《表1 我国成年男性手臂主要尺寸》

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《工业装配外骨骼机械臂承重性能研究》

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注:1) 百分位数为统计学术语，如果将一组数据从小到大排序，并计算相应的累计百分位，则某一百分位所对应数据的值就称为这一百分位的百分位数。

人的手臂在生物结构以及运动机理上都十分复杂，通过神经系统的控制，手臂各组成结构能够协同完成各种复杂的操作。为了让外骨骼机械臂更好地配合工人工作，其设计准则应该符合人体工程学[11]。不考虑手掌以及手指对手臂运动的影响，Morecki指出人的手臂具有3个肩关节自由度、1个肘关节自由度和3个腕关节自由度等7个自由度[12]。国内外很多学者在研究仿人机械臂时，采用较多的为七自由度机械臂模型[13-15]。笔者以我国成年男性手臂尺寸（如表1）为参考[16]，基于弹簧连杆机构设计了一款工业装配外骨骼机械臂，它安装于外骨骼腰部，如图1所示。在不考虑云台（腕关节）的基础上，本文设计的机械臂为具有6个自由度的弹簧连杆机械臂，其原理简图如图2所示。