仿生機械學概論(1)-資料下載頁
2025-05-01 22:31本頁面
【正文】 內(nèi)容來看 ， 其發(fā)展動向主要有下列幾個方面： (1)重視傳感器的研究 ， 以使機器人具有視覺 、 觸覺和聽覺等功能 。 (2)新型伺服機構(gòu)的研究 (3)人工智能的研究 (4)微型計算機在機器人系統(tǒng)應(yīng)用的研究 35 近些年來 ， 這些研究與超大規(guī)模集成電路 、 半導體傳感器等現(xiàn)代機械電子技術(shù)相結(jié)合 ， 有著很大發(fā)展 ， 從而形成了一門新興的邊緣學科 —— 康復工程學 。 一般來說 ， 應(yīng)用工程技術(shù)來幫助殘疾人代償已失去的功能 ，大致可劃分為兩個范疇：一個是屬于系統(tǒng)工程的范疇 ， 它是通過改變或重新建立新的生活環(huán)境條件 ， 使有功能障礙的患者得到適應(yīng)和方便；另一個就是屬于康復工程的范疇 ， 它是通過綜合應(yīng)用精密機械 、 現(xiàn)代控制和信息處理等技術(shù)來設(shè)計高性能的器械 ， 并確立機器和人之間的信息傳遞手段 ， 起到代償功能的作用 。 特別是由于高級自動化課題中機器人技術(shù)的發(fā)展 ， 開拓了機器人在康復工程領(lǐng)域中應(yīng)用的廣闊前景 ，將給殘疾人帶來更多的福音 。 九、康復工程與假肢技術(shù) 36 根據(jù)對功能障礙代償?shù)哪康牟煌?， 可把代償器械分為兩大類：一類是直接安裝于人體上進行代償失去功能的器械 ， 如各種假肢 、 輔助裝具等 ， 另一類是裝設(shè)于人體外 、 且構(gòu)成獨立系統(tǒng)的 、 起間接代償功能的器械 ， 如各種環(huán)境控制裝置 、醫(yī)療機械手 、 機器人 、 移動機械等 。 但是 ， 不論是哪一種代償器械 ， 都要使殘疾人自身能夠進行操作 ， 所以器械的動作指令必須利用殘疾人殘存的機能 。 目前 ， 可實際有效地利用的殘存機能大致有下列三種： (1)人體的機械運動位移 。 如利用身體某一部分運動所產(chǎn)生的動作位移和某一部位肌肉收縮所產(chǎn)生的膨起位移等 ， 這是一種基本的方法 。 (2)人體的肌肉表面動作電位 。 肌肉電位是人體的一種生物電 ， 利用這種生物電作為控制信號源已有較大的發(fā)展 。 (3)呼氣壓力 、 聲音信號等 。 雖然采用聲音作為輸入信號尚處于開發(fā)階段 ， 但它已成為一種新的發(fā)展方向 ， 是研究醫(yī)療機器人的一個重要課題 。 37 運動自由度的配置 、 結(jié)構(gòu)的輕量和小型化 、 以及操作方便 、可靠性高 ， 是研制直接代償器械的主要問題 。 十 、 直接代償?shù)钠餍? 圖 15全臀電動因手的研究系統(tǒng) 1— 7自由度電動假手； 2— 手套、臂筒； 3— 微型計算機； 4— 肌電控制； 5— 電源； 6— 人比和電動假手的運動分析； 7— 聲音控制 38 圖 16 肌電控制前臂假手傳動與控制系統(tǒng) (a)傳動系統(tǒng)； (b)控制電路 I一伸?。? Ⅱ 一屈肌 1一電極； 2— 放大； 3一整流濾波； 4一閾值電路； 5一欠壓保護； 6— 電子開關(guān)； 7一電動機 39 40 圖 17 多自由度假手肌電控制信號系統(tǒng)組成 1一肌電： 2一表面電極； 3一肌電開關(guān)； 4一動作方向決定； 5一假手控制； 6一多自由度假于； 7— 監(jiān)控器； 8一刺激定時控制； 9一動作方向切換； 12一電刺激； 11一刺激電極； 13一判斷 41 圖 18 簡易型電動假手及電路 42 運動自由度的配置 、 結(jié)構(gòu)的輕量和小型化 、 以及操作方便 、可靠性高 ， 是研制直接代償器械的主要問題 。 十一 、 間接代償?shù)钠餍? 圖 19動力假足構(gòu)成 1— 吸附式套筒； 2— 油壓馬達； 3— 油泵； 4— 鎳鎘電池； 5— 數(shù)模變換； 6— 中央處理機； 7— 模數(shù)變換； 8— 伺服放大； 9— 角度傳感器； 10— 足部傳感器 43 44 圖 110環(huán)境控制裝置系統(tǒng) I一患者； Ⅱ 一環(huán)境控制裝置； Ⅲ 一連接機器； 1一傳感器 2一環(huán)境控制裝置本體 3一顯示器 45 46 圖 111盲導犬機器人系統(tǒng) A一移動用知識數(shù)據(jù)區(qū)； B一外界傳感器系統(tǒng)； C一中樞系統(tǒng)； D一通信系統(tǒng)； E一效果器系統(tǒng)； F一內(nèi)部傳感器系統(tǒng)； 1一推理機構(gòu)； 2— 數(shù)據(jù)； 3一規(guī)則； 4一環(huán)境信息； 5一環(huán)境信息管理； 6— 規(guī)劃； 7一引導； 8一操縱； 9一移動機構(gòu)； 10一命令理解、引導信息提示； 11一位置、方向、速函； 12一超聲波 47 謝謝 !
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