仿人中医按摩机器人手部设计与研究

"这篇文档是关于仿人中医按摩机器人手部的研究，主要聚焦于英国Shadow公司的Shadow仿人灵巧手，探讨其机械结构、气动肌肉驱动器、腱传动系统，以及在中医按摩机器人中的应用可能性。研究内容包括运动学模型建立、动力学分析、仿真模型构建，并对未来工作进行了展望，旨在提升按摩机器人的拟人化和按摩效果。" 这篇文档详细研究了用于中医按摩机器人的仿人手部设计，以Shadow公司的商业化产品——Shadow仿人灵巧手为研究对象。由于技术保密，只能获取到有限的公开信息，如尺寸和功能等。研究首先概述了Shadow灵巧手的基本情况，强调其仿生学设计和机械结构的特点。作者深入分析了其内部的气动肌肉驱动器和腱传动系统，这两种组件是实现手部灵活运动的关键，它们共同决定了手部的运动能力和拟人化的程度。 接着，文档讨论了几种现有的中医按摩机器人穴位定位与跟踪技术，同时也指出了这些技术的局限性，提出了改进方案和未来发展方向。通过D-H坐标法，建立了Shadow灵巧手的运动学模型，这包括运动学正逆解的推导，以及速度和静力分析，为机器人手部的精确控制提供了理论基础。 在动力学方面，研究者从手指连杆系统、腱传动系统和气动肌肉驱动器三个方面出发，建立了动力学方程，揭示了手指关节角度与驱动器压缩量之间的关系，这对于理解和优化手部的动态性能至关重要。 最后，使用Matlab环境和RoboticsToolbox，研究人员构建了Shadow灵巧手的三维仿真模型，对运动学和动力学进行了数值求解和仿真验证，模拟了不同状态下手指关节力矩随时间的变化，进一步验证了其在中医按摩中的适用性。 研究结论认为，Shadow仿人灵巧手具备成为按摩机器人手部的潜力，它可以满足仿人中医按摩机器人的特殊需求。未来的工作将更专注于按摩手法的运动学和动力学分析，以提升机器人的按摩技巧和效果。关键词涵盖了仿人灵巧手、气动肌肉、运动学、动力学以及仿真技术，体现了研究的核心内容。