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机械传动2025年第12期:高适应性按摩机械手的结构设计与分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:邓科;孟春玲;刘广伟;展嘉文;张晴;

单位:北京工商大学计算机与人工智能学院;中医正骨技术北京市重点实验室;中国中医科学院望京医院运动医学中心;

摘要:【目的】针对传统按摩机械手适用场景受限、手法单一、结构刚性大且自适应性差的缺陷,设计了一种兼具大包络范围、多按摩姿态的高适应性3指按摩机械手,以满足中医按摩的平稳性、力度及安全性要求。【方法】采用欠驱动腱绳传动与差动滑轮机构,结合按人手关节耦合比例设计的扭簧结构,设计了机械手本体;通过改进D-H法建立运动学模型,利用Matlab软件分析了工作空间,借助Adams软件仿真验证了适应性与按摩性能。【结果】结果表明,机械手食指、中指的最大活动范围约200 mm,拇指的约150 mm,可实现指揉、捏拿等手法;按摩力稳定在23~33 N,运动平稳、无刚性冲击;该机械手的自适应性与稳定性优于传统连杆传动机构,符合中医按摩需求。

关键词:按摩机械手;;腱绳驱动;;自适应;;运动学分析;;仿真分析

基金资助:中国中医科学院科技创新工程重大攻关项目(CI2021A02017)