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作者：章宇;陈赛旋;
单位：上海工程技术大学机械与汽车工程学院;
摘要：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。
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
基金资助：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)
