机械义肢上肢的结构设计毕业设计说明书

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1、目录目录1摘 要1ABSTRACT2第1章 绪论31.1机械义肢的研究背景31.2机械义肢的研究现状31.3本文的主要内容4第2章 仿生上肢结构分析52.1仿生上肢的研究方向52.2人类上肢关节分析5第3章 上肢义肢的的结构设计73.1相关技术参数73.2设计原则与要求73.3传动方式和驱动源的选择及总体方案设计9第4章 伺服元件的选取和结构设计计算114.1伺服元件的选取114.1.1电机的选用114.2设计与计算13第5章 上肢义肢结构设计与分析185.1小臂及手掌部分设计185.2大臂结构设计20第6章 总结21参考文献22摘 要 机械义肢（上肢）的结构设计，根据上肢义肢对非规则物品拿取

2、任务的要求，首先在分析人体机械原理的基础上，经分析比较各种结构设计，其次采用丝杠机构和连杆机构相结合并选取电机为驱动元件，设计了一种具有六个自由度的机械上肢义肢结构，这种结构紧凑、简单，重量较轻，成本较低，能够基本实现对真人手臂动作的模仿。最后，设计上肢义肢结构的零部件，完成驱动原件和标准件的选择和校核，绘制上肢义肢结构二维整体装配图及主要零部件图。关 键 词：机械义肢；结构设计；手臂；校核ABSTRACT Machinery predefined limb (upper limb) of structure design， according to upper limb predefined

3、 limb on non-rules items took take task of requirements，first in analysis human machinery principle of based Shang， by analysis comparison various structure design，last used screw institutions and linkage phase combined and select motor for drive components，design has a has six a freedom of machiner

4、y upper limb predefined limb structure，this structure compact，and simple，control features strong，weight more light， cost lower，to basic achieved on real arm action of imitation. Upper limb prostheses design structural components，complete drive selection of original and standard parts and checking,dr

5、aw the arm limb structures of two-dimensional General Assembly and main parts diagram.Keywords：structure；design of mechanical ；prosthetic ；arm ；check 第1章 绪论 1.1 机械义肢的研究背景根据2006年第二次全国残疾人抽样调查和国家统计局发布的公告，我国目前约有2412万的肢残患者，其中29%为上肢残疾患者与1987年第一次全国残疾人抽样调查的肢残患者755万人相比，同比增长60%，现在，每年都有数以万计的健康人因自然灾害、疾病、战争、交通事故

6、等原因沦为了肢残患者。2008年5月的汉川大地震和2010年4月的玉树地震给近3万多人带来了肢体残疾，肢残患者存在对肢体功能及美观的需求，佩带假肢是实现其需求的主要手段。因此，假肢的设计研发应用到了众多肢残患者的幸福生活中，同时也存在着巨大的市场潜力。1.2 机械义肢的研究现状与国内相比，欧美和日本等发达国家在假肢的研发方面已经取得了很多骄人的成果，其材料由钢铁、铝镁合金发展到了现在的钦合金、乙酞、聚碳酸醋、碳纤维等质量轻，其控制方式也在从传统的机械索控向着智能和仿生的方向发展。神经一机器接口技术是一种假肢智能化技术，目前，世界上己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，

7、日本东海大学教授曲谷一成新开发出一种高精度假肢控制系统，能让假手变活，肢残患者在失去残肢的前几个月中仍可能产生被称为幻肢现象的幻觉，能感觉肢体似乎仍然存在并能依据本人的意志活动，在此期间，如果对患者进行康复治疗，同时安装肌肉电势假手，就不会给患者的日常生活造成障碍，虽然不同人肌肉发达程度和收缩力存在差异，加上测量方法的局限，但是此肌肉电势假手动作准确率己能达到90%左右，英国TouchBionicS公司制造出商用化的人造机器手臂，五根手指可以独立运作，与正常手指一样能操作极为细腻的动作，例如用钥匙、拿名片等。机器人公司的Shadowrobot可以做24个不同的动作。哈尔滨工业大学刘教授研制的“

