheChineseMassageRobotCandidate:HanFengSupervisor:Prof.HaoChangzhongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MechanicalDesignandTheoryDateofSubmission:December,2012DateofExamination:March,2013University:ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕士学
3、位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字):日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学
4、可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名:指导教师签名:日期:日期:沈阳理工大学硕士学位论文摘要由于中医按摩的特殊要求,按摩机器人手部一定要具有合适的灵巧度和拟人化才能保证理想的疗效,但目前检索到的按摩机器人手部均无法像人一样完成各种按摩动作。本文以英国Shadow公司的Shadow仿人灵巧手为对象,进行了比较系统的研究,主要完了如下工作:首先介绍了Shadow灵巧手。该灵巧手是商业化产品,由于技术保密只能查阅到有限的外部信息,如尺寸、功能等。
5、在此基础上,通过研究相关技术,重点从仿生学角度分析了Shadow灵巧手机械结构的结构特点,研究了其气动肌肉驱动器和腱传动系统的工作原理、性能特点,给出了可能的设计方法。接着介绍了几种中医按摩机器人腧穴定位与跟踪技术,指出了现有技术存在的不足,提出了解决途径和发展方向。第三,运用D-H坐标法,建立了Shadow灵巧手的运动学模型,推导出运动学正、逆方程,并求出运动学问题的正、逆解析解和雅可比矩阵,同时分析了灵巧手的速度和静力。第四,从手指连杆系统、腱传动系统和气动肌肉驱动器三方面分析了Shadow灵巧手的动力学问题,推导出动力学方程,得到了手指关节角变量与气动肌肉
6、驱动器压缩量之间的关系。最后,在Matlab环境下,利用RoboticsToolbox建立了Shadow灵巧手的三维仿真模型,求得了运动学的数值解,对其运动学进行了仿真和验证;建立了灵巧手的动力学仿真模型,进行了轨迹规划,并得到了不同状态下手指各关节力矩随时间变化的曲线图。研究表明,Shadow灵巧手能够很好的满足仿人中医按摩机器人的功能要求,可以作为按摩机器人手部的备选方案或设计参考。未来工作将以灵巧手在完成按摩手法时的运动学和动力学分析与仿真为重点。关键词:仿人灵巧手;气动肌肉;运动学;动力学;仿真沈阳理工大学硕士学位论文AbstractDuetothesp
7、ecialrequirementsofChinesemassage,massagerobothandmusthavetheappropriate"dexterity"and"anthropomorphism"inordertoensurethedesiredeffect,butretrievedmassagerobothandcan'tcompleteavarietyofmassagemovementslikepeople.ShadowhumanoiddexteroushandofBritishShadowCompanyhasbeenstudiedsystema
8、ticallyinthi
