毕业设计（论文）-仿生假手指结构设计

摘要时间在流逝科学在发展，社会和人们的需求在增长，自动化越来越进步。制作生产中的自动化的发展它体现了科学在进步和生产在发展，这便就是人们所希望的生活生产方式。于是人类便把机器人延申到制造行业，同时多指灵巧手也得到了大力的发展，它们来帮助人完善各类工作，于是多指灵巧手便越来越受到期待。论文通过中国与其他国家之间的灵巧手的发展，对灵巧手的自由度进行设计，以及仿生学的优点分析，从解刨学角度分析了人手的具体结构与部位，对各部分的功能进行了分析。进而得出人手的一些数据信息，在从机械设计方面对这些数据进行合理的改变，得出既符合机械设计又与人类手指接近的尺寸大小。分别对对液压、气动以及电机的灵巧手进行设计，进而分析他们的好坏。液压系统中对基本回路来分析，而得到速度和负载的关系继而计算得出图像。还有气动系统的基本回路分析设计，以及电机的选择和电机位置放置。灵巧手作为一种特殊的末端执行器机构，值得继续探究发展，对自动化以及制造行业都有深远的影响。关键字：自动化制造业灵巧手仿生ABSTRACTTimeisevolvinginscience,societyandpeople'sneedsaregrowing,andautomationisgettingmoreandmoreadvanced.Thedevelopmentofautomationinproductionandproductionreflectstheprogressofscienceandthedevelopmentofproduction,whichisthewaypeoplewanttolive.Sohumansextendedtherobottothemanufacturingindustry,andatthesametime,manydexteroushandshavealsobeenvigorouslydeveloped.Theyhelppeopletocompletevariousoperationaltasks,sodexteroushandsareincreasinglyexpected.ThroughthedevelopmentofdexteroushandsbetweenChinaandothercountries,thethesisdesignsthefreedomofdexteroushandsandtheanalysisoftheadvantagesofbionics.Fromtheperspectiveofelaboration,itanalyzesthespecificstructureandlocationofthehumanhand,andcarriesoutthefunctionsofeachpart.Analysis.Inturn,somedatainformationofthehumanhandisobtained,andthedataisreasonablychangedfromthemechanicaldesigntoobtainasizethatisbothmechanicallydesignedandclosetohumanfingers.Thedrivingmethodisdesignedforthedexteroushandsofhydraulicdrive,pneumaticandmotordrive,respectively,toanalyzetheiradvantagesanddisadvantages.Thebasiccircuitisanalyzedanddesignedinthehydraulicsystem,andtherelationshipbetweenspeedandloadiscalculatedtoobtainanimage.Thereisalsoabasicloopanalysisdesignforthepneumaticsystem,aswellasmotorselectionandmotorpositionplacement.Asaspecialendeffectormechanism,thedexteroushanddeservestobeexploredandhasaprofoundimpactontheautomationandmanufacturingindustries.Keywords:Automation;Manufacturing;Dexterous;handBionic目录22772_WPSOffice_Level1第1章绪论 