仿人背抱移乘护理机器人动作轨迹规划与构型研究
发布时间：2021-05-19 08:30
为解决下肢失能老人的移乘问题,改善养老护理行业的现状,尽快研制出新型的仿人背抱移乘护理机器人已成为社会的迫切需求。在国家重点研发计划项目资助下,本文主要研究了人背人的动作特征,以及机器人动作规划与构型研究等技术问题。首先对人背人动作模式进行研究,分析其运动特征,初步得到了可用于机器人轨迹设计的相关参数,在此基础上,设计机器人构型,并设计相应机构,实现了安全舒适的移乘搬运。本文首先设计了人背人动作的采集实验,得到相应的运动轨迹,为移乘护理机器人的动作设计和构型研究提供依据。为捕捉到精确的人背人动作特征,使用光学式运动捕捉设备OptiTrack完成仿人背负实验,得到了相应的人背人轨迹信息。通过观察和计算实验结果得到人背人的动作特征,基于MATLAB完成对人背人实验数据的处理,得到了仿人背抱移乘护理机器人的重要设计依据。然后对该移乘护理机器人的构型设计做了深入研究。首先,结合移乘护理机器人具体工艺过程和工作环境要求,明确选用多关节型串连机器人为本文设计的构型;基于模块化设计完成各部分的机构设计工作;对机器人薄弱部位进行有限元分析,验证了机构设计的合理性。之后对移乘护理机器人的运动学和动力学问...
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文研究内容与结构框架
第二章 人背人轨迹捕捉实验及结果分析
2.1 引言
2.2 轨迹捕捉方法介绍
2.3轨迹捕捉实验
2.3.1 轨迹捕捉设备介绍
2.3.2 轨迹捕捉实验过程介绍
2.4 人背人轨迹数据获取
2.5 人背人动作特征及主要指标介绍
2.5.1 人背人动作特征基本介绍
2.5.2 人背人动作特征主要指标
2.6 人背人实验数据分析讨论
2.6.1 实验数据分析讨论
2.6.2 实验数据的处理结果
2.7 本章小结
第三章 移乘护理机器人构型与机构设计
3.1 引言
3.2 机器人构型设计
3.3 基于模块化的机构设计
3.3.1 功能模块划分
3.3.2 主要设计参数
3.3.3 主要功能模块的设计
3.3.4 整体结构设计
3.3.5 驱动系统的选型计算
3.4 关键部位有限元分析
3.4.1 机身有限元分析
3.4.2 大臂有限元分析
3.5 本章小结
第四章 移乘护理机器人运动学动力学解析及仿真分析
4.1 引言
4.2 运动学与动力学解析
4.2.1 正运动学解析
4.2.2 逆运动学解析
4.2.3 动力学解析
4.3 仿真分析
4.3.1 虚拟样机的建立
4.3.2 运动学仿真分析
4.3.3 动力学仿真分析
4.4 本章小结
第五章 可行性实验与分析
5.1 引言
5.2各关节位姿调整实验
5.3机器人整机实验
5.4 实验结果分析
5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB的机器人运动学建模及仿真分析[J]. 于楚泓. 机电信息. 2017(09)
[2]正视老龄化未来发展的严峻现实[J]. 保志军,俞卓伟,马永兴. 中国老年学杂志. 2016(24)
[3]失能老人居家养老服务浅析[J]. 朱明欣,陈晓东. 人才资源开发. 2016(24)
[4]基于MATLAB的双机器人系统建模与仿真[J]. 李鹏飞,李抗,张蕾,景军锋,刘小洁. 机床与液压. 2016(21)
[5]以机器人护士促职业安全防护[J]. 李卫平,杨艳. 中国医院院长. 2016(21)
[6]基于MATLAB的焊接机器人工作空间及轨迹规划仿真[J]. 孙光亚,岳建锋,钟蒲. 机电信息. 2016(27)
[7]我国中老年长期护理服务需求体系的构建[J]. 张桂红. 读天下. 2016(09)