8、五指仿人型假手”具有力度和位置双重感应功能，整个假手有三个电机驱动，能轻松实现抓、握等工作，可帮助肢残者实现部分生活自理。目前，2个自由度以下的义肢，其功能不强，主要用来满足患者对美观的需求，多数高端的多自由度肌电和脑电仿生假肢主要应用于肘部以下残肢，并没有应用于肩离断假肢的研究，并且其高昂的价格往往使一般的肢残患者望而却步。因此，低成本、高性能的机械义肢的研究具有一定的科研价值和广阔的市场潜力。1.3 本文的主要内容在查阅大量文献资料的基础上，在老师的指导下，本设计主要进行了如下研究工作：1、首先对人体上肢机械原理进行分析。2、总体结构方案设计选择与比较，确定合适的上肢义肢结构。3、设计上肢

9、义肢结构的零部件，完成驱动原件和标准件的选择和校核，主要包括丝杆、齿轮等结构设计计算。4、绘制上肢义肢结构整体装配图及主要零部件图。第2章 仿生上肢结构分析2.1 仿生上肢的研究方向在仿生机构学中，特别重视对人体上肢和下肢的结构及其相应机能的分析与研究，以便模拟制造出高水平的人造手足。根据用途的不同，机械臂一般可分为两类：一类是从适应作业的形态来设计的工业机械手，其动作简单、工作效率高，与人手几乎毫无共同之处。另一类则是仿生机械臂、它借鉴人类手足的机构组成特点，灵巧地模拟人类手足的动作。由于仿生机械手臂是多关节型的，因而，研究其机构的组成方法、关节结构、运动姿态、动力及抓握力乃至控制方法等均是

10、仿生手臂的重要研究方向。 2.2 人类上肢关节分析2.2.1 手部为了抓握物体，手必须改变其形状，这是由掌骨和指骨、指骨与指骨间的特定关节形式决定的。掌指关节有绕两个轴转动的白由度，而指间关节则是屈戍关节，只有一个转动自由度，由于拇指掌骨基部鞍状面的作用，使得拇指可与其他四指相对，为于抓取物体和做细巧的动作提供了方便.除拇指外，手指的关节都是3个:掌指关节、近位指节关节和远位指节关节，如图2.1所示，从工程的观点，人手是由许多连杆构件，通过特定关节联接组成的空间机构，肌肉群的收缩经由肌胞带动这些杆件来完成非常复杂的运动。图2.1 手指上的关节2.2.2 腕部腕关节的两个转动自由1及其运动范围如

11、图2.2所示。当环转运动至最大限度时，手的纵轴在空间形成一锥面，称为环转锥。由于尺骨与腕骨不接触，因而腕关节实际上是挠腕关节和腕中关节二者的复合关节，其作用类似两个转动轴不在一个平面上的二个椭球面。图2.2 手腕部2.2.3 小臂部人类手臂是尺骨和挠骨之间构成的尺挠机构，它具有了整体扭转的功能。为分析尺挠机构的运动特点，先假定尺骨相对挠骨保持不动。在这种情况下，小臂的旋转轴行经小指及尺骨的内侧缘。当我们迫使前臂与桌面接触并作旋转全过程时，便会出现这种情况，此时主要表现出挠骨下端围绕尺骨的旋转运动。然而，在日常活动中，小臂的旋转轴常与手的纵轴相吻合，即通过中指及其掌骨。当挠骨围绕着尺骨转动的同时

12、，尺骨也绕着挠骨转动，因而挠骨的旋转移位立刻就被尺骨头的继发运动复合，只是尺骨头所划过的弧较挠骨茎突所划的弧要短些。尺骨与挠骨之间的这种特殊运动，是由其两端的环状关节面提供的。2.2.4 上臂部人类上臂仅由一根脓骨构成。脓骨的上端是球面肩关节，其下端主要是放骨滑车与尺骨组成的转动肘关节。为适应小臂侥骨的运动，与挠骨相接的脓骨小头呈半球形。 第3章 上肢义肢的的结构设计3.1 相关技术参数上肢义肢的技术参数反映了义肢可胜任的工作、具有的最高操作性能等情况，是选择、设计、应用义肢所必须考虑的问题。上肢义肢的主要技术参数一般有自由度、工作范围、承载能力及最大速度等。1、自由度：是指上肢义肢所具有的独

