仿生機械學(xué)概論ppt課件(參考版)
2025-05-07 18:10本頁面
【正文】 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一伸肌； 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 。 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 。 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 。 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 。 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 。 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(fù)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 。 (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(dǎo)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(xué)科 —— 康復(fù)工程學(xué) 。 已成為開拓高級自動化的課題 ， 并著手應(yīng)用到生產(chǎn)實際中 。 第三代機器人 ， 是具有感覺識別又有某些思維功能 ， 并有這些功能控制動作的智能機器人 —— 具有與人類相類似智能的自動機械 。 這種機器人的典型代表就是 Unimate和Versatran兩種 ， 他們的系統(tǒng)組成大致如圖 。 圖 Ⅰ — 人； Ⅱ 一環(huán)境； 1一知識 (事實和規(guī)則、假說、外界棋型 )； 2一自然語言處理； 3一問題對策 4一運動控制； 5一輸入信息分析； 6一效果器 ； 7一感覺器 32 八、機器人的發(fā)展 第一代機器人 ， 是使用存儲器 、 程序控制的自動機 ， 也即從 60年代初期問世 、 目前能夠在工業(yè)部門使用的重復(fù)型機器人 ， 常稱為工業(yè)機器人 。 指機器人能按人所給予的任務(wù)要求；對機械手 、 足進行運動控制 。 指機器人能理解和接受人發(fā)出命令的語言系統(tǒng) ， 并可用這種語言進行對話 。 指機器能記憶工作環(huán)境的狀態(tài)和規(guī)律 ， 以及自己的經(jīng)驗等知識 ， 并能自由地運用 。 (3)知識表達 。 (2)環(huán)境了解 。 機器人的軟件 ， 是人工智能研究的主要實際目標(biāo) ， 其最根本問題有： (1)問題求解 (對策 )。 從著重于對生物機能模擬的觀點 ， 高級機器人的典型硬件結(jié)構(gòu)可用圖 示 。 若從仿生學(xué)的角度 ， 則認為已是具有近似人類相當(dāng)部分功能的機械 ， 它能執(zhí)行與人類似的動作 ， 且具有類似人的某種智能 ，如記憶 、 再現(xiàn) 、 邏輯運算 、 學(xué)習(xí) 、 判斷 、 感知等 。 一般說來 ， 可以從兩個角度對機器人進行定義 。 28 七、機器人技術(shù)概述 機器人的組成 機器人這個名稱最早出現(xiàn)于 19世紀(jì) ， 但是直到本世紀(jì) 50年代后期 ， 機器人才從科學(xué)幻想中解放出來 ， 進入了科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域 。 機器人不僅要具有移動功能的人造手足 ， 而且還要有感覺反饋功能及人工智能 。 它沙及多種學(xué)科與技術(shù) ， 例如對于動力假肢 ， 只有在解決了材料 、 能源 、 控制方式 、 信號反饋與精密機械等各種問題之后才能完成 ， 而且這些裝置還要作為一種人機系統(tǒng)進行評價 、 實用 ， 所以它們通往實用化的道路是很嚴(yán)格
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