32、医疗消毒机器人用七杆机构7 - PR(RRRR)RP的分析综合与欠驱动手指设计

医疗消毒机器人用七杆机构7 - PR(RRRR)RP的分析综合与欠驱动手指设计

1. 引言

消毒机器人常用于空气和表面卫生消毒程序，主要应用于医院、诊所、实验室等医疗领域，也用于酒店、学校和交通设施等其他场所。目前，大多数消毒机器人主要使用汞蒸气紫外线灯或脉冲氙气紫外线灯作为消毒源，还有一些使用过氧化氢干雾或含氯化合物等消毒剂喷雾进行消毒，部分机器人会结合这两种技术。

七杆机构在文献中研究较少，如设计用于纯滚动切割的七杆机构、合成具有可变拓扑的七杆滑块机构等。本文考虑使用七杆机构，是因为它在最小和最大位置之间的高度变化大，能适应不同环境，尤其适合消毒狭窄、受限或难以到达的区域。

2. 欠驱动手指机构

欠驱动手指机构带有柔顺元件，通过指骨的多次接触实现自适应抓取。在测试中，设计的欠驱动手指通过多个指骨接触实现了自适应抓取。接触表面的柔顺性有助于分布施加的抓握力，使柔顺手指机构在不损失抓握力的情况下分配更多的力。在静止抓握且抓握力恒定的过程中，由于机构的柔顺性，同时伺服电机处于工作状态，测量到的电流会像图6那样产生振荡。

3. 对称七杆机构7 - PR(RRRR)RP的分析综合

从具有两个移动副和六个转动副的七杆机构中，选择了7 - PR(RRRR)RP对称七杆机构，因其关于y轴对称，结构允许多种配置，且在最小和最大位置之间有较大的高度变化，适合医疗消毒机器人在不同环境中使用。该机构中，P代表驱动移动副，它能在最小和最大位置之间实现较大的行程和高度变化，可在不同配置下操作，对医疗环境中的一般区域和难以到达的区域进行消毒。

为避免特征点M轨迹出现奇异点，需要计算各杆件的长度，避免机构在折叠和伸展配置