13、立坐标轴运动的数目，不包括手爪(末端执行器)的开合自由度。2、精度：上肢的精度主要依存于机械误差、控制算法误差与分辨率系统误差。机械误差主要产生于传动误差、关节间隙与连杆机构的挠性。传动误差是由轮齿误差、螺距误差等所引起的。 3、工作范围：是指义肢手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫做工作区域。4、承载能力：是指义肢在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。3.2 设计原则与要求3.2.1 设计原则1、最小运动惯量原则：由于操作机运动部件多，运动状态经常改变，必然产生冲击和振动，采用最小运动惯量原则，可增加操作机运动平稳性，提高操作机动力学特性。为此，在设计时应注意在满足强度和刚度

14、的前提下，尽量减小运动部件的质量，并注意运动部件对转轴的质心配置。2、尺度规划优化原则：当设计要求满足一定工作空间要求时，通过尺寸优化以选定最小的臂杆尺寸，这将有利于操作机刚度的提高，使运动惯量进一步降低。3、高强度材料选用原则：由于操作机从手腕、小臂、大臂到机座是依次作为负载起作用的，选用高强度材料以减轻零部件的质量是十分必要的。4、刚度设计的原则：操作设计中，刚度是比强度更重要的问题，要使刚度最大，必须恰当地选择杆件剖面形状和尺寸，提高支承刚度和接触刚度，合理地安排作用在臂杆上的力和力矩，尽量减少杆件的弯曲变形。5、可靠性原则：义肢操作机因机构复杂环节较多，可靠性问题显得尤为重要。一般来说

15、，零件的可靠性应高于部件的可靠性，而部件的可靠性应高于整机的可靠性。可以通过概率设计方法设计出可靠度满足要求的零件或结构，也可以通过系统可靠性综合方法评定操作机系统的可靠性。6、工艺性原则：义肢是一种高精度、高集成度的机械系统，良好的加工和装配工艺性是设计时要体现的重要原则之一。仅有合理的结构设计而无良好的工艺性，必然导致操作机性能的降低和成本的提高。3.2.2 上肢义肢的设计要求根据人体手臂的特点，以及整体机械手臂的功能，对机械义肢提出以下几点要求：1、根据人体形体结构的特点，上肢与身高的比值约为0.452，肱骨与尺骨的长度和与上肢的比值约为0.75，肱骨长与尺骨长的和与上肢的比值约为1.1

16、9，上臂、前臂、手掌的比值约为1.42:1.2:0.38。那么身高1.4m的人，大臂长度为250mm，小臂长205mm，手掌长度为68mm，大臂围的平均值为75mm，小臂围的平均值为63mm。设计机械义肢的尺寸应当以此数据为参考值。2、安全、柔顺性能良好，能与人有良好的交互运动；良好的柔顺性也可以有效地提高手臂的动作精度。3、结构简单、紧凑，运动方便灵活。根据中国男性青年几何尺寸及质量统计表，上臂重为1.474kg，前臂重0.755kg，整个臂重(不含手)为2.229kg。所设计的机械手臂应当以统计表数据为参考值。4、关节运动灵活性与人体手臂接近。人体手臂完成日常生活运动涉及各个关节的运动为：

17、肩关节的屈/伸、外展/内收，肘关节的屈/伸、腕关节的屈/伸、外展/内收等6个自由度。3.2.3 机械上肢义肢造型设计及任务要求1、 机械上肢义肢结构设计主要相关参数如下表3-1。部件名称长度（mm）直径（mm）质量（kg）大臂250751小臂205630.7手117731表3-1 义肢相关参数2、任务要求上肢义肢能做一些简单的运动，比如抓取东西，可抓取0.5kg左右的重物，并可以上下左右的移动。3.3 传动方式和驱动源的选择及总体方案设计3.3.1 传动方式的选择指选择驱动源及传动装置与关节部件的连接形式和驱动方式。基本的连接形式和驱动方式有如下几种：直接连接传动：驱动源或带有机械传动装置直接

