一種全方位護(hù)理服務(wù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析.pdf

1、護(hù)理服務(wù)方面的移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)是近幾年來(lái)醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，護(hù)理服務(wù)移動(dòng)機(jī)器人的主要功能是替代或輔助醫(yī)護(hù)人員和家屬完成對(duì)病人或老年人、殘疾人進(jìn)行翻身、抱取、拿藥等動(dòng)作。護(hù)理服務(wù)移動(dòng)機(jī)器人是一種人機(jī)交互機(jī)器人，它的運(yùn)動(dòng)模式必須符合病人或殘疾人肢體恢復(fù)時(shí)期的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，滿足他們恢復(fù)期間的一些肢體需求。本文根據(jù)被護(hù)理者的功能要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)了一款機(jī)器人，并完成相關(guān)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析等。
　　首先分析了護(hù)理服務(wù)移動(dòng)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，基本了解

2、了護(hù)理服務(wù)移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展水平，總結(jié)了護(hù)理服務(wù)移動(dòng)機(jī)器人所完成對(duì)被護(hù)理者的不同工作模式，為機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)?；诜律脑O(shè)計(jì)思想，通過(guò)對(duì)人體骨骼和肌肉的運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析，指出了一種護(hù)理移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用solidworks進(jìn)行了各部分結(jié)構(gòu)初期設(shè)計(jì)，建立了仿人機(jī)器人的自由度和尺寸模型，對(duì)手臂受力的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了ansys分析，以確保機(jī)器人手臂各部件可靠;其次，在adams中對(duì)該虛擬樣機(jī)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真，為每個(gè)自由度進(jìn)行了電

3、機(jī)選型。
　　通過(guò)“D-H”建模方法對(duì)上肢五自由度機(jī)器人手臂和下肢行走部分進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，得到了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解;通過(guò)對(duì)上肢雙臂建立兩桿避碰模型，提出了兩種相碰的檢驗(yàn)條件，選出了最佳檢測(cè)避碰方案，解決了約束條件下雙臂的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。在matlab環(huán)境下，利用蒙特卡羅法計(jì)算出工作空間，為確定機(jī)器人構(gòu)形、參數(shù)和桿長(zhǎng)的優(yōu)化提供了依據(jù)。
　　基于移動(dòng)機(jī)器人在特定環(huán)境中的運(yùn)行穩(wěn)定性、應(yīng)用范圍、承載能力等特點(diǎn)，對(duì)機(jī)器人下肢移動(dòng)方式

4、進(jìn)行了優(yōu)化選擇，采用全方位移動(dòng)的完整約束mecanum輪結(jié)構(gòu)并建立下肢運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)其逆運(yùn)動(dòng)學(xué)速度雅可比矩陣秩的計(jì)算，結(jié)合具體結(jié)構(gòu)的分析，優(yōu)選出四輪全方位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的最佳結(jié)構(gòu)布局形式，提高了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性。
　　利用matlab中的robotics toolbox工具箱，結(jié)合機(jī)器人有關(guān)參數(shù)，建立桿件模型，按照期望末端位姿對(duì)該機(jī)器人上肢運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行路徑規(guī)劃與分析，規(guī)劃的結(jié)果生動(dòng)形象的顯示出運(yùn)動(dòng)過(guò)程的實(shí)時(shí)情況，同時(shí)得到了許