230677_WPSOffice_Level1第2章灵巧手的研究背景以及意义 330677_WPSOffice_Level22.1灵巧手的研究背景 328380_WPSOffice_Level22.2灵巧手国内外研究状况 310110_WPSOffice_Level22.3灵巧手的研究意义 328380_WPSOffice_Level1第3章灵巧手仿人结构的分析 410110_WPSOffice_Level1第4章手指结构参数 611811_WPSOffice_Level1第5章手指自由度的设计 711137_WPSOffice_Level1第6章灵巧手指设计分析 811811_WPSOffice_Level26.1液压驱动灵巧手 830677_WPSOffice_Level36.1.1液压系统中的基本回路 828380_WPSOffice_Level36.1.2液压驱动灵巧手指的设计 1010110_WPSOffice_Level36.1.3液压驱动的分析 1211137_WPSOffice_Level26.2气压驱动灵巧手 1311811_WPSOffice_Level36.2.1气动系统中的基本回路 1311137_WPSOffice_Level36.2.2气压驱动灵巧手指的设计 1422197_WPSOffice_Level36.2.3气压驱动分析 1522197_WPSOffice_Level26.3电机驱动灵巧手 159637_WPSOffice_Level36.3.1电机驱动灵巧手指的设计 1522495_WPSOffice_Level36.3.2电机驱动分析 1722197_WPSOffice_Level1结束语 189637_WPSOffice_Level1参考文献 19第1章绪论时间在流逝科学在发展，社会和人们的需求在增长，这个世界就变的全球化、信息化，于是自动化就变成向往的方向。科学在一直前进着，自动化的程度也没有落下。自动化程度越先进就有更多优点，就能减弱工作强度，还能提高效率和水平，响应力越强接受能力就越强。制作生产中的自动化的发展它体现了科学在进步和生产在发展，这便就是人们所希望的生活生产方式，自动化的进步就是人们进步的标志，同时自动化的重要也让人们越来越对其重视。其主要原因在于，自动化程度越高劳动条件、生产率以及产品质量都会得到很大的提高，不仅如此还能缩短生产时间，还能很好的减少成本的支出。因此，自动化的这么多的优点被人们所认知，使得对自动化越来越看重，就推动了它的进步同时得到更多的重视。当今社会制造产业行当内的对比争对可以说非常激烈，其中就要说的是德国策略，为了提高竞争力德国就提出了“工业4.0”这个策略来应对各个大国之间的制造业的竞争，与此同时给中国带来了机遇和挑战。虽然中国现在的产出总量很大，但是主要还是在低级产业。为了成为制造强国，也为了接下这次的挑战和机遇，我们国家发出了“中国制造2025”的建设策略。因此在这样的背景下，“更少的人力”便成了制造业的发展趋势，而代替解放人力的便是计算机与机器人。自从第一个由电脑控制的多指灵巧手出现以来，人类便把机器人延申到制造行业。运输小车、工业机器人等越来越多的机器来代替人们完成各种操作任务。焊接、运输、喷漆等任务已经可以由机器来完成，甚至一些人们难以完成的。尽管如此还有很多操作复杂的任务不能单单靠机械臂来完成。也就是说随着和机器人有关的技术的发展，也就就要求对末端执行方面的机构如机械手也要不断进行进步。于是灵巧手便越来越受到期待。从仿生学的角度将仿生学运用到机器人末端物件便成了机械手的研究，具有手的一些外向特征和性能，灵巧手的机构设计，保证机构的简单还要完成人手的基本操作便成了关键。于是本文就对电机驱动、液压驱动、气压驱动的灵巧手手进行设计分析和对比。

