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机械设计类—语音识别控制的多自由度欠驱动助残机械手

来源:挑战杯

语音识别控制的多自由度欠驱动助残机械手

参赛学校 上海交通大学

参赛者 顺冲、扬飞鸿、陈侃、黄俊杰,指导教师:高雪官

作品内容简介 为了尽量能使机械手与人手大小相仿,同时也为了体现欠驱动手的优势,机械手将通过一个电机驱动,通过差分机构自适应地分配动力,差分机构与电动机可藏入手掌和手腕内。手指的结构:我们的机械手共使用4个手指,分别为拇指、食指、中指和小指。除拇指外,其他每个手指尺寸均相同,这样就可以模块化设计、加工,可以互换,也可以根据实际需要增减机械手的手指数。食指、中指和小指这三个手指每个手指都由三个指节组成。拇指结构与其他三指基本相同,但只有两个指节。弹性推杆差分机构:由于只使用一个电机驱动各个手指,为了使驱动力可以自适应地分配到各手指,需要一套驱动力差分机构。我们的方案是这样的。滑块安装于手掌内的导轨中,通过一个丝杠-螺母机构驱动,可以沿导轨做往复运动。滑块与手指间通过弹性推杆来连接。在滑块向前运动过程中,当各个手指没有接触物体时,弹性推杆不收缩,可以看作是一刚性杆,驱动各手指运动。

主要创新点 所谓的欠驱动就是指机构的驱动数目少于自由度数目。我们的机械手就运用了欠驱动抓握原理,由一个电机驱动全部的四个手指(共11个关节)实现对物体的抓握,这种机械手在抓握时能够很好地适应物体的形状。机械手的大小与人手相仿,同一般的灵巧机械手相比虽然功能有所减少,但在同样完成抓握动作的情况下,它的结构更简单,重量更轻,体积更小。

推广应用价值 能够采用语音进行控制的欠驱动机械手,操作简单,使用方便,价格低廉,必然能为手部残疾的人士带来福音。

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