近年來(lái),隨著人口老齡化加劇,在保健治療領(lǐng)域?qū)Π茨C(jī)器人的需求日益劇增。傳統(tǒng)的按摩機(jī)器人多為剛性機(jī)器人,與剛性機(jī)器人相比軟體機(jī)器人以自身柔軟性的特點(diǎn)及在人機(jī)交互方面安全性的優(yōu)勢(shì)更適合用于按摩,然而現(xiàn)有的軟體機(jī)器人不能提供按摩所需較大的輸出力。本文設(shè)計(jì)出了一種可以提供較大輸出力的柔性驅(qū)動(dòng)軟體按摩機(jī)器人,對(duì)其展開(kāi)了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。主要研究如下:首先,分析了掌按和掌揉兩種按摩手法,并基于其作用機(jī)理,提出了一種可以實(shí)現(xiàn)這兩種按摩動(dòng)作的柔性驅(qū)動(dòng)軟體按摩機(jī)器人,對(duì)制作柔性元件的材料進(jìn)行了選擇及分析,得到了材料的Yeoh模型參數(shù)。使用ABAQUS分析了組成柔性元件氣囊的空腔截面形狀和面積對(duì)氣囊變形的影響;分析了柔性元件結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)變形的影響;驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的按摩機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)伸長(zhǎng)及全向彎曲,完成按摩動(dòng)作。其次,在假設(shè)柔性元件彎曲為圓弧的條件下,分析并建立了按摩機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,得到了三組柔性元件的長(zhǎng)度與狀態(tài)參數(shù)及施力平臺(tái)位置之間的關(guān)系,并繪制了運(yùn)動(dòng)范圍的上下包絡(luò)面。然后,對(duì)在豎直變形和彎曲變形下的柔性元件進(jìn)行了受力分析,得到了單組柔性元件在靜止?fàn)顟B(tài)下壓強(qiáng)增量與輸出力的關(guān)系。繼續(xù)分析了按摩機(jī)器人在... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

仿人手按摩機(jī)器人

按摩機(jī)器人作為醫(yī)療保健機(jī)器人中的一個(gè)重要領(lǐng)域，很多國(guó)家在這一領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)研究，日本、韓國(guó)等憑借他們?cè)跈C(jī)器人方面多年積累的的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在按摩機(jī)器人領(lǐng)域有著廣泛的研究。日本的豐橋大學(xué)在 2006 年成功研制出了一種仿人手多指按摩機(jī)器人[8]，如圖 1-1所示，該按摩機(jī)器人有四個(gè)按摩手指，在它的手指末端有力學(xué)傳感器。首先采集職業(yè)按摩師在按摩時(shí)各個(gè)手指按摩力的大小并記錄下來(lái)，然后通過(guò)手指末端的力學(xué)傳感器感知人體皮膚肌肉阻抗，再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)手指按摩力量的控制，使按摩機(jī)器人到達(dá)按摩師一樣的按摩效果。日本的早稻田大學(xué)和朝日大學(xué)在 2007 年合作研制出了一款面部按摩機(jī)器人[9]，如圖 1-2 所示，該按摩機(jī)器人的兩側(cè)是一種相同的 6 自由度的機(jī)械臂。其機(jī)械臂末端安裝有陶瓷小球與人體面部接觸，可以在面部皮膚上滾動(dòng)。該按摩機(jī)器人首先運(yùn)用斷層掃描儀和核磁共振成像儀來(lái)掃描人體面部，然后根據(jù)掃描結(jié)果確定按摩動(dòng)作和按摩力度。

圖 1-3 捶背按摩機(jī)器人 圖 1-4 EMMA 機(jī)器人1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀余順年、陳扼西等提出了幾種基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)中醫(yī)推拿機(jī)器人機(jī)型[11-12]，對(duì)六自由度、五自由度中三平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)和兩平移三轉(zhuǎn)動(dòng)、四自由度中兩平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)和三自由度中兩平移一轉(zhuǎn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的中醫(yī)推拿機(jī)器人進(jìn)行了概念設(shè)計(jì)，并構(gòu)建出了各機(jī)型的虛擬模型。山東建筑大學(xué)完成了對(duì)中醫(yī)按摩機(jī)器人功能樣機(jī)的研制[13-14]，如圖 1-5 所示。該按摩機(jī)器人由按摩升降平臺(tái)、機(jī)械臂、按摩手三部分組成，功能樣機(jī)上有兩個(gè)機(jī)械臂其末端安裝有按摩手，其按摩手采用仿人手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)多種按摩手法。在進(jìn)行按摩時(shí)通過(guò)機(jī)器人視覺(jué)功能可以實(shí)現(xiàn)穴位識(shí)別和定位功能。2010 年為提高其按摩機(jī)器人的實(shí)用性，山東建筑大學(xué)又對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化，研制出了第二代中醫(yī)按摩機(jī)器人的功能樣機(jī)，如圖 1-6 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]環(huán)縱肌復(fù)合的氣動(dòng)仿蠕蟲(chóng)軟體機(jī)器人技術(shù)研究[D]. 邵城.南京理工大學(xué) 2018
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本文編號(hào)：3307566