[发明专利]一种仿人按摩机器人设计方法

说明书

本发明公开了一种仿人按摩机器人设计方法,所述方法包括以下步骤：第一步，对机器人的发展状况进行分析；第二步，建立了五种按摩手法的力学模型；第三步，介绍机器人视觉系统的组成、分类，根据按摩机器人的实际工作情况需要设计了单目视觉系统；第四步，完成了按摩机器人运动学方程的建立；第五步，设计了用于反馈按摩力信息的力觉传感器。本发明的仿人按摩机器人设计方法，仿人按摩机器人的结构设计以中医按摩理论为基础，借助Pro/Engineer强大的实体造型、虚拟装配、装配体运动仿真功能，使本仿人按摩机器人的设计具有良好的合理性和经济性。

技术领域

本发明涉及一种仿人按摩机器人设计方法，属于视觉机器人技术领域。

背景技术

随着现代文明的进步，机器人已被人们熟知和认可，机器人已经从狭隘的工业、国防等特种领域向与人类密切相关的服务领域迈进；近年来，作为机器人大家庭一员的服务机器人得到了飞速的发展，医用、康复、清洁、建筑、救灾等各类服务机器人已经走进我们的生活；我国是一个人口大国，人口基数大，老年人的数量正在逐年增加，老年人和残疾人对医疗服务的需求也越来越高；借助科技力量解决老年人和残疾人的医疗养老问题是一种有效的手段。伴随着近代高新技术的飞速发展，机器人技术也产生了质的飞跃，机器人已经不仅仅局限于工业领域的应用，在医疗、军事、服务等领域也得到了飞速的发展；机器人技术涉及到计算机、机械、传感器、电子、控制、通信与网络等多个学科领域，是多种高科技成果的集成体，因此机器人的发展与上述各类学科密切相关；作为机器人领域的一员，全新的、具有蓬勃生命力的服务机器人已出现并快速发展了多年；服务机器人涉及的领域广泛，服务领域的运输、保养、救援、医疗、保安、救灾等都有各式各样的机器人在为人类服务；服务机器人技术具有综合性和渗透性的特点，着眼于利用日益成熟的机器人技术为人类更好的服务；服务机器人在老人、残疾人的医疗保健等与人们生活息息相关的服务领域具有非常广阔的应用前景。按摩机器人是服务机器人的一种，近年来随着中医在世界的风行和推广，把中医按摩理论作为机器人设计的理论基础，结合日益成熟的机器人技术，现今已出现的按摩机器人具有按摩力量精确可控、按摩穴位定位精度高、按摩动作可准确重复等优点，基本可以实现按照中医按摩理论对人体的按摩，这对残疾人的康复、中老年人的健康以及人们生活质量的提高有非常大的帮助；但目前市场上主流的按摩器械主要是按摩椅和按摩床等，这些按摩器械的最大特点是只能对人体提供被动式的按摩动作，按摩者通过调整自己的位姿、躺姿依靠自身的重量挤压按摩装置实现按摩动作；由于人体按摩部位的被动挤压，人体处于绷紧状态，人们不可能在身心放松的情况下完成有效的按摩动作；除此之外，市场上的大部分按摩器械手法单一，不能模仿专业按摩师的按摩手法和按摩力度，因此这些按摩器械的疗法都不理想。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种仿人按摩机器人设计方法，仿人按摩机器人的结构设计以中医按摩理论为基础，借助Pro/Engineer强大的实体造型、虚拟装配、装配体运动仿真功能，使本仿人按摩机器人的设计具有良好的合理性和经济性。

本发明的仿人按摩机器人设计方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，对机器人的发展状况进行分析，介绍服务机器人的应用领域和发展现状，分析当今中国社会的人口结构特点；并对按摩机器人研究现状以及按摩机器人的发展趋势作了介绍；

第二步，建立了五种按摩手法的力学模型，

a.通过对中医按摩理论的深入研究，建立了五种按摩手法的力学模型；

b.设计了仿人按摩机器人的最优的几何结构模型，完成了机器人整体结构设计；

c.在ProlEngineer4.0中完成了主要零件的三维建模、机器人整体结构的虚拟装配以及装配体的运动仿真和干涉检查；

第三步，介绍机器人视觉系统的组成、分类，根据按摩机器人的实际工作情况需要设计了单目视觉系统，选定了照相机的型号，完成了单目摄像头的结构设计，对单目视觉系统定位的理论算法以及单目视觉系统的几何测距定位方法进行论述；