一種全方位護理服務(wù)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動學分析.pdf

1、護理服務(wù)方面的移動機器人技術(shù)是近幾年來醫(yī)療機器人領(lǐng)域的研究熱點，護理服務(wù)移動機器人的主要功能是替代或輔助醫(yī)護人員和家屬完成對病人或老年人、殘疾人進行翻身、抱取、拿藥等動作。護理服務(wù)移動機器人是一種人機交互機器人，它的運動模式必須符合病人或殘疾人肢體恢復時期的運動特點，滿足他們恢復期間的一些肢體需求。本文根據(jù)被護理者的功能要求，進行設(shè)計了一款機器人，并完成相關(guān)的運動學分析等。
　　首先分析了護理服務(wù)移動機器人國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，基本了解

2、了護理服務(wù)移動機器人的發(fā)展水平，總結(jié)了護理服務(wù)移動機器人所完成對被護理者的不同工作模式，為機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)?；诜律脑O(shè)計思想，通過對人體骨骼和肌肉的運動機理分析，指出了一種護理移動機器人的設(shè)計方法，運用solidworks進行了各部分結(jié)構(gòu)初期設(shè)計，建立了仿人機器人的自由度和尺寸模型，對手臂受力的關(guān)鍵零部件進行了ansys分析，以確保機器人手臂各部件可靠;其次，在adams中對該虛擬樣機進行了動力學仿真，為每個自由度進行了電

3、機選型。
　　通過“D-H”建模方法對上肢五自由度機器人手臂和下肢行走部分進行了運動學建模，得到了機器人的運動學正逆解;通過對上肢雙臂建立兩桿避碰模型，提出了兩種相碰的檢驗條件，選出了最佳檢測避碰方案，解決了約束條件下雙臂的逆運動學問題。在matlab環(huán)境下，利用蒙特卡羅法計算出工作空間，為確定機器人構(gòu)形、參數(shù)和桿長的優(yōu)化提供了依據(jù)。
　　基于移動機器人在特定環(huán)境中的運行穩(wěn)定性、應用范圍、承載能力等特點，對機器人下肢移動方式

4、進行了優(yōu)化選擇，采用全方位移動的完整約束mecanum輪結(jié)構(gòu)并建立下肢運動學模型，通過對其逆運動學速度雅可比矩陣秩的計算，結(jié)合具體結(jié)構(gòu)的分析，優(yōu)選出四輪全方位運動系統(tǒng)的最佳結(jié)構(gòu)布局形式，提高了機器人運動過程中的穩(wěn)定性。
　　利用matlab中的robotics toolbox工具箱，結(jié)合機器人有關(guān)參數(shù)，建立桿件模型，按照期望末端位姿對該機器人上肢運動路徑進行路徑規(guī)劃與分析，規(guī)劃的結(jié)果生動形象的顯示出運動過程的實時情況，同時得到了許