18、与关节相连。远距离连接传动：驱动源通过远距离机械传动后与关节相连。间接驱动：驱动源经一个速比远大于1的机械传动装置与关节相连。直接驱动：驱动源不经过中间环节或经过一个速比等于1的机械传动这样的中间环节与关节相连。3.3.2驱动源的选择常用的方式主要有：液压驱动、气压驱动、电机驱动三种基本类型。1、电机驱动：它是是技术最成熟、应用最广泛的一种驱动方式，为大多数智能机械手所采用。从电机的静态刚、动态刚度、加速度、线性度、维护性、噪音等技术指标来看，是综合性能最好的一种。2、液压驱动; 它具有很好的稳定性和可靠性、很高的力矩体积比、很强的阻转能力，驱动器的结构简单并且价格便宜等。但是，在智能机械手中

19、采用液压驱动方式有很大的难度和弊端，如:存在较大的泄漏流量，微型阀对污染物十分敏感等。3、气压驱动：能量存储方便，传动介质空气来源于大气，获取很方便，气压传动具有抗燃、防爆及不污染环境。且具有柔性，但是驱动器的刚度和空气的可压缩性有关，通常是很低的，并且驱动器的动态性能较差。3.3.3 总体方案设计经分析比较并考虑系统的整体平衡性，本机械义肢拟采用远距离连接传动间接驱动，传动装置采用齿轮传动和丝杠螺母传动，大臂的屈伸和外摆、肘部屈伸、手腕屈伸和旋转，手部开合共六个自由度。其示意图如图3.1所示。 1.假手构件 2.小臂转动构件 3.小臂转动支撑 4.大臂构件 5.肩部旋转构件 图3.1 上肢义

20、肢示意图1、各关节所采用的传动方式分别为：（1）大臂俯仰的肩关节：由步进直线电机驱动丝杠螺母，将回转运动转换为直线运动从而推动大臂绕肩关节转动产生俯仰运动，在运动中由限位开关进行行程保护。（2）小臂俯仰和肘关节：采用齿轮传动方式。 （3）手腕转动：采用减速电机进行驱动，可实现手腕向内向外90度旋转运动。（4）手腕俯仰运动：关节采用减速电机驱动，经一级伞齿轮变后实现手腕向上向下各45度的俯仰运动。（5）手掌的开合：采用步进直线电机驱动，通过连杆机构实现手掌的开合运动。第4章 伺服元件的选取和结构设计计算4.1 伺服元件的选取4.1.1 电机的选用1、大臂前摆和手部开合的电机选用大臂前摆选用步进直

21、线电机，一般先从转速、转矩等因素来考虑，下面以转速和转矩进行计算。（1）转速拟定关节最大的角度为12/s，则估算最大线速度为lOmm/s，根据丝杠导程计算最大转速为3r/s，如传动效率为90%，则所选步进电机转速100rmin 即能满足要求。（2）转矩以肩关节旋转为例计算负载转矩。已知丝杠转矩T=0.104Nm，如按传动效率90% 换算到电机轴上，则负载转矩。为使步进电机具有良好的起动及较快的响应速度，通常推荐： (1) 式中：为换算到电机轴上的负载转矩。 为步进电机最大静转矩。 将代入（1）得： 综上分析，初步根据转速、转矩两大要素选用步进直线电机。选择品牌为东莞市斯泰普机电科技有限公司42

22、系列直线步进电机，型号42HBGL3770。其主要参数为:相电流1.7A、驱动电压DC24V、步距角度1.8度、最大转矩0.35Nm、最大空载起动转速112r/min、重量0.24kg。实物图如下图4.1所示：图4.1 大臂外摆步进直线电机同样的方法可以确定手部开合所选用的步进直线电机，其中手部开合所选用的步进直线电机型号：MB04005A，主要参数：相电流1.7A、驱动电压DC24V、步距角度1.5度，最大转矩0.35Nm、最大空载起动转速100r/min、重量0.2kg。实物图如下图4.2所示： 图4.2 手部开合步进直线电机 2、肘部和手腕摆动手部、小臂和提起物品的质量2kg，转动角速度

