老年助行机器人结构设计毕业论文

《老年助行机器人结构设计毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、老年助行机器人结构设计毕业论文第1章绪论1.1课题背景据全国老龄办的研究报告显示当前中国已进入快速老龄化阶段。在这一阶段，中国平均每年将新增596万老年人口，到2020年，老年人口将达到2.5亿。伴随老龄化过程最为显著的特征就是由于身体机能衰退而引起的行走能力下降，这严重影响了老年人的日常生活质量口J。与此相对的是目前广泛使用的助行设备(如，拐杖、助步架等)功能比较单一，智能化程度低，安全性和舒适性都不足，无法满足使用者独立生活的需求。因此，将机器人技术应用于传统的助行设备领域，设计更智能更舒适更安全的助行机器人系统有着必要性。1.2国外助行机器人的研究1.2.1爱尔兰PAM-AI

2、D助行机器人爱尔兰ShaneMacNamara等开发了叫PAM-AID的助行器，PAM-AID的项目是在1994年与爱尔兰首都都伯林开展的，项目旨在帮助一些视力和体力不太好的患者步行。由于视力受损而且体力有限极大的限制了一个人的移动自由，其提供了一个更为安全和享受的步行经历。项目由特瑞拟题基金、国家康复管理委员会和欧盟信息通讯应用赞助。这个助行机器人在2000年才首次作为商业用途制造出来，其中有5个机器人被美国老兵事务部购买。机器人底盘有四个轮子，其中由两个电机分别单独驱动前轮，而且电机只负责改变轮子转向，并不提供任何动力。两前轮之间没有连杆相连，转向半径很小。机器人底盘有四个轮子

3、，其中由两个电机分别单独驱动前轮，而且电机只负责改变轮子转向，并不提供任何动力。两前轮之间没有连杆相连，转向半径很小。机器人带有自动导航系统，可以有效地在传感范围内避障，包括静止和移动的障碍物，能有效地保障用户的安全。39图1-1PAM-AID1.2.2美国SmartCane助行机器人这种机器人的研制主要是为了满足盲人行走障碍，而不再是在PAM-AID中所设计的为了满足一些实力受损或者体力不好的用户。盲人如果想使用一般助行器必然会遇到很多困难，为了提供智能辅助行走，感知功能和健康检测系统，美国Dubowsky等人于1999年研发了PAMM系统。Smartcane机器人只适用于在一般

4、的平地或者小于五度的斜坡上行走，比一般的4点支图1-2Smartcane助行机器人39撑拐杖能提供更好的平衡性，而且机器任课以通过系统地图，用户指令，感知的障碍来提供目的地行走指导。机器人还提供了包括健康检测功能和与管理员电脑通讯的功能。机器人的尺寸很紧凑和稳定，重量不超过15公斤,运行速度从0到0.5m/s，在垂直方向提供的支撑力为50公斤，在其他两个方向提供的支撑力为4公斤左右。机器人上带有电池，可以供给机器人连续8小时运行。机器人还具有计算功能，足够满足机器人路径规划，控制，健康检测和通讯功能。机器人身上带有声学和视觉传感器，用来检测障碍物，提供行走辅助。机器人是通过力觉手柄

5、和声音来传递给机器人命令的，价格不超过5000美金，的确是可以作为盲人的经济实惠的一款机器人。1.2.3韩国WAR助行机器人由韩国理工大学的Shim等人与2004年研制开发出WAR（walkingassistantrobot）助行机器人主要是用于帮助老年人在户外行走的一款有别于以往一般只能在户内比较平坦地形行走的步行机器人。WAR助行机器人不仅具有辅助支撑和行走功能，还具有辅助升降机构。升降机构是倾斜上升，可以减少用户在站立时膝盖负载，对一些体力不足的老年人特别有用。这个样机还带有供人倚靠的支撑垫，可以支撑用户的身体，保护用户安全，不用担心向前倾倒。机器人高度为1m，并且可以调整。

6、机器人还具有障碍物检测和避让功能，通过触摸手柄让感知用户意图。此种助行机器人比一般助行器辅助行走更简单，通过GPS/GIS导航系统来寻找路径。目前这种机器人已经投入生产，并且已经证实具有比较好的助行效果，不过目前并没有大规模生产，这种助行机器人仍旧还需要进行很多的改进。图1-3WAR助行机器人391.2.4日本助行机器人丰田汽车于2008年8月1日宣布，开发出了站乘型助行机器人“Winglet”。2007年发布的坐乘型机器人“MOBIRO”主要以老年人为对象，而Winglet则设想用于较为年轻的人群。不过，二者使用的前提均是人行道图1-4HITACHI助行机器人和楼内等适合步行的场

7、所。机器人的尺寸为:265×464×462mm，重9.9千克，最高速度6km/h，充电时间1小时，可巡航5km。机器人采用便携式设计。配备有角度传感器,陀螺传感器和车轮速度传感器，可根据驾驶状态用两个轮子稳步行走。前进与后退方面，通过检测身体重心的前后移动来实现。另外，机体内部采用平行链构造，通过左右移动重心时平行链向一侧倾斜来检测驾驶者的转意向。通过左右车轮转速的不同实现转弯。更换机体上部的操控杆，可变换成“TypeS”、“TypeM”以及“TypeL”三种类型。T