灵巧手的研究背景以及意义2.1灵巧手的研究背景社会在不断的进步着人们也在一直探索着，与此同时对末端执行机构就越来越严格要求也越来越高，于是对于传统的只会抓取缺少灵活机动性的机械手就已经满足不了当前的制造行业的需求了。而那些自由度非常量大，还拥有感知能力的，还有多种抓取操作的机器人灵巧手就得到全世界制造行业的的大量关注和重视。现如今世界上对灵巧手的研究已经多种多样，他们应用在各个领域，用于不同操作。在进化过程中，生物的肢体器官可以说都很合理，所以仿生便成了一个大的方向，于是对于灵巧手仿人便是发展的方向。2.2灵巧手国内外研究状况在灵巧手的这个方面的研究欧洲一直领先，带领着世界一起在这个领域里探索，欧洲这些国家中，作为领导羊便是英、德和意大利。除了欧洲这些国家以外美国也早早的对这个行业灵巧手进行了研究。多指的机械手最先是运用于人体假肢上的，而灵巧手的系统性研究就要追溯到上世纪的70年代。之后的十年里，灵巧手这一行业的研究就进入了一个发展快速时段。这就使得有不少的多指灵巧手相继问世，这里就包括美国麻省理工学院研制的Utah/MIT手，它与人的手就挺相似的，但是它只有有四个手指，不过人手能完成的动作它基本上也可完成。另外还有意大利研究出来的DIST手，除此之外德国研究的DLR手也很有代表性。这几中灵巧手可以说都很先进，它们都具有不低的智能水平同时还具备挺高的集成化，这是灵巧手领域的一个里程碑，这个行业也越来越趋紧于成熟。而在国内，几乎同一时间北京航空大学开始对灵巧手尽享研究和开发，这就弥补了当时国内的空白。之后哈工大也研究了一款多指的灵巧手，称之为HIT手，这种灵巧手它一共有四根手指，而且每个手指还拥有四个关节，一只手达到了12个自由度，这款多指灵巧手的大小就和人类的手及其相似了，它的末端还有很多感知系统。2.3灵巧手的研究意义灵巧手发展的进步，人们就对它越来越重视，使得灵巧手在各个方面都有影响。技术的进步和理论的完善使得，灵巧手的应用也深入到各个行业。而对于多指灵巧手本身的机构的探索从一开始到现今日就从未停止，发展方向也越来越多样化，功能越来越智能化。到如今多指灵巧手探索依旧要面临许许多多的挑战吧，包括了基础知识还有技术层面的难题。仿人型机器人的研究和探索得到了不少的知识和技术这就对多指灵巧手的各个技术层面有了不小的帮助，不仅如此在操作以及各类功能上甚至智能化上也有不少的进步。我们国家的这类产业刚刚起步需要国家的扶持，同时灵巧手这类研究对于制造业的意义也是深远。计算机技术在如今社会得到飞速发展，同时就带动了灵巧手在制造业方面的进步。灵巧手的研究不能停歇，也不会停歇。在面对国内外多重挑战和机会的时刻，是灵巧手设计发展的重要时刻，因为他可以代替人类完成很多不能完成的任务，比如在高温、高压等人手所不能承受的危险的环境。

第3章灵巧手仿人结构的分析灵巧手的仿生参照于人手，参考人体解剖学人类的手包括肌肉、神经以及手骨，可以说从机械方面来说相当于自由度和驱动方面。就解刨学而言，人类手骨由27块骨头组成，可细分为三部分：腕骨八块、掌骨五块和指骨十四块，一共27块骨头。在生物学上来看，人类的手指中的四指都有三个指节和三个关节，只有大拇指有两个，这里对手指指节进行解释远离手掌的叫做远节指骨，中间的指骨称为中节指骨，靠近手掌的一节指骨称为近节指骨。而就关节而言可以从机械原理上来看，关节可以作为一个绕轴旋转的单轴关节，相当于一个自由度。指骨上有肌腱，在肌腱的牵涉下手指各个指骨就有了联系。人类的手可以做出的动作有抓握和捏取，指骨关节通常都会参与。最为特殊的就是大拇指了，拇指处的关节为双轴鞍状关节，它实现了大拇指的弯曲和转动，可以说这个关节对于手完成各类动作都有着至关重要的作用，虽然其余的四根手指和手掌之间的关节也是双轴鞍状关节，但是由于它们只是完成了小幅度摆动，所以为了机械设计的方便这里将它们看成单轴关节。