23、 w =0.05rad/s，转动角度30度，对于旋转运动，当系统匀速转动时，机械的负载功率为：式中：负载转矩，N.m； 旋转角速度，rad/s； 系统的传动效率。 当=30时，最大，且=250Nm，折算到电机上的转矩，得电机的输出转矩，功率P=40w，转速n=30rpm，综合考虑之后，选择的是台湾聚盛VGM经济型行星减速机PG系列，实物图如下图4.3：图4.3 肘部摆动电机表4.1 肘部电机参数型号输出转速（r/min)功率(W)电压(V)直径(mm)长度(mm)VGM-PG6040100123640由于肘部摆动的电机承载率大于手腕电机的承载率，故手腕摆动电机型号可以与肘部摆动电机相同。3、手

24、腕转动电机选择估算手掌的重量m=lkg，转动的角度，角速度w =0.5rad/s，因此最大功率出即为90度处，故所需电机的最大功率。综合各方面因素考虑，选择功率为2W的直流伺服减速电机，其厂家为宁波市鄞州易顺减速器厂，型号MF40HMF，主要参数：减速比1：37-1：388、输出转速5-500r/min、功率2W、输出转矩5Kg.cm、电压6V。 4.2 设计与计算4.2.1 丝杠的设计丝杠沿着轴向的负载最大，下面以大臂传动丝杠为例进行设计计算。计算时视各臂及其内部丝杠、电机等为一均匀质体。估算可得：大臂臂总质lkg、小臂总质量1kg、手总质量在0.5kg、抓物质量0.5kg。在不计各关节摩擦

25、力时，据受力力矩平衡估算可得丝杠轴向最大载荷F = 150N。（1）耐磨性计算磨损是丝杠的一种失效形式，多发生在螺母，它会引起传动精度下降，并使强度降低耐磨性的计算在于限制螺纹副的压强，其校核公式为： （1）式中：F为轴向载荷； p为螺距； 为螺纹中直径； h为螺纹工作高度，梯形螺纹h=0.5p、为相互旋合长度； P为许用压强，查机械手册得钢对铜材料低速P为1825MPa。 为了设计计算，令，则由式(1)可得： （2）当螺母为整体式、磨损后间隙不能调整时，宜取=1.2-2.5，传动精度较高，要 求寿命较长时，允许取，设计时，选用单线梯形螺纹，取螺距p=2mm，则h=lmm，取直径1.2，P=1

26、8。将各值代入式(2)可得：2.1mm据GB57962005取=9mm，则螺纹公称直径d=10mm、=7.5mm，D=10.5mm，D1=8mm。(2)螺杆强度计算由于丝杠螺杆承受压力（或拉力）F和扭矩T，适合应用第四强度理论，则根据第四强度理论，其强度条件为: （3） 式中：为螺纹小径； T为螺纹扭矩； 为螺杆材料许用应力，查设计手册表6.6，钢材料=。 （4） 将F=150N、=4.73、=9mm代入公式（4）得：T=0.14Nm 则将T=104Nm、=7.5mm、F=150N代入式（3）得： 所以，满足强度条件。(3)丝杠稳定性计算 临界载荷由上述分析可知，所选用丝杠满足大臂传动要求，而

27、大臂的轴向载荷最大， 则所选丝杠必定满足手部开合传动要求。同理手可以校核部开合电机丝杠。4.2.2 锥齿轮1、选择材料、热处理方式，精度等级及齿数根据常用的齿轮材料及力学性能表，选取两齿轮的材料为Q235A，调质处理，硬度190240HBS，精度8级，取两齿轮的齿数相同，。2、 按齿面接触疲劳强度设计（1） 确定参数值 根据所选电机参数、查机械设计手册表（2-11），选取载荷系数，弹性系数，齿轮宽系数为1，节点区域系数，接触疲劳极限为，安全系数，接触疲劳寿命系数，得需接触应力为：(2) 校核齿根弯曲疲劳强度 查机械设计手册表6-11，得齿形系数及应力校正系数，确定参数数值： 查得弯曲疲劳极限，

