智能假肢上肢仿生结构设计与运动学分析(2)

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3.3 小臂设计 . 16

3.4 腕部设计 . 18

3.5 总装配图 . 22

4 智能假肢上肢运动学分析 26

4.1 运动学分析软件介绍 . 26

4.2 典型结构的运动和动力分析 . 26

结论 . 30

致谢 . 31

参考文献 . 32
1 绪论 1.1 课题来源从古至今，成百上万的人因为疾病、战争、交通事故、工伤及意外伤害而被截肢。特别是近年来，随着工业、交通事业的迅速发展，这一数字正以惊人的速度增加。根据全国残疾人抽样调查结果显示，目前我国现有残疾人约 6000 万，其中肢体残疾者达到600万。一项研究表明仅美国每年就有近11万人失去肢体，对于他们来说失去了人类最基本的活动功能，拥有一具控制自如的假肢是一件梦寐以求的事情，这种假肢将成为人体的一部分而不仅仅是身体的附属品。
1.2 课题的目的和意义将当代先进的智能控制技术、计算机技术、微电子技术、机械设计与制造技术、新材料技术与生物医学工程和康复医学工程技术融合在一起，研究真正意义上的智能假肢，使肢体残缺者能以极为接近常人的姿态舒展，这对于帮助他们重新回归社会主流、像正常人一样生活、学习和工作，对减轻社会负担，同时对填补我国在此研究领域的空白、对促进我国康复医学工程技术的发展无疑都具有极其重要的意义。源]自{751^*论\文}网·www.751com.cn/
1.3 智能假肢上肢国内外研究现状 1.3.1 国外智能假肢上肢发展概况长期以来，人们利用各种先进的技术方法研发高性能假肢及控制系统。目前，世界上已有多家假肢与机器人公司开发了多功能的机电一体化人工肢体或部件。例如，英国Touch Bionics公司的i-LIMB手有5 个可以独立控制的手指[ 1 ]；机器人公司的Shadow手可以做24个不同的动作(图1.1)。最近，美国的芝加哥康复研究院成功开发了一种新的神经-机器接口方法：目标肌肉神经分布重(Targeted Muscle Reinnervation，TMR)。TMR将截肢后残留的肢体神经通过手术连结到特定的“目标”肌肉中，从而重建因截肢所失去的肌电信息源[2]。TMR可以为假肢控制提供更多的肌电信息源，但多自由度假肢仿生控制的实现，TMR需要高性能的假肢控制方法。英国Touch Bionics 最近推出的i-limb 多指多自由度假手（图1.2）：5 个手指分有1 个电机驱动；每个手指有2 个关节，这两个关节不能独立运动，是耦合的；是5 自由度10 关节的肌电控制假手，也是第一个推向市场的多指多自由度仿生假手。