在机械设计中，大拇指关节的结构要重点关照，而其余的四根手指关节就将看成简单的单轴转动使得。而手掌中的五根掌骨和五根手指也是对应的。而肌肉部分，骨骼肌作为机体运动的主要动力来源，分为白、红肌纤维两种，白肌依靠快速化学反应迅速收缩或者拉伸，红肌则依靠持续供氧运动。神经就是起到控制的作用，使得手指完成各种基础动作。在生物进化过程中，各类进化都有他们的合理性，于是人手的合理性就很强，仿人设计的必要性就是在此。图3.SEQ图3.\*ARABIC1图3.SEQ图3.\*ARABIC2图3.SEQ图3.\*ARABIC3

第4章手指结构参数结合日常手的操作，可将手指的运动简化，手指的各关节围绕轴进行90°以内的旋转。手指的横向张并这里可以将其简化忽略不记。为了将手指在不影响驱动力矩的前提下做到结构尺寸要和人的手指接近一致，也就是比例接近1：1。结合人的手指得到以下数据：远节指骨中食指、中指、无名指的尺寸近似25mm，小指的尺寸大约为20mm而大拇指的尺寸大约为30mm；中节指骨中前三指的尺寸大约为30mm，小指的尺寸为15mm而大拇指没有中节指骨；远节指骨中前三指的尺寸近似为25mm，小指的尺寸为20mm而大拇指的尺寸为30mm；近节指骨中食指、无名指近似30mm，中指为33mm，小指20mm而大拇指为30mm。这里将食指无名指和食指近似一样。各指骨的直径为18mm而指节的转动角度最大为90°。

第5章手指自由度的设计人类的手在日常生活中有着非常重要的作用，能做很多非常精细的工作而且非常灵活，只是因为手指的自由度非常高。因为手指的自由度是与手指灵巧操作有关的。图5.SEQ图5.\*ARABIC1拇指设计成和其他四指一样的4个自由度，两个单自由度的枢纽关节和一个双自由度椭球关节，这样就是20个自由度。除此之外还有一个自由度是来自大拇指，另外还有在手腕上有三个自由度，这样一只手一共有24个自由度。但是手腕处的自由度是来源与一堆手掌底部的碎骨间的相对运动，所以考虑到设计难度和实际必要性，就不会考虑到手腕处的自由度，自由度进行模拟如图所示。图5.SEQ图5.\*ARABIC2

第6章灵巧手指设计分析就驱动方式而言由于液压和气压驱动灵巧手需要配备较大的存储设备，所以使得自身的驱动系统体积较大。而电机驱动的体积相对较小。从响应上来看，液压响应慢相比较下气动和电机响应较快。但是液压和电机的运动精度要比气动的要精确，输出力方面液压可以输出很大的力，气动的输出力就小的多。6.1液压驱动灵巧手近代液压传动从19世纪开始发展起来，最早在舰艇上实践成功，后来才应用在制造业。在二战期间由于对军工装备的急需，从而快速推动液压技术的发展。二战后，液压技术的应用就不仅局限在军事上了，开始往民用发展，在机械等多个领域都有了很深的涉猎。液压驱动的多指灵巧手就靠液体油液来驱使运动。它的优点有紧凑平稳，抓取力稳定。但是它有严格的限制条件，其一便是要求有很好的密封性，否则机油的泄露很影响工作；其二就是对于工作环境的要求很严格，特别是当油温和载荷变化较大时它就不容易保持运动速度的稳定性。6.1.1液压系统中的基本回路在液压系统中，基本回路是非常重要的它能实现一些特定的功能，对于不同的控制功能，会有不同的组成形式。这里的基本回路是液压控制的灵巧手液压系统所必须的包含以下几种调压、换向、调速、锁紧回路等。下面对几种回路进行分析。（1）调压回路在液压系统中系统的压力往往根据负载而定，因此，在对于抓取不同物体的灵巧手，这里的负载会因抓取物体的不同而使得系统所需要的压力就会不同。在此系统中调压回路的主要作用在于调节系统压力，在不同的阶段进行压力调节变化。一般采用溢流阀。如图，当工作压力达到它的调定压力，溢流阀开启，对系统起到保护，在这里作为安全阀使用。若系统中有节流阀，节流阀就会起到调节速度的作用，溢流阀就开始溢流，这样就使得系统的压力一直稳定在调定的压力附近，这里就作为定压阀来使用。