近年來,隨著人口老齡化加劇,在保健治療領域對按摩機器人的需求日益劇增。傳統(tǒng)的按摩機器人多為剛性機器人,與剛性機器人相比軟體機器人以自身柔軟性的特點及在人機交互方面安全性的優(yōu)勢更適合用于按摩,然而現(xiàn)有的軟體機器人不能提供按摩所需較大的輸出力。本文設計出了一種可以提供較大輸出力的柔性驅動軟體按摩機器人,對其展開了理論分析和實驗研究。主要研究如下:首先,分析了掌按和掌揉兩種按摩手法,并基于其作用機理,提出了一種可以實現(xiàn)這兩種按摩動作的柔性驅動軟體按摩機器人,對制作柔性元件的材料進行了選擇及分析,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氣囊變形的影響;分析了柔性元件結構參數(shù)對運動變形的影響;驗證了所設計的按摩機器人可以實現(xiàn)伸長及全向彎曲,完成按摩動作。其次,在假設柔性元件彎曲為圓弧的條件下,分析并建立了按摩機器人的運動學模型,得到了三組柔性元件的長度與狀態(tài)參數(shù)及施力平臺位置之間的關系,并繪制了運動范圍的上下包絡面。然后,對在豎直變形和彎曲變形下的柔性元件進行了受力分析,得到了單組柔性元件在靜止狀態(tài)下壓強增量與輸出力的關系。繼續(xù)分析了按摩機器人在... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

仿人手按摩機器人

按摩機器人作為醫(yī)療保健機器人中的一個重要領域，很多國家在這一領域已經(jīng)開展了相關研究，日本、韓國等憑借他們在機器人方面多年積累的的技術優(yōu)勢，在按摩機器人領域有著廣泛的研究。日本的豐橋大學在 2006 年成功研制出了一種仿人手多指按摩機器人[8]，如圖 1-1所示，該按摩機器人有四個按摩手指，在它的手指末端有力學傳感器。首先采集職業(yè)按摩師在按摩時各個手指按摩力的大小并記錄下來，然后通過手指末端的力學傳感器感知人體皮膚肌肉阻抗，再進一步實現(xiàn)對各個手指按摩力量的控制，使按摩機器人到達按摩師一樣的按摩效果。日本的早稻田大學和朝日大學在 2007 年合作研制出了一款面部按摩機器人[9]，如圖 1-2 所示，該按摩機器人的兩側是一種相同的 6 自由度的機械臂。其機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。該按摩機器人首先運用斷層掃描儀和核磁共振成像儀來掃描人體面部，然后根據(jù)掃描結果確定按摩動作和按摩力度。

圖 1-3 捶背按摩機器人 圖 1-4 EMMA 機器人1.2.2 國內研究現(xiàn)狀余順年、陳扼西等提出了幾種基于并聯(lián)機構中醫(yī)推拿機器人機型[11-12]，對六自由度、五自由度中三平移兩轉動和兩平移三轉動、四自由度中兩平移兩轉動和三自由度中兩平移一轉動的并聯(lián)機構的中醫(yī)推拿機器人進行了概念設計，并構建出了各機型的虛擬模型。山東建筑大學完成了對中醫(yī)按摩機器人功能樣機的研制[13-14]，如圖 1-5 所示。該按摩機器人由按摩升降平臺、機械臂、按摩手三部分組成，功能樣機上有兩個機械臂其末端安裝有按摩手，其按摩手采用仿人手結構設計，可以實現(xiàn)多種按摩手法。在進行按摩時通過機器人視覺功能可以實現(xiàn)穴位識別和定位功能。2010 年為提高其按摩機器人的實用性，山東建筑大學又對其進行了優(yōu)化，研制出了第二代中醫(yī)按摩機器人的功能樣機，如圖 1-6 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]人口老齡化背景下我國養(yǎng)老問題研究趨勢分析[J]. 曹獻雨,睢黨臣.  經(jīng)濟與管理. 2018(06)
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[4]橡膠材料超彈性本構模型選取及參數(shù)確定概述[J]. 錢勝,陸益民,楊咸啟,吳承偉.  橡膠科技. 2018(05)
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[8]一種基于蜂巢氣動網(wǎng)絡的軟體夾持器抓取策略研究[J]. 王寧揚,孫昊,姜皓,陳小平,張昊翀.  機器人. 2016(03)
[9]氣動空間彎曲柔性關節(jié)運動功能實驗研究[J]. 耿德旭,劉洪波,劉曉敏,趙云偉,彭賀,鄭永永.  液壓與氣動. 2015(11)
[10]中醫(yī)康復推拿及強身導引按摩術的理論探討[J]. 柴磊,樊子君,李文勝.  中國民間療法. 2015(10)

碩士論文
[1]環(huán)縱肌復合的氣動仿蠕蟲軟體機器人技術研究[D]. 邵城.南京理工大學 2018
[2]中醫(yī)按摩機器人的運動控制系統(tǒng)研究[D]. 譚林.山東建筑大學 2011



本文編號：3307566