作业型助老／助残机器人系统的研究.pdf.pdf

,王展,周磊(哈尔滨32业大学(威海)船舶学院,山东威海264209)摘要:介绍了作业型助老/助残机器人系统的总体设计思想,在明确残障人士日常活动特点的基础上,提出了以电动轮椅作为基础单元的模块化设计方案,并对一些关键部件,如7自由度轻型作业臂、人体健康监测模块和传感器模块等进行了设计。关键词:助老/助残机器人;模块化;作业臂;人体健康监测中图分类号:TG156文献标识码:A文章编号:1001—2354(2008)02—0018—03目前,很多国家已开始进入老龄化社会,联合国发表报告指出,全世界人口老龄化进程正在加快,今后50年内,60岁以上的人口比例预计将会翻一番。在中国,60岁以上的老年人及不能独立生活的人口占全国总人口的10%。由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐年增加,他们存在不同程度的能力丧失,如行走、动手及语言等,这些老年人和残障人士需要大量的看护服务。如何利用现代信息技术扩大老年人及残疾人的生活空间,提高他们的生活质量,给他们带来更多的自由和方便成为近几年来国际学术界和企业界关注的热点问题。从某种意义上讲,如何对老年人和残障人士进行全方位的服务是社会进步和文明的表现,是摆在当今人们面前的一个重要课题。对于身体功能严重削弱或丧失的残障人士和老年人,要实现独立生活很困难,助老/助残机器人作为解决该问题的一个重要手段,能帮助老年人和残障人士更好地适应日常的工作和生活,部分补偿他们弱化的机体功能。同时,还能帮他们找回自立、自尊的感觉,重新融人社会,其研究受到了普遍重视。作业型助老/助残机器人在作为代步工具的同时又可以使用机器手臂完成一定的日常活动,可使残障人士和老年人重新获得生活能力,恢复到最大程度的独立状态。这种助老/助残机器人系统集成了多台机器人(作业手臂、轮椅或移动机器人等),并设计安装了传感系统、导航系统、控制系统和人机接口系统,各系统彼此协作帮助残障人士和老年人完成多种复杂的动作,大大提高了残障人士和老年人的生活自主能力,是未来残障人士和老年人社会生活(医疗保健、生活自理、交互学****和安全监控等方面)的新模式和新概念。1设计思想从国内外在助老/助残机器人方面的研究可以看出,当前研制的面向残障人士和身体功能衰弱的康复机器人在功能上主要集中在肢体康复、辅助作业及代步等日常生活领域,而忽视了对他们身体状况的监测、理疗和陪伴;在技术上这些机器人还都停留在实验室阶段或少量定做,并没有真正产业化,尤其是在对待用户个体身体机能的差异、降低对操作者依赖程度等方面仍有许多研究空间。文中针对残障人士和老年人日常生活需求,建立了作业型助老/助残机器人概念样机,具有代步、辅助作业、监护、理疗和娱乐功能,并能根据用户的个体要求进行系统功能选择,在技术上重点解决了系统集成问题。2作业型助老/,如脑瘫、运动神经元疾病、中风、肌肉营养不良、多发性硬化疾病的残疾人和老年人,以及意外事故的受伤者。为此首先在医院和康复中心进行了调研,确定残障人士和老年人最常见的日常活动,选择其中的一部分作为设计目标。通过调查