图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC1（2）换向回路这里的换向回路是通过控制液体的变换方向或者通与断来控制液压系统执行元件的变换方向、开和停从而实现灵巧手指的弯曲和伸直，这里采用换向阀的换向回路，因为二位阀只能使系统里的执行元件发生正方向和反方向运动，但是三位阀有中间位置。如同这里采用二位三通阀就可以使其换向。图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC2（3）调速回路在液压系统中最重要的就是调速回路，根据性能和使用的不一样，调速回路也有各种各样。其中节流调速回路便是最为常见的一种调速回路，有不复杂、调速范围大、成本低等的优点，但能耗大、产生热量多、负载小。这里灵巧手符合功率不大负载变化较小以及中低压的条件，便选择节流调速回路。一般的在此系统中进油路段采用节流调速，不仅如此在回油路中也要采取节流调速，这里对回路进行分析。图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC3在回路中为泵输出的流量，为节流阀流入液压缸的流量，为溢流量，为液压缸两个腔的压力，为溢流阀调定压力，和为液压缸两腔面积，为节流阀阀口的液阻系数，为负载力。液压缸活塞运动速度：流经节流阀的流量：受力平衡方程：因，因此，为负载压力。得即为速度负载特性方程，反映了速度v与负载F的关系，做出如上图的曲线。（4）锁紧回路此系统中的锁紧回路一般是采用切断进、出油通道来使它停住，通常见于变幅机构当中，这里通过锁紧来实现灵巧手所需要的动作。换向阀的M型或O型中位机能来封闭两腔实现活塞在行程内任意位置停止。为了保证锁紧迅速并且准确，换向阀应采用H型或Y型中位机能。图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC46.1.2液压驱动灵巧手指的设计手掌、手背设计手掌和手背在方便设计的基础上尽量按照人手的尺寸和参数来进行设计，这里为了后面近指节的固定，在手背上设计一个固定孔。图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC5图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC6（2）远指节、中指节的设计手的五个手指中除了大拇指都有三个指节，但是其余四指中远节指骨和中节指骨的关节连接的关节并不是非常灵活。为了简化设计步骤，这里将远指节和中指节设计成一个整体，两者之间呈现一个角度。根据人手自然状态下，手指自然垂落大约30°，这样将这个角度设计成150°。而大拇指只有两个指节，所以这里根据拇指的远指节的尺寸设计一个远指节即可。如下图所示。图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC7图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC8（3）近指节的设计这里为了设计简便，四指剩下的两个关节设计成一个液压缸来驱动，将手指关节设计成液压缸往回收缩，先将远指节绕固定点旋转，到达极限位置后继续拉扯中指节和远指节。图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC9图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC10如图所示液压缸连接近指节部分为如图黄色部分，这里由于在液压缸收缩过程中对近指节的力会随着近指节旋转而变化，所以黄色的连接部分采取3部分组成。而手背与中指节和远指节连接的部分为灰色的连杆，使中指节和远指节也能跟随近指节绕着手背的固定孔旋转。