机器人化多功能护理床地研究的开发

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1、摘要随着中国老年人口数目日益增多，老年人的护理、保健和康复日渐成为全社会关注的重要问题之一。人们对生活质量的要求不断提高，使得原有的老年人护理保健方式急需变革，护理人员的纯体力护理方式越来越不适应社会和家庭的护理需要，而社区专人护理和自动化、智能化护理设备的运用正是解决上述矛盾的有效途径。本论文研究了一种机器人化的多功能护理床，它是一种能有效减轻护理人员劳动强度，增强受护理人自理能力的多功能智能型护理设备，极具社会推广价值。论文首先在机器人学思想的启发下，设想了一种开链、多自由度的机器人化护理床

2、结构，它以尽可能简单、紧凑的机械机构完成尽可能多的护理体位位姿。然后从研究护理床床面的运动轨迹出发，分析了多种切实可行的机构方案，遵循护理床各项实际的要求，优化选择出曲柄摇块机构作为每一块床板(相当于机器人的杆)动作的执行机构，并且建立了该机构的运动模型，在此基础上对机构进行运动学、动力学分析，揭示了机构的实际运动过程和受力状况。为了护理床控制系统的设计和控制程序的编写，本论文推导出机器人单关节和多关节位置控制器的数学模型，建立了以AT89C52芯片为主控制芯片，包含数据采集、分析和处理，能区分

3、键盘命令与语音命令的双重控制命令输入方式的单片机主控制系统。实现了语音识别模块针对特定人语音命令的识别，完成了语音信号的数，模转换，采样保持，量化编码的功能，为单片机主控制系统提供了语音信号的数据支持。语音回放模块输出语音提示信号，其对应于护理床体位位姿变换时的相应动作。在整个控制系统中，本论文从硬件设计制作和软件编写两个方面建立了各个功能模块之间的联系，构建了一个从护理床使用者语音信号识别输入，单片机深度分析和处理控制信号，语音回放护理动作提示音，PLC控制直线电机运动的完整系统。论文最后对护

4、理床的机械结构和控制系统进行了整体测试，各项技术指标达到预期的设计要求。关键词护理床；机器人；语音识别和回放。华南理工大学工学硕士学位论文_l__-_●_____EEEEE目EEs!!EE目!!!EE≈__E__E________--_-IeE!!!!!!目!AbstractWiththeincreaseofthepopulationoftheold，thehealthcaretotheoldisbecomingoneofamostimportantprobleminthesociety．The

5、typicalmanualhealthcaremethodshouldbetransformedunderthepressureoftheimprovementoflifequality．Usingautomaticandintelligentizeddevicesisabetterwaytosolvetheaboveproblem．Tllispaperstudiedanddesignedaroboticizedcarebedwhichcouldreducethelaborintensionof

6、nurses，increasetheself-helpcapabilityofpatientsandbeappliedwidelyinhospitalsandfamiliesforitsadvantageinfuture．Illuminedunderthethoughtofrobotics，thepaperdesignedaroboticiedCarebedwhichcouldcompletemanyposturesofhealthcareinarathercompactmachinery．So

7、mefeasiblemechanismshadbeenfiguredoutbyanalyzingthelocomotivetrackofmovedpartsintheCarebed．Atlast，theprojectoflevel．．and．blockmechanismwhichcouldmeetbettermostofactualrequirementsofcarebedwassetupandthemovementmodelofthemechanismwasalSOmadetoanalyzet

8、hepracticalmovementprocessofdeviceontlIebasisofkinematicsanddynamics．ThepapermadeamathematicmodelofroboticpositioncontrollerinordertodesignacontrolsystemofCarebedandcompilecontrolprograms，andsetupanMCUcontrolsystem，themainprocesschipwasAT89C52，whichc