[8]中国人口老龄化的大趋势、新特点及相应养老政策[J]. 翟振武,陈佳鞠,李龙. 山东大学学报(哲学社会科学版). 2016(03)
[9]高速平面6杆并联机器人运动学建模与误差分析[J]. 赵磊,赵新华,王收军,葛为民. 机械设计与制造. 2016(03)
[10]机器人工作空间轨迹规划仿真研究[J]. 宁学涛,陈健,石强,潘玉田. 计算机仿真. 2016(02)
硕士论文
[1]基于双目视觉的护理机器人抱取功能的实现[D]. 刘俊飞.南京理工大学 2012
本文编号：3195463
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文研究内容与结构框架
第二章 人背人轨迹捕捉实验及结果分析
2.1 引言
2.2 轨迹捕捉方法介绍
2.3轨迹捕捉实验
2.3.1 轨迹捕捉设备介绍
2.3.2 轨迹捕捉实验过程介绍
2.4 人背人轨迹数据获取
2.5 人背人动作特征及主要指标介绍
2.5.1 人背人动作特征基本介绍
2.5.2 人背人动作特征主要指标
2.6 人背人实验数据分析讨论
2.6.1 实验数据分析讨论
2.6.2 实验数据的处理结果
2.7 本章小结
第三章 移乘护理机器人构型与机构设计
3.1 引言
3.2 机器人构型设计
3.3 基于模块化的机构设计
3.3.1 功能模块划分
3.3.2 主要设计参数
3.3.3 主要功能模块的设计
3.3.4 整体结构设计
3.3.5 驱动系统的选型计算
3.4 关键部位有限元分析
3.4.1 机身有限元分析
3.4.2 大臂有限元分析
3.5 本章小结
第四章 移乘护理机器人运动学动力学解析及仿真分析
4.1 引言
4.2 运动学与动力学解析
4.2.1 正运动学解析
4.2.2 逆运动学解析
4.2.3 动力学解析
4.3 仿真分析
4.3.1 虚拟样机的建立
4.3.2 运动学仿真分析
4.3.3 动力学仿真分析
4.4 本章小结
第五章 可行性实验与分析
5.1 引言
5.2各关节位姿调整实验
5.3机器人整机实验
5.4 实验结果分析
5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB的机器人运动学建模及仿真分析[J]. 于楚泓. 机电信息. 2017(09)
[2]正视老龄化未来发展的严峻现实[J]. 保志军,俞卓伟,马永兴. 中国老年学杂志. 2016(24)
[3]失能老人居家养老服务浅析[J]. 朱明欣,陈晓东. 人才资源开发. 2016(24)
[4]基于MATLAB的双机器人系统建模与仿真[J]. 李鹏飞,李抗,张蕾,景军锋,刘小洁. 机床与液压. 2016(21)
[5]以机器人护士促职业安全防护[J]. 李卫平,杨艳. 中国医院院长. 2016(21)
[6]基于MATLAB的焊接机器人工作空间及轨迹规划仿真[J]. 孙光亚,岳建锋,钟蒲. 机电信息. 2016(27)
[7]我国中老年长期护理服务需求体系的构建[J]. 张桂红. 读天下. 2016(09)
[8]中国人口老龄化的大趋势、新特点及相应养老政策[J]. 翟振武,陈佳鞠,李龙. 山东大学学报(哲学社会科学版). 2016(03)
[9]高速平面6杆并联机器人运动学建模与误差分析[J]. 赵磊,赵新华,王收军,葛为民. 机械设计与制造. 2016(03)
[10]机器人工作空间轨迹规划仿真研究[J]. 宁学涛,陈健,石强,潘玉田. 计算机仿真. 2016(02)
硕士论文
[1]基于双目视觉的护理机器人抱取功能的实现[D]. 刘俊飞.南京理工大学 2012
本文编号：3195463
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3195463.html
