基于模糊控制的医疗服务机器人的设计与实现.pdf

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1、第12卷第2期实验科学与技术V0l_12No．22014年4月ExperimentScienceandTechnologyFeb．2014基于模糊控制的医疗服务机器人的设计与实现蔡军，张毅，刘璐，黄浩，陈运华，洪洋，匡仲琴，王浩宇(重庆邮电大学自动化学院，重庆400065)摘要：该医疗服务机器人基于ATmega128核心控制芯片，主要采用模糊算法智能识别各个节点，以达到路径巡线的效果。其中，抓取部分由7组灰度传感器、红外接近开关、以及手臂上面的灰度开关与红外接近开关制作而成，能够智能识别需要抓取的物体并放置物品。该医疗服务机器人具有一定的市场前景。关键

2、词：医疗服务机器人；模糊控制；智能抓取；灰度传感器中图分类号：TP242．6文献标志码：Bdoi：10．3969／j．issn．1672—4550．2014．02．013DesignandImplementationofMedicalServiceRobotBasedontheFuzzyControlCAIJun，ZHANGYi，LIULu，HUANGHao，CHENYunhua，HONGYang，KUANGZhongqin，WANGHaoyu(CollegeofAutomation，ChongqingUniversityofPostsandTelec

3、ommunications，Chongqing400065，China)Abstract：ThemedicalservicerobotbasedonATmega128corecontrolchip，mainlyusesthefuzzycontroltointelligentlyidentifyeachnode，inordertoachievetheeffectofpatrolpath．Amongthem，grippingpartby7groupsofgray-scalesensors，infraredproximityswitch，andannabov

4、ethegraylevelswitchandinfraredproximityswitchismade，whichcanintelligentlyidentifytheobjectsthatneedtograbandplacethem．Themedicalservicerobothascertainmarketprospect．Keywords：medicalservicerobot；fuzzycontrol；Intelligentgrab；grayscalesensor智能机器人目正处于蓬勃发展的阶段。例1系统整体方案设计如，2010年上海世博会上欧

5、洲馆的主题是“智能欧洲”，可见世界发达国家已把机器人的发展方向1．1医疗机器人功能设计瞄准了智能化产品的开发¨。我国目前也在顺应本医疗服务机器人具有识别不同路径、抓取医这个趋势，积极推动机器人等高科技产品在医疗疗物品、运送模拟病人等功能。该系统主要分为以方面的应用。据资料显示，我国每年要进口数以下功能模块：MCU芯片(ATMEL公司的8位单片千亿元计的医疗器械，尤其是价格昂贵的医疗手机Atmega128)、电源模块、稳压模块、电机驱动术机器人(其中进口的达芬奇手术机器人每台的价模块、舵机模块、红外检测模块、灰度模块，如图格高达2千多万元)。因此，研制具

6、有创新设计的1所示。基本原理是通过七路灰度传感器采集场地医用机器人已经成为当务之急。在这样的大环境信息，根据MCU内置算法进行分析，计算出赛道下，我们设计并实现了基于模糊控制的医疗服务的偏移量，控制电机使机器人进行巡线运动；同机器人。本设计采用模糊控制算法对机器人的速时，通过红外模块检测障碍物，以便医疗手臂的度进行控制，可以实现类人智能，使机器人能够“眼睛”——高精度灰度传感器发现并识别医疗物稳定高速地按照一定路线完成指定任务，大大地品，控制直流减速电机抓取医疗物品¨J。提高了机器人的路径识别能力与移动能力；同时，在机器人的医疗手臂中心还装有它的“眼睛

7、”——灰度传感器，通过灰度识别颜色抓取物品，大大地提高了抓取的成功率。收稿日期：2013—05—18作者简介：蔡军(1977一)，男，硕士，副教授，研究方图1医疗服务机器人功能模块图向：模式识别与智能系统。第12卷第2期蔡军，等：基于模糊控制的医疗服务机器人的设计与实现·39·1．2各个功能模块设计电机驱动采用LMD18200直流电机H桥驱动，总电源采用14．4V镍铬电池。MCU、红外检内置保护电路，阈值为10A。该驱动电路将电源测、灰度传感器、舵机四个模块由14．4V镍铬电电压(14．4V)调制成频率一定的PWM波，改变脉池稳压成5V电压供电；而直流

8、电机则稳压成12冲的占空比从而改变电机转速。Atmega128芯片的V电压供电，并由电机驱动控