欠驱动康复外骨骼手的设计及试验

厉朝; 赵彦峻; 乔学昱; 刘文龙; 贾丙琪

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2019.09.027

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欠驱动康复外骨骼手的设计及试验

开发应用 | 更新时间：2022-09-24

- 欠驱动康复外骨骼手的设计及试验
- Design and Experiment of Under-actuated Rehabilitation Exoskeleton Hand
- 机械传动 2019年43卷第9期页码：154-158
- 作者机构：
  
  1.山东理工大学机械工程学院，山东淄博 255049
- 作者简介：
  
  厉朝（1994— ），男，山东日照人，硕士，研究方向为外骨骼机器人建模、仿真与控制。
  赵彦峻（1970— ），女，山东淄博人，博士，副教授，研究方向为外骨骼机器人，多体复杂系统建模、仿真与多学科优化。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51875326┫国家青年科学基金┣51805301)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2019.09.027
  中图分类号：
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厉朝,赵彦峻,乔学昱等.欠驱动康复外骨骼手的设计及试验[J].机械传动,2019,43(09):154-158.

Li Zhao,Zhao Yanjun,Qiao Xueyu,et al.Design and Experiment of Under-actuated Rehabilitation Exoskeleton Hand[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(09):154-158.
厉朝,赵彦峻,乔学昱等.欠驱动康复外骨骼手的设计及试验[J].机械传动,2019,43(09):154-158. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.09.027.

Li Zhao,Zhao Yanjun,Qiao Xueyu,et al.Design and Experiment of Under-actuated Rehabilitation Exoskeleton Hand[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(09):154-158. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.09.027.

摘要

为了解决手部丧失运动能力患者的康复训练以及日常生活不便的问题，设计了欠驱动康复外骨骼手。研究了人手的生理结构，由关节间存在的耦合运动，设计了多连杆以及齿轮传动系统，实现欠驱动康复训练。利用解析法建立了单个手指的运动学模型，通过单个手指的运动学模型建立4指的拟合抓握模型，并进行了模拟仿真。建立样机并进行样机实验及运动学仿真，通过结果的对比分析，外骨骼手运动实现了预期的运动且运动合理、误差小。

Abstract

For solving the problem how the hand incapacitation patients do rehabilitation training and daily life easily, an under-actuated exoskeleton hand is designed. Firstly, aiming at the coupling motion between joints, a multi-link and gear transmission system is designed and a single drive to drive the entire finger movement for under-actuation rehabilitation training is achieved by studying the physiological structure of the human hand. Then, the kinematics model of a single finger is established by using analytic method. The four-finger fit grip model is established by the kinematics model of a single finger, and the simulation is carried out. Finally, kinematics simulation analysis and prototype experiment are carried out. Through the comparative analysis of the results, the exoskeleton hand movement realizes the expected motion with reasonable motion and small error.

关键词

外骨骼手连杆传动运动学建模样机实验

Keywords

Exoskeleton handConnecting rod transmissionKinematics modelingPrototype experiment

references

佚名.中国脑卒中防治血压管理指导规范［J］.实用心脑肺血管病杂志，2017，25（10）：87.

UEKI S，KAWASAKI H，ITO S，et al.Development of a Hand-Assist robot with Multi-Degrees-of-Freedom for rehabilitation therapy ［C］.IEEE/ASME Transactions on Mechatronics，2012，17（1）： 136-146.

LEE S，LANDERS K，PARK H S.Development of a biomimetic hand exotendon device（BiomHED）for restoration of functional hand movement post-stroke［J］.IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering，2014，22（4）：886-898.

TONG K Y，HO S K，PANG P M K，et al.An intention driven hand functions task training robotic system［C］.International Conference of the IEEE Engineering in Mdicine & Biology Society Conference.New York：IEEE，2010：3406-3409.

BATTEZZATO，ALESSANDRO.Kinetostatic analysis and design optimization of an n-finger underactuated hand exoskeleton ［J］.Mechanism and Machine Theory： Dynamics of Machine Systems Gears and Power Trandmissions Robots and Manipulator Systems Computer-Aided Design Methods，2015，88：86-104.

MINE S，MASSIMILIANO S，EDOARDO S，et al.Design and kinematic optimization of a novel underactuated robotic hand exoskeleton［J］.Meccanica，2017，52（3）：749-761.

JONES C L，WANG F，MORRISON R，et al.Design and development of the cable actuated finger exoskeleton for hand rehabilitation following stroke［J］.IEEE/ASME Transactions on Mechatronics：A Joint Publication of the IEEE Industrial Electronics Society and the ASME Dynamic Systems and Control Division，2014（1）：131-140.

吴俊杰，赵彦峻，张忠东，等.一种新型助力携行下肢外骨骼设计及仿真［J］.机床与液压，2018，46（15）：12-15.

李剑锋，张兆晶，张雷雨，等.手部外骨骼运动相容性设计综述［J］.上海交通大学学报，2018，52（6）：729-742.

王杰，管声启，夏齐霄.手指康复外骨骼机器人的结构优化设计［J］.中国机械工程，2018，29（2）：224-229.

樊琛，杨振坤，白园.基于SolidWorks的手部骨骼机器人运动仿真研究［J］.制造业自动化，2017，39（10）：36-41.

范泽峰，李娟，李伟达，等.多连杆式下肢康复训练机器人结构优化与仿真［J］.机械传动，2015，39（11）：67-71.

刘更谦，安宁，路光达，等.一种新型手部康复机器人的设计与分析［J］.机械设计与制造，2018（6）：258-261.

崔文.多连杆柔性关节机器人的动力学与控制算法研究［D］.南京：南京航空航天大学，2016：50-52.

胡鑫，张颖，李继才，等.一种外骨骼式手功能康复训练器的研究［J］.生物医学工程学杂志，2016，33（1）：23-30.

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