仿人機械手中醫(yī)按摩手法的建模與柔順控制.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，中國正在逐步地進入老齡化社會，由于我國的人口基數(shù)大，服務(wù)業(yè)發(fā)展相對滯后，使得相關(guān)扶老助老行業(yè)發(fā)展的嚴重不足。中醫(yī)推拿按摩作為中醫(yī)的一種物理療法，在醫(yī)療保健方面有著很多的應(yīng)用，作為一種清潔的治療方法，長期以來一直受到廣大患者的認可。研究開發(fā)一種中醫(yī)按摩機器人來代替按摩技師對老年人進行醫(yī)療保健護理，解決當前助老扶老行業(yè)人力資源不足的問題成為當前迫切需要解決的問題。近些年來隨著中醫(yī)按摩醫(yī)學(xué)在世界范圍的流行，國內(nèi)外的專家學(xué)者

2、們對按摩機器人的技術(shù)問題進行了大量的研究。中國國家“十一五”高新技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(“863”計劃)先進制造技術(shù)領(lǐng)域服務(wù)機器人重點項目課題，也對中醫(yī)按摩機器人進行了立項研究。
　　 山東建筑大學(xué)機器人研究所承擔了該項目，研制開發(fā)了中醫(yī)按摩機器人，將按摩技師從繁重的體力勞動中解放出來。中醫(yī)按摩機器人的研制已經(jīng)經(jīng)歷了兩代，本論文利用中醫(yī)推拿按摩理論、計算機、自動控制理論、機電一體化技術(shù)，設(shè)計了一種能夠?qū)崿F(xiàn)多種按摩手法的第二代中醫(yī)按摩機器人

3、的運動控制系統(tǒng)。
　　 本文對按摩機器人的總體結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，并對機器人的傳感器單元、運動控制單元、執(zhí)行動作的機械臂和仿人機械手模塊進行了設(shè)計。設(shè)計完成了中醫(yī)按摩機器人運動控制柜，并綜合考慮電磁兼容、散熱等因素完成了控制柜內(nèi)部電源線和控制信號線的布置，保證了整個運動控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
　　 在中醫(yī)按摩機器人機械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對整個系統(tǒng)進行運動學(xué)建模，按照D-H算法建立機械臂和仿人機械手的運動學(xué)方程，推導(dǎo)機械手在基坐

4、標系下的位置與關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動變量之間的關(guān)系，利用MATLAB進行了軌跡的仿真。針對按摩機器人所要求的安全性、可靠性、舒適性等，依據(jù)柔順控制的相關(guān)理論對仿人機械手進行研究，并將其算法應(yīng)用于中醫(yī)按摩機器人運動控制系統(tǒng)中。以掌揉手法為例，進行了相關(guān)算法的研究和仿真實驗。
　　 根據(jù)中醫(yī)按摩機器人的基本機械結(jié)構(gòu)參數(shù)和相關(guān)算法研究，對運動控制進行編程；對于相關(guān)的按摩手法，進行了編程實現(xiàn)；對上位機的編程和部分算法進行了研究以實現(xiàn)操作者對按摩機器人