柔性叩击按摩机器人设计及其动力学研究

发布时间：2017-04-07 14:17

  本文关键词：柔性叩击按摩机器人设计及其动力学研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国正加速进入老龄化社会,长期卧床人口已达2600万以上。卧床病人必须定期翻身、清洗,并进行热敷、按摩、拍背等理疗手段,才能有效防止肌肉萎缩,特别是褥疮的出现,护理的强度非常大,常导致护理人员患职业病。在劳动力日益短缺的情况下,科技养老成为必然选择。课题组基于振动利用技术的研究基础,提出了基于生物力学的自主振动翻身与自主振动按摩机器人系统的思想,柔性叩击按摩系统即其主要装备。本文对其进行了研究,主要进展如下:1.在深入总结叩击按摩的手法及机理,分析国内外按摩机器人的优缺点的基础上,提出了一种依靠弹性悬臂梁实施叩击按摩的思想,并设计搭建了柔性叩击按摩实验平台。2.根据单自由度柔性悬臂梁的振动理论及碰撞理论,建立按摩头对背部叩击按摩过程的数学模型,采用Matlab进行数值模拟仿真计算,探索叩击按摩的作用规律,为系统的动力学优化奠定了基础。3.利用LMS振动测试系统,对人体按摩过程的动力学参数进行了实时测试分析,发现按摩距离、输入电压及接触刚度等均对按摩力有显著影响,且与仿真计算结果相吻合。
【关键词】：叩击按摩 柔性悬臂梁 结构设计 数值仿真 动力学
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 课题研究背景及意义8
• 1.2 老年人背部护理概述8-12
• 1.2.1 背部按摩的作用8-9
• 1.2.2 背部按摩的意义9-11
• 1.2.3 老年人按摩的特点11-12
• 1.3 按摩机器人在国内外发展现状12-16
• 1.3.1 国外按摩机器人的发展现状12-14
• 1.3.2 国内按摩机器人的发展现状14-16
• 1.3.3 现阶段按摩设备存在的缺陷及发展趋势16
• 1.4 本课题研究内容16-18
• 第二章 柔性叩击按摩系统的实验平台的搭建18-34
• 2.1 柔性按摩的振动理论分析18-20
• 2.2 柔性叩击按摩系统的机械结构设计20-26
• 2.2.1 柔性叩击按摩系统的柔性按摩臂设计20-24
• 2.2.2 柔性叩击按摩系统叩击模块24-25
• 2.2.3 柔性叩击按摩系统移动模块25-26
• 2.2.4 柔性叩击按摩系统总体结构设计26
• 2.3 柔性叩击按摩系统的控制模块选型26-32
• 2.3.1 柔性叩击按摩系统的控制整体方案26-27
• 2.3.2 运动控制模块27-28
• 2.3.3 检测传感模块28-31
• 2.3.4 控制箱模块31-32
• 2.4 柔性叩击按摩系统的控制界面设计32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 柔性叩击按摩机器人的动力学分析34-44
• 3.1 人体背部肌肉软组织建模34-35
• 3.2 叩击按摩简化建模35
• 3.3 按摩过程的数值仿真计算的方法35-36
• 3.4 按摩过程的数值仿真计算的结果36-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 柔性叩击按摩系统的实验研究和分析44-58
• 4.1 实验测试设备及实验步骤44-45
• 4.2 柔性叩击按摩系统的按摩可行性实验45-54
• 4.2.1 系统阻尼刚度及固有频率的测试45-46
• 4.2.2 空载状态下，输入电压对按摩强度的影响试验测试46-48
• 4.2.3 按摩间距对按摩强度影响的实验测试48-51
• 4.2.4 输入电压对按摩强度影响的实验测试51-52
• 4.2.5 按摩部位刚度对按摩强度影响的实验测试52-54
• 4.3 按摩机器人人体试验54-56
• 4.4 本章小结56-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 5.1 全文总结58
• 5.2 展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64

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