28、取s=1.2，得：，4.2.3 轴承校核固定丝杠轴承6004的校核，其受径向力，轴向力。(1) 计算内部轴向力 查表得知：6004型号轴承，代入以上数据得：(2) 计算单个轴承轴向载荷因此单个轴承1放松，轴承2压紧，（2）当量载荷由于，所以因此， （3） 轴承寿命校核 基本额定寿命为：。式中：为基本额定动载荷； 轴承转速； 寿命指数。 轴承，代入数据验算得到轴承寿命为，因此轴承寿命足够大，满足要求。4.2.4 键的选择及校核计算机械义肢用到的键连接，所受扭矩非常大，所以键的选择要达到一定的程度，防止因键连接的强度不够导致键断裂，影响义肢整个结构进行。键的规格：平键，工作长度6mm，扭矩：125

29、Nm，极限应力100MPa平键强度条件为式中：T传递的转矩，Nm； K键槽与轮廓槽的接触高度，k=0.5h，此处h为键的高度，mm 键的工作长度，平头平键l=L，这里L为键的公称长度，mm； b键的宽度，mm； 键、轴、轮廓三者中最弱材料的需用挤压应力。一般45钢的为100-120mpa。所以曲轴上的键的校核计算为经过校核，满足条件。第5章 上肢义肢结构设计与分析机械义肢结构由机械结构、驱动装置及传动装置组成。根据设计要求采用多关节结构，考虑自由度数，以及各自由度在臂部、腕部和整个义肢的配置。5.1 小臂及手掌部分设计义肢的小臂部分包括手腕转动、手腕摆动和手掌开合三个关节，小臂结构和尺寸，小臂

30、及手掌部分距离肩部转动关节较远，重力矩较大，因此小臂的设计应尽可能的减轻重量，方便大臂设计时能选用更小的驱动电机以及更轻巧的结构方案小臂及手掌部分的设计首先运用AutoCAD的二维设计方法，按照由整体装配到零件设计的正向设计，综合考虑功能，成本，使用方便性等问题，大部分零件选用了优质国产零件，大部分材料选用镁铝合金等轻质高强度材料，如图5.1为前臂与手掌部分的二维装配图：1.手指 2.连杆 3.手掌开合驱动 4.伞齿轮变相机构 5.手腕摆动驱动电机 6.手腕转功套 7.于腕转动驱动电机图5.1 前臂装配图如图5.2所示，手掌开合结构中手指为拇指在下，其他手指在上部，拇指和食指径向重合来完成手指

31、抓取动作。有减速电机提供动力，带动螺母呈直线运动，通过上下两组连杆机构来带动上下两排手指动作。零件的材料选用质轻的镁铝合金制作。图5.2 手部开合结构如图5.3所示，手腕转动机构由减速电机提供动力，电机固定在内转动套上，电机输出轴与手腕转动连接套相连，手腕转动连接套与外转动套固连在一起，这样就能使手腕内外转动套之间产生相对转动，为确保假肢在使用过程中不因结构质心的摆动产生微振动，使假肢使用者产生不适感，电机连接盘和与其相连的小臂转动臂筒这两个零件在设计时充分考虑了质量平衡，降低转动惯量，减少摩擦磨损。而固定臂筒和转动臂筒之问的配合设计则保证滑动的流畅性，其采取的主要措施是几何设计上质量均布、恰

32、当的配合长度和配合精度设计，合理适当的材料选择。1.外转动套 2.手腕转动连接套 3.手腕转动电机 4.内转动套图5.3 手腕转动结构5.2 大臂结构设计1、臂部的设计要求：根据手臂所受载荷和结构的特点，合理选择手臂截面形状和高强度轻质材料；尽量减小手臂重量和相对其关节回转轴的转动惯量和力矩，以减少驱动装置的负荷；减少运转的动载荷与冲击，提高运动的响应速度；设法减小机械间隙引起的运动误差，提高运动精度和刚度，提高定位精度。2、大臂结构形式确定大臂大臂摆动结构如图5.4所示，电机及其螺杆径向固定，螺杆的旋转带动螺母生直线运动并与支撑杆共同完成大臂外摆动作大臂外摆及前摆，驱动电机的选取受到了整个假

