摘要
在2020年初爆发的新冠疫情以及历年来发生在全球各地的传染病疫情中，均有医护人员因隔离措施不当导致被感染。医疗物资匮乏，人员调度困难，医护人员超负荷工作，心理生理均承受巨大压力等都可能是导致医护人员的隔离措施失败的原因。如何通过现代化技术使得医疗服务实现智能化安全化，是中国医疗改革的重要内容和必经之路。从2016年国家发布《机器人产业发展规划》表示中国进入人工智能时代后，在2020年的新冠疫情中医疗相关政策和表现表明，智能化设备在医疗方面的应用还有很大的发展空间。 目前主流的医疗机器人多为手术用机器人，且主要面向患者，针对医护人员的机器人并不多见，医护人员的需求无法得到满足。本文以减少医院或传染病疫情间医护人员发生意外交叉感染作为解决目的，设计了一款医疗用运输机器人，可以在医院隔离区与非隔离区间进行非人与人接触的医疗物资运输，在完成行驶功能基础上，对多机器人相遇时的自适应跟随算法做了进一步研究。 首先介绍了机器人的发展背景，对作为服务类机器人一种的医疗机器人的目前国内外研究现状做了重点介绍；其次对于医疗运输机器人的总体架构进行了介绍，并对硬件部分给出了设计方案，并就医疗运输机器人的构想图完成外形设计；然后针对传统汽车行业的ACC自适应巡航系统的功能做了建模与分析，对目前不同的ACC算法和工作流程进行了详细介绍，在此基础上建立了将自适应巡航系统应用在低速运行机器人上的策略框架；接着就医疗机器人在多机器人相遇时的巡航和跟随问题，建立了单个机器人的运动模型，以鱼群效应理论作为理论基础，设计了一种新型的自适应跟随系统算法，并进行了算法的数学建模，通过传感器收集前方机器人的相关数据，经过算法运算得出机器人的期望速度和与前方机器人的期望间距，并在算法中加入速度控制分量和加速度控制分量，控制速度和加速度的变化幅度，让运输机器人行驶更稳定；利用MATLAB/Simulink仿真软件对常见的加速、匀速等运行场景进行仿真分析，验证算法可行性，分析其中优劣势；最后，利用常见的智能小车进行实验，对机器人的纵向运动和自适应跟随算法进行分析验证，经过数据的收集，再通过与计算机仿真的对比，验证设计算法的实际应用性和可行性。
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