摘要
随着我国老龄化程度不断加重，以及近年来年轻人的工作强度加大与不良生活习惯的增加，导致了肩颈疾病的数量不断上升以及患者的年轻化。推拿按摩是中医里传统的康复治疗手段，近些年随着中医的热度提高，以及人民生活水平提高，推拿按摩也在受到大众的推崇。社会上对专业按摩的需求也不断上升。因此结合机器人技术，使机器入与按摩结合起来代替人工对患者进行按摩治疗可以减轻专业按摩师的工作强度，本文设计一款可以完成几种传统按摩手法的臂式推拿按摩机器人。 根据我国成年人臂长尺寸与背部及肩颈穴位分布并且结合机器人学，设计了臂式按摩机器人的结构。然后建立臂式推拿按摩机器人的标准D-H模型，利用MATLAB推导运动学方程并用三种方法验证运动学方程的正确性。利用ACO-GRNN算法和PSO-GRNN算法对机器人逆运动学模型进行求解，把两种模型求解得到的逆运动学的结果进行训练残差比对，然后确定出精度高的一种方法。之后依据蒙特卡洛法对臂式推拿按摩机器人的工作空间分析。 利用HTML5Canvas画布建立人体背部标准穴位的坐标系，然后选定一条背部按摩路线，每个穴位的坐标可以通过鼠标的悬停获得。当按摩头接触到穴位时，其运动速度为0,运动时间为2秒。在此基础上,使用三次多项式插值和五次多项式插值对机器人路径规划。然后对两种结果进行了比较。通过六次多项式拟合得到按摩路径的表达式。建立了机器人的RBF神经网络模型，设计了神经网络自适应控制器，对MATLAB按摩轨迹跟踪控制进行了仿真。 对关键零部件进行静力学分析，把Solidworks绘制的三维模型中的重要零部件导入ANSYSWorkbench中进行有限元分析，仿真出这些零件在受到指定载荷下的应力应变和变形的具体情况，以及对两个重要结构模态研究，验证其工作时受力均匀可靠避免工作时发生振动情况。用机加工与3D打印技术加工一套臂式推拿按摩机器人的，装配出臂式推拿按摩机器人的物理样机，再对按摩手的控制系统进行搭建，编写出按摩手电机调速程序,通过示波器证明按摩手的工作稳定性，最后利用压力传感器测量按摩手按摩手指的压力输出值。
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