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回转型图例
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平动型图例
用作图法分析当主动件左移才处于某个位置时，手指所处的位置。
平移型图例 QQ：172767805 Email：****************专业制造机器人减速器
手指式：
外夹式、内撑式、内外夹持式。 平移式、平动式、旋转式。
二指式、多指式。
单关节式、多关节式。
吸盘式：
负压吸盘：真空式、喷气式、挤气式。
磁力吸盘：永磁吸盘、电磁吸盘。
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可用来吸附鸡蛋、锥颈瓶等物件。扩大了真空吸盘在机器人上的应用。
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回转动力源1和6驱动构件2和5顺时针或逆时针旋转，通过平行四边形机构带动手指3和4作平动，夹紧或释放工件。
手爪装有限位开关5和7。在指爪4沿垂直方向接近工件6的过程中，限位开关检测手爪与工件的相对位置。当工件接触限位开关时发信号，汽缸通过连杆3驱动指爪夹紧工件。
一种新型手部康复机器人的设计与分析
刘更谦1，安宁1，路光达2，陈贵亮1
（1.河北工业大学机械工程学院，天津300130；2.天津职业技术师范大学天津市信息传感与智能控制重点实验室，天津300222）
来稿日期：2017-12-10基金项目：天津市高等学校科技发展基金计划项目（20140714）作者简介：刘更谦，（1965-），男，河北人，博士研究生，教授，主要研究方向：机器人技术及应用；安宁，（1989-），男，河北人，硕士研究生，主要研究方向：机器人技术及应用1引言
人的手不仅可以完成很多粗大运动而且可以完成很多精细的运动，这些运动在人类日常生产生活中发挥着不可替代的作用。神经性的损伤会大大削弱手的主要功能，从而严重影响患者的日常生活质量[1]。其中，脑卒中是造成的手部神经损伤是最主要的原因。调查显示：脑卒中后约有（55~75）%的患者会遗留肢体功能障碍，而手部功能障碍占到其中的八成以上，这其中只有30%的患者能实现手功能的完全恢复[2]。神经康复领域的研究成果表明，中枢神经系统具有高度的可塑性，在神经康复过程中，特定的功能训练是必不可少的，这为康复机器人的研究提供了重要的理论依据[3]。现有的康复理疗主要是通过康复理疗师对患者进行一对一的人工辅助康复，这种康复方法不仅费时、费力、价格昂贵，而且不适宜在病患家中进行康复。机器人辅助康复的方法可以克
服以上缺陷，因此手部康复机器人应运而生。
近几年随着机器人信息技术的发展，虽然手部康复及机器
人技术有了长足的进步，但不可否认还存在着很多有待解决的问
题：部分设备采用欠驱动方式，无法实现对手指各关节的独立驱
动[4]；文献[5]采用平行四边形连杆机构对食指各个关节进行独立驱
动，大大降低了控制的难度，但是由于掌指关节两侧生物结构的
特殊性，外骨骼的旋转中心无法跟中指以及无名指掌指关节旋转
轴线重合，使得该机构无法应用于上述两指的康复。只在指尖放
置了测量接触力的传感器，无法实现对作用在手指关节上力矩的
1 1前言
1.1机器人的概念
机器人是一个在三维空间中具有较多自由度，并能实现较多拟人动作和功能的机器，而工业机器人则是在工业生产上应用的机器人。美国机器人工业协会提出的工业机器人定义为：“机器人是一种可重复编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机”。英国和日本机器人协会也采用了类似的定义。我国的国家标准GB/T12643-90将工业机器人定义为：“机器人是一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。能搬运材料、零件或操持工具，用以完成各种作业”。而将操作机定义为：“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置”。
机器人系统一般由操作机、驱动单元、控制装置和为使机器人进行作业而要求的外部设备组成。
1.1.1操作机
操作机是机器人完成作业的实体，它具有和人手臂相似的动作功能。通常由下列部分组成：
a.末端执行器 又称手部，是机器人直接执行工作的装置，并可设置夹持器、工具、传感器等，是工业机器人直接与工作对象接触以完成作业的机构。
b. 手腕 是支承和调整末端执行器姿态的部件，主要用来确定和改变末端执行器的方位和扩大手臂的动作范围，一般有2～3个回转自由度以调整末端执行器的姿态。有些专用机器人可以没有手腕而直接将末端执行器安装在手臂的端部。
c. 手臂 它由机器人的动力关节和连接杆件等构成，是用于支承和调整手腕和末端执行器位置的部件。手臂有时包括肘关节和肩关节，即手臂与手臂间。手臂与机座间用关节连接，因而扩大了末端执行器姿态的变化范围和运动范围。
d. 机座 有时称为立柱，是工业机器人机构中相对固定并承受相应的力的基础部件。可分固定式和移动式两类。
1.1.2驱动单元
它是由驱动器、检测单元等组成的部件，是用来为操作机各部件提供动力和运动的装置。
1.1.3控制装置
它是由人对机器人的启动、停机及示教进行操作的一种装置，它指挥机器人按规定的要求动作。
机械手的设计要求
机械手总体结构的类型
工业机器人的结构形式主要有直角坐标结构，圆柱坐标结构，球坐标结构，关节型结构四种。各结构形式及其相应的特点，分别介绍如下。
1.直角坐标机器人结构
直角坐标机器人的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的.由于直线运动易于实现全闭环的位置控制，所以，直角坐标机器人有可能达到很高的位置精度（μm级）。但是，这种直角坐标机器人的运动空间相对机器人的结构尺寸来讲，是比较小的。因此，为了实现一定的运动空间，直角坐标机器人的结构尺寸要比其他类型的机器人的结构尺寸大得多。
直角坐标机器人的工作空间为一空间长方体。直角坐标机器人主要用于装配作业及搬运作业，直角坐标机器人有悬臂式，龙门式，天车式三种结构。
2.圆柱坐标机器人结构
圆柱坐标机器人的空间运动是用一个回转运动及两个直线运动来实现的。这种机器人构造比较简单，精度还可以，常用于搬运作业。其工作空间是一个圆柱状的空间。
3. 球坐标机器人结构
球坐标机器人的空间运动是由两个回转运动和一个直线运动来实现的。这种机器人结构简单、成本较低，但精度不很高。主要应用于搬运作业。其工作空间是一个类球形的空间。
4. 关节型机器人结构
关节型机器人的空间运动是由三个回转运动实现的。关节型机器人动作灵活，结构紧凑，占地面积小。相对机器人本体尺寸，其工作空间比较大。此种机器人在工业中应用十分广泛，如焊接、喷漆、搬运、装配等作业，都广泛采用这种类型的机器人。
手臂的设计要求
机器人手臂的作用，是在一定的载荷和一定的速度下，实现在机器人所要求的工作空间内的运动。在进行机器人手臂设计时，要遵循下述原则；
1.应尽可能使机器人手臂各关节轴相互平行；相互垂直的轴应尽可能相交于一点，这样可以使机器人运动学正逆运算简化，有利于机器人的控制。
2.机器人手臂的结构尺寸应满足机器人工作空间的要求。工作空间的形状和大小与机器人手臂的长度，手臂关节的转动范围有密切的关系。但机器人手臂末端工作空间并没有考虑机器人手腕的空间姿态要求，如果对机器人手腕的姿态提出具体的要求，则其手臂末端可实现的空间要小于上述没有考虑手腕姿态的工作空间。
