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《天津轻工业学院》 2000年
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五自由度人体上肢仿生机构运动学及动力学的研究

高文杰  
【摘要】: 根据人体上肢的生理解剖特点及对以往测量人体上肢完成日 常生活运动资料进行的分析和研究,将人体上肢的7个自由度进 行了必要的取舍,给出了一种5自由度人体上肢仿生机构的运动 模型。人体上肢仿生机构机构采用该模型,自由度较少,从而可 以成倍地降低其复杂度和研制成本。 为了了解人体上肢的运动,对人体上肢完成日常生活运动的 各关节运动角度进行了测量,本论文将常见的日常生活行为分解 成26个基本的动作,并对人体上肢到达这些功能点位置的姿势 作了明确的规定,实验结果相对收敛。 以实验测量的结果为基础,对人体上肢进行了运动分析,计 算出人体上肢完成各基本动作的终端位姿。对人体上肢仿生机构 进行了运动综合,求出了5自由度仿生机构到达人体上肢终端位 姿时各关节的角度,并导出了仿生机构速度、加速度的计算公式。 最后对人体上肢仿生机构进行了静力学和动力学的分析,得到了 仿生机构各关节驱动力和驱动力矩的表达式。
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