大创模板——欠驱动.docx

项目编号:大学生创新训练项目申请书申报级别:国家级口 省级口校级口项目名称: 欠驱动仿生机械手负责人: 手机:__Email:_项目成员: 指导教师: 金悦 申请经费: 起止时间: 2015/03至2015/10填报日期: 2015⑶9 填写说明1、本申请书所列各项内容均须实事求是,认真填写,表达明确严谨,简明扼要2、 本申请书为A4,左侧装订成册。可网上下载、自行复印或加页,但格式、内容、大小均须与原件一致。3、 主持人所在学院认真审核,经初评和答辩,签署意见后,将申请书(一式两份)报送教务处实践教学管理中心。基本情况项目名称欠驱动仿生机械手所属学科机械工程申请金额5110 元起止年月2015年3月至2015年10月主持人姓名邓性别男民族汉 出生年月1994年10月学号联系手机指导教师金悦联系电话办公室:82667984 手机:**********主持人曾经参与科研的情况2014年全国大学生数学建模省一等奖组员田飞曾获“机械创新设计大赛”省一等奖指导教师承担科研课题情况参与广东科信达科技有限公司《瓷砖加工设备的产品优化设计》 ,6万,承担建模任务青年自然科学基金项目,51405369,复合材料结构全信息健康监测方法研究(主持人杨志勃),28万,第2参加人青年自然科学基金项目,51405321,行星齿轮传动系统故障演化机理与稀疏诊断方法研究(主持人蔡改改),25万,第3参加人指导教师对本项目的支持情况指导教师为专职的实验教师,具有丰富的指导综合实验、 CDIO项目、创新基金及创新大赛的经验,在全国创新大赛中获奖36项,申请国家发明专利6项,已授权2项。第六、七届机创大赛陕西省赛区优秀指导教师项目组主要成员姓名学号专业班级所在学院项目中的分工扭簧设计与出图,自锁机构参数设计齿轮齿条参数设计与零配件购买3D打印加工数字模型修改与生成3D打印格式模型立项依据(可加页)(一) 研究目的根据调查,中国目前各类残疾人总数达到8千多万,占全国人口总数的6%左右。其中,肢体残疾人数达2500多万,占总残疾人总数的29%相应的助残装置和设备需求量极大。但目前市场上已有的假肢大多灵活性较低、使用不便,并且价格昂贵,不能很好的适应和满足广大普通人群的需求,特别是农村人的日常生活要求。为了解决这一目前存在的问题,我们试图设计并制造一款基于欠驱动原理的仿生机械手,以此满足低端用户的助残需求。为了实现改善残疾人生活质量的目标,我们设计的欠驱动机械手必须结构简单可靠,运动稳定性高,操作方便舒适。它能通过动力源驱动,经由传动机构稳定传力,使手指通过能自适应地贴合被抓物体,并由适当的锁死机构自锁,以达到能持续握住物体并移动的目的。(二) 研究内容本项目的研究内容主要包含下述几个方面:⑴针对欠驱动原理的特点,结合国内外相关研究成果,对机械手整体机构进行设计。具体的说,要分别对机械手手指模块、自锁模块、动力与传动模块制定设计方案,并合理确定各零件位置、机械手外形设计等等。⑵运用三维软件对设计方案进行三维模型建立,并根据需要调整有关设计。实际建模过程中会发现许多最初设想存在的问题,利用三维 inventor软件对需要完善的地方进行改进,逐步细化结构。运用 ansys和adams软件对设计模型的受力情况和运动具体分析,通过比较不同材料下模型的强度与实际需要确定不同部分的选材,通过对手指运动过程和状态的分析调整设计尺寸和形状。⑶选定,采购,加工零件。根据不同模块功能的要求确定材料,并通过网络、实体店购买相应标准件和加工工具。对于某些较为复杂的非标准件,利用工程坊的设备对其加工。必要时可以用3D打印加工某些关键零部件。⑷组装零件,并对装配的机械手不断调试。由于实际加工和装配误差,总会出现某些与设计时不相符的问题。此阶段就是要通过调试完善结构,并结合原理对实物进行适当调整,直到实现预期的功能和效果。(三) 国、内外研究现状和发展动态基于欠驱动原理的仿生机械手研究一直是国内外高校和研究机构热衷的方向。所谓欠驱动,是指驱动器的数目少于自由度数目。由于人手的自由度多达 20,为了增加手部的拟人化,手部就应设计较多的关节自由度。然而,在现有控制技术水平上,控制这些自由度所需要的驱动及控制系统会很庞大,因而为了减轻拟人机器人手部的控制难度,以及减小手的体积重量,就应尽可能设计较少的驱动器数目,这两者有一定矛盾。国内外研究者经过数年的研究和实验,,能够用最小的力对物体保持稳定的抓取,这个假手有 4个独立的手指和一个两轴拇指组成,如图1所示。他们从生物机构学分析,对假手拇指采用两个独立的自由度来完成抓取任务。手指的弯曲可以看作假手的一个独立自由度,第二个自由度是拇指外展与内收时和轴