图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC11图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC12以上为弯曲部分，而伸直部分由于黄色的连接部分力的方向变化会使的指节伸直困难，于是在近节指骨和中节、远节指骨连接处加一个可以使恢复的弹簧，使手指伸直更加方便。图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC13（4）液压缸的设计参照人手掌骨，将液压缸设计在手掌骨的位置，所以手掌和手背设计成空心的，同时为了液压缸的液体输入将手掌和手背连接的腕处设计一个孔，方便液体的输入。图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC14图6.1.SEQ图6.1.\*ARABIC156.1.3液压驱动的分析液压驱动的显著优点就是能传递很大的力，除此之外它力的传递平稳，传输距离远，但是传输速度很慢，所以它实用于力大速度慢。机械传动的方式有很多带、链、齿轮等其中以齿轮传动最常用，但是相比较于液压由于齿轮有可能崩坏，所以传动的力没有液压大，不过也不小。液压缸相比较同类型的传动装置，在传动相同效果下液压缸体积会更小，性能会更好，能更好的实现更加复杂的功能，更小的体积就能实现各方位的传递动力，而且很容易实现往返的传动，其体积小的这个特点，就会引起功率大的结果，所以就可以在更小的空间实现更复杂的操作形式。除此之外它还可以容易无极调速，而且它本身的调节速度的范围还很大，而且还具有吸收冲击和振动的作用。其次液压系统由于有溢流阀的存在它可以实现实现液压系统的过载保护，这里的溢流阀是作为安全阀使用的。以上的这些特点在液压传动中就很平常了。因为液压的操纵不难，所以使用液压更容易实现自动化。液压驱动与电机驱动相比，电机往往就是通过电机带动齿轮进行对力的传递或者变向，这里普遍使用的电机就是伺服电机。举个例子在机器人行业中，机器人的许多关节就是使用的伺服电机，另外在数控机床上许多操作的元件也是使用的伺服电机。液压驱动可以无极变速，或者转向，或者前进一定的距离，操作很是精密。但是液压的成本比较贵，特别是它的控制系统，因为容易出问题，所以维修也是一笔很大的费用而且维护也要有较高的技术水平。缺点就显而易见了工作液油难免会发生泄露，这样的话液体的污染对系统有很大的影响，同时油管也有膨胀泄露的可能，油管一旦密封性不好，就会造成压力损失，使得传动比不准确。这一系列的原因都有可能造成传动的误差，所以液压不适合用于传动比要求特别严格的条件下，以及那些精密制造的工艺上。6.2气压驱动灵巧手气压驱动的动力来源是压缩气体，这就实现了由于原材料是空气所以成本极其低，而且结构简单，使用操作简便，但是输出的力较小，由于是利用空气压缩实现力的传递，所以他的传递不是很稳定，工作速度也冲击大，而且当空气压力不大的时候，就难以抓取稍重的物体，所以气压驱动也要求苛刻，它只适合在那种需要高速但是轻载的环境下工作，举个例子无杆气缸就是使用气压驱动。所以这种类型的机械手只能实现简单的两点抓控，且抓的物体重力不能很大。气压传动往往就是以周围的空气作为介质，所以气动方式的处理就很方便，而且介质完全免费、不用担心污染环境的问题或者补充介质等问题6.2.1气动系统中的基本回路这里的气动系统也可以参考上述的液压基本回路，这里的气压驱动的灵巧手中的气动系统的基本回路有压力控制回路、换向回路、速度控制回路、安全保护回路等。（1）压力控制回路这里采用气源压力控制回路，这种回路一般用于控制压缩空气的压力。采用电结点压力表或压力继电器控制空气压缩机的开关，从而使压力保持在一定的范围之内。（2）换向回路该类回路为控制气体进入的方向从而改变系统的执行元件运动的方向，这里就采用了电控的二位五通式的换向阀用来控制这类双作用气缸伸长缩回的回路。图6.2.SEQ图6.2.\*ARABIC1（3）速度控制回路此类回路是作为控制气缸运动速度大小的回路，这里采用单向的节流阀对气缸的双向进行调速。