33、肢手臂重量以及电机尺寸的局限，选择小尺寸电机，同时还能降低电能损耗，可延长适用者使用假肢的时间。1.步进直线电机 2.大臂 3.支撑杆图大5.4 臂摆动结构示意图第6章 总结本设计结合设计题目和教学工作实情，从基础入手逐步深入，设计了六个自由度的结构上肢义肢，这种结构紧凑、简单，控制功能较强，重量较轻，成本较低，能够基本实现对真人手臂动作的模仿，具体内容包含以下几个方面: (l) 对人体上肢机械原理进行分析。(2) 根据机械上肢义肢初定技术参数，利用AutoCAD图解分析了义肢平面运动工作空间，取得到了各关节间距。并对手腕、手臂和大臂的结构进行比较分析，确定了各零件结构和传动驱动方式，绘制了整

34、体结构示意图。(3) 设计上肢义肢结构的零部件，绘制上肢义肢结构整体装配图及主要零部件图。但是限于人力、物力、时间等因素，本设计还有许多地方做得不到位，需要继续进行深入的研究，具体有以下儿个方面: (l)上肢义肢材料多数采用镁侣合金，但可以采用硬质塑料来进行替代，这样能大大减假义肢的重量，另外，电机的重量一直为此次设计的瓶颈，改进设计中如果采用重量轻的舵机，可以减小假肢的重量。(2)机械义肢手掌开合机构的电机选择、安装位置和杠杆机构等依然可以进行优化设计，因为此机构位于义肢前端，离大臂转动中心较远，产生力矩大，所以此机构的优化对降低假肢重量，降低成本等都有较大影响。 参考文献1耿艳娟、张浩诗和

35、武振兴等多功能上肢假肢的发展与展望J先进技术研究通报2010.11.2.郭仁生基于MATLAB和Pro/ENGINEER优化设计实例解析M北京：机械工业出版社，2007.23.3刘惟信机械最优化设计(第二版)M8.北京：清华大学出版社，1994.51.4陈立周机械优化设计方法(第三版)，北京：冶金工业出版社，2005.78.5蔡自兴机器人学，北京：清华大学出版社，2000.09.6郭仁生机械工程设计分析和MATLAB应用(第二版)M.北京:机械工业出版社，2008.05.7自动化博览记者，工业机器人发展现状浅谈，自动化博览，2007.4.8乔曙光六自由度串联机械手位置逆解新方法(硕士设计)，北

36、京：北京邮电大学，2008.039谷鸣宇六自由度机械手运动学，北京：北京邮电大学，2005.04.10 王隋立明，张立勋气动肌肉驱动仿生关节的理论分析J机床与液压，北京：北京邮电大学，2007.35.11 王少怀机械设计手册（下）M，北京：电子工业出版社，2006-8.12 纪明刚.机械设计M,北京：高等教育出版社,2004-2.13 邓星钟.机电传动控制M.武汉：华中科技大学出版社，2006-8.14 刘思宁大学生毕业设计全程指导-机械类M.成都：西南交通大学出版社，2001-3.15 何秀芸1 李树军1， 郝广波. 超欠驱动仿生机械手的机构设计与实验研究 J,2009.12.16 刘辛军，

37、汪劲松，高峰，金振林.一种串并联结构拟人七自由度冗余手臂的设计J.中国机械工程，2002.13.17 高峰，李建军，魏鹏绪，刘舒佳. 人工肌肉的研究进展及其在康复医学中的应用J. 中国康复理论与实践.2008.12.18樊炳辉、江浩、张志献、孙爱芹、孙高柞、王传江、徐文尚、邹吉祥、樊东哲、大臂驱动安装结构P中国专利：2010201136330.致 谢首先，我要感谢我的家人，是他们在我生活和学习困难迷茫的时刻，给我莫大的精神支持，是他们的理解和关心才使我能顺利完成本设计！其次，我要感谢我的指导老师，他严谨求实的科研态度给我留下了深刻的印象。本设计从选题论证、方案确定、设计撰写和审阅修改，无不倾注着老师的一番心血。半年来，老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向梁老师致以最深的敬意，祝梁老师一切顺利、身体健康、平安、幸福。在此我还要感谢我的朋友石金社、刘甲森、万新、王俊强、贺进、杨文博等，本文的完成与他们的帮助也是密不可分的， 正是由于是他们的支持和鼓励，我才能克服一个个的困难，在这里请接受我诚挚的谢意！