人機(jī)工程學(xué)論文人機(jī)工程學(xué)五指靈巧手運(yùn)動(dòng)學(xué)分析運(yùn)動(dòng)軌跡空間仿真

人機(jī)工程學(xué)論文：基于人機(jī)工程學(xué)的虛擬人手的模型建立及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真【中文摘要】隨著工業(yè)的發(fā)展,機(jī)器人得以廣泛的應(yīng)用。作為機(jī)器人的一重要組成部分,多指靈巧手因其具有極強(qiáng)的功能和通用性能完成各類復(fù)雜的作業(yè),如化工生產(chǎn)、機(jī)械制造、核電維修、醫(yī)療手術(shù)等。因此,高性能的通用性靈巧手成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文在分析國(guó)內(nèi)外多指靈巧手的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出了一種新型的五指靈巧手,并對(duì)其進(jìn)行了正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,最后對(duì)其運(yùn)動(dòng)軌跡空間進(jìn)行了仿真。首先,對(duì)人手的生理結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重點(diǎn)分析并建立了人手的3D模型,該虛擬手具有兩大創(chuàng)新點(diǎn)：一是手指和手掌的結(jié)構(gòu)尺寸與人手實(shí)際統(tǒng)計(jì)下的平均尺寸一致；二是手指不僅能實(shí)現(xiàn)伸屈功能,同時(shí)也可作左右的收展運(yùn)動(dòng)。針對(duì)仿生人手存在尺寸過(guò)大、運(yùn)動(dòng)性能與人手實(shí)際運(yùn)動(dòng)性能差別明顯這一問(wèn)題,基于人機(jī)工程學(xué),本文采用實(shí)際測(cè)量與理論分析相結(jié)合的方法得到人手的結(jié)構(gòu)尺寸及運(yùn)動(dòng)參數(shù),設(shè)計(jì)了可伸屈和收展的拇指、食指、中指、無(wú)名指和小指。用Pro/E軟件對(duì)各手指及手掌進(jìn)行了建模和裝配,實(shí)現(xiàn)了人手自然狀態(tài)、張開(kāi)、正握和側(cè)握運(yùn)動(dòng)仿真。其次,對(duì)虛擬人手進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,采用D-H矩陣變換方法,建立了虛擬五指靈巧手的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型驗(yàn)證結(jié)果表明：以食指為代表的四指和拇指的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型...【英文摘要】Withthedevelopmentofindustry,robotsarewidelyused.Asanimportantpartoftherobot,becauseofitsstrongfunctionandgeneralproperties,thedexteroushandcancompletevariouskindsofcomplicatedtaskssuchasproductioninthechemicalindustry,machinofacture,nuclearpowermaintenance,medicaloperationandsoon.Therefore,high-performancegeneraldextroushandbecomesthehotspotofresearchersfromhomeandabroad.Basedontheanalysisofresearchesondextroushandfromhomeandabroad,this...【關(guān)鍵詞】人機(jī)工程學(xué)五指靈巧手運(yùn)動(dòng)學(xué)分析運(yùn)動(dòng)軌跡空間仿真【英文關(guān)鍵詞】ergonomicsfive-fingerdextroushandkinematicalanalysistrajectoryspacesimulation【索購(gòu)全文】聯(lián)系Q1：138113721Q2：139938848同時(shí)提供論文寫(xiě)作一對(duì)一輔導(dǎo)和論文發(fā)表服務(wù).保過(guò)包發(fā)【目錄】基于人機(jī)工程學(xué)的虛擬人手的模型建立及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真

摘要

4-5

Abstract

5-6

第1章緒論

9-18

1.1課題背景與研究意義

9-10

1.2靈巧手國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

10-17

1.2.1國(guó)外研究發(fā)展?fàn)顩r

10-13

1.2.2國(guó)內(nèi)研究發(fā)展?fàn)顩r

13-16

1.2.3靈巧手發(fā)展趨勢(shì)

16-17

1.3本文研究思路及主要內(nèi)容

17-18

第2章基于人機(jī)工程學(xué)的虛擬人手3D建模

18-31

2.1人機(jī)工程學(xué)

18-19

2.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

19-20

2.3人手生理結(jié)構(gòu)分析

20-26

2.3.1多指靈巧手的設(shè)計(jì)原則與方法

20

2.3.2人手結(jié)構(gòu)分析

20-23

2.3.3手指數(shù)目的確定

23-24

2.3.4手指結(jié)構(gòu)形式

24-25

2.3.5手指的相對(duì)位置與姿態(tài)

25-26

2.3.6手指的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度范圍

26

2.4基于人機(jī)工程學(xué)的虛擬人手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

26-30

2.4.1食指、中指、無(wú)名指、小指的設(shè)計(jì)

27-28

2.4.2拇指的設(shè)計(jì)

28

2.4.3手掌的設(shè)計(jì)

28-29

2.4.4虛擬人手五指的裝配

29-30

2.5本章小結(jié)

30-31

第3章虛擬人手的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模

31-50

3.1齊次變換矩陣

31-34

3.1.1齊次坐標(biāo)

31-32

3.1.2平移變換

32-33

3.1.3旋轉(zhuǎn)變換

33-34

3.2Denavit-Hartenberg(D-H)變換矩陣

34-37

3.3單指機(jī)構(gòu)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

37-45

3.3.1除拇指外的四指運(yùn)動(dòng)學(xué)模型

37-40

3.3.2除拇運(yùn)動(dòng)學(xué)模型

40-44

3.3.3虛擬人手五指正向運(yùn)動(dòng)學(xué)方程驗(yàn)證

44-45

3.4單指機(jī)構(gòu)逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

45-49

3.4.1食指逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)

45-47

3.4.2拇指逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)

47-48

3.4.3虛擬人手五指逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)方程驗(yàn)證

48-49

3.5本章小節(jié)

49-50

第4章虛擬人手的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真

50-59

4.1虛擬人手各手指二維運(yùn)動(dòng)空間仿真

50-54

4.1.1食指、中指、無(wú)名指、小指二維運(yùn)動(dòng)空間仿真

50-53

4.1.2拇指二維運(yùn)動(dòng)空間仿真

53-54

4.2虛擬人手各手指三維運(yùn)動(dòng)空間仿真

54-56

4.2.1食指、中指、無(wú)名指、小指三維運(yùn)動(dòng)空間仿真

54-55

4.2.2拇指三維運(yùn)動(dòng)空間仿真