另一种方式为采用排气式的节流阀对气缸双向进行调速，当负载无太大变化时，采用排气节流调速，这样子进气阻力小，相比下前者的调速回路效果会比较好。图6.2.SEQ图6.2.\*ARABIC26.2.2气压驱动灵巧手指的设计（1）设计灵感来源手指基础动作为抓取，这就需要手指弯曲，而这里要求弯曲的角度最大为90°，故参考手风琴的形状将关节处设计成类似手风琴的样子。下端固定上端可变大这样就能实现手指的90°弯曲。图6.2.SEQ图6.2.\*ARABIC3（2）手指、手掌的设计手指关节设计成手风琴风箱样式，使上侧可以实现充气膨胀，下端限制他膨胀，这样就实现了手指关节处的弯曲。而指节设计成中空，内部设置气体管，手掌与近指节处的连接同样为这种设计。而手掌与手背的设计依旧参照液压处的设计，有一孔，方便气动设备的连接。图6.2.SEQ图6.2.\*ARABIC4图6.2.SEQ图6.2.\*ARABIC56.2.3气压驱动分析气压驱动装置的本身就不负责还很轻便，而且它的介质是空气，相比较液压的油液来看，空气环保卫生，清理方便，不污染环境，而且取之不尽用之不竭，取之于空气来源于空气，成本可以说是非常低了，而且排气处理非常简单，直接排放也不会污染环境。气缸的运动速度也可以很快，而且可靠性高，寿命还很长。最重要的是气压是利用空气的压缩，作为动力来源，所以对冲击负载有较强的适应能力，还可以实现很快的响应。与液压方式相比，气动所要求的环境就没那么苛刻，气动可以在高温环境下使用。由于是空气的压缩，所以可以实现远距离的传输，这是因为空气的粘度小所以其损失也很小，所以可以远距离输送。空气成本低，无污染，所以气动不用担心泄露污染环境。与液压相比，气动响应快速、清洁方便、易于操作，不用担心介质问题。气动能在高温高压下工作都，比液压和电动要更能适应环境。但是空气的压缩有不确定性，速度易受影响。气缸在低速运动时候，速度稳定性会很差，这是因为低速时受摩擦力的影响。除此之外气缸的输出力要比液压小的多，而且会有很大的噪音。6.3电机驱动灵巧手是由伺服电机带动的灵巧手，电机带动齿轮实现力的传递和变向，因为只是齿轮传动所以结构相对比较简单。6.3.1电机驱动灵巧手指的设计（1）设计灵感来源从解刨学方面了解到手掌面的结构主要有屈指肌腱和腱滑液鞘、手机以及它们的血管、神经。而实现手指弯曲、伸直便来自于肌腱的收缩。于是结合肌腱便想出了电机驱动涡轮、蜗杆传动的设计方案。而在每个指关节处采用轴关节连接模式。这里为保证足够的电机输出的力足够，选用直流无刷伺服电机。（2）手掌的设计由于人的手的拇指近指节与掌骨之间的连接处有两个自由度，不仅可以弯曲还可以转动，其他四指由于不影响动作同时为了方便设计，所以四指近指节与掌骨的连接指算一个自由度，而拇指这里在手掌处设计一个轴的固定处，这里采用齿轮连接，使拇指可以进行横向转动。图6.3.SEQ图6.3.\*ARABIC1图6.3.SEQ图6.3.\*ARABIC2（3）手指的设计五个手指中四指皆与液压的一致，改变的是驱动，这里采用电机带动齿轮，传递到蜗轮蜗杆，使蜗杆伸缩实现与液压缸一样的效果。图6.3.SEQ图6.3.\*ARABIC3图6.3.SEQ图6.3.\*ARABIC4这里的蜗杆区别于液压缸，需要一个电机的固定位置，于是设计一个固定架使得蜗杆和电机固定在一起，固定架固定在手背上。图6.3.SEQ图6.3.\*ARABIC5图6.3.SEQ图6.3.\*ARABIC66.3.2电机驱动分析电机驱动的优点首先它的精确度高电力作为动力源，带动齿轮转动实现力的传递和转向。其次它节省能源电力是现在能源来源最广也是使用最频繁的能源，人们对于电的使用过程中损耗很小。再者电机驱动可以实现精密控制，由于是电机驱动可以快速到达指定位置，这样就能很好的实现执行元件的启动停止，而且有效的停在指定位置。电能的使用还有很多优点，污染小，可以不使用冷却液，噪音低等。机械传动包含带、链和齿轮，下面对各类传动进行分析。首先说最常用的齿轮传动，齿轮传动可以通过不同大小传动比来实现增大速度或者减小速度，举个例子汽车的换挡就是通过这种变速来实现的。但是