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《助行機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、120傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第8期助行機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)方芳，周武嘯，韋巍(浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院。浙江杭州310027)摘要：提出了一種由行走意圖引導(dǎo)和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的攙扶助行機(jī)器人系統(tǒng)ZJUWalker，該機(jī)器人系統(tǒng)能夠?yàn)槭褂谜咛峁┥眢w支撐、行走輔助，并同時(shí)保證行走過程的安全性和舒適性。系統(tǒng)采用扭矩傳感器作為人機(jī)接口感知使用者行走意圖，并通過加速度傳感器監(jiān)測使用者行走步態(tài)，采用共享控制的方法結(jié)合行走意圖以及由超聲波傳感器、紅外測距傳感器
2、檢測到的環(huán)境信息控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。介紹了機(jī)器人系統(tǒng)的總體框架、傳感器系統(tǒng)以及運(yùn)動(dòng)控制算法的設(shè)計(jì)，并給出了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以證明機(jī)器人系統(tǒng)的有效性。關(guān)鍵詞：助行機(jī)器人；傳感系統(tǒng)；控制系統(tǒng)中圖分類號：TP277文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000--9787(2010)08-0120-03DesignofawalkerrobotFANGFang，ZHOUWu—xiao，WEIWei(CollegeofElectricalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abs
3、tract：Anactivetypeofroboticmobilityaid73uWalkerispresented．ZJUWalkerisdesignedtofacilitatesafemobilizationforelderly．Itprovidesphysicalsupportandwalkingassistance．73uWalkerusestorquesensorsasamainlaserinterfacetosenseuser’swalkingintentandanaccelerometertomon
4、itortheuser’sgait．Asharedcontrolsystemisallocatedbetweentheuserandthewalker．Itintegratestheuser’Sintentandenvironmentjnformationdetectedbythesonarsensorsandinfraredsensorstocontvo1thewalker’Smotion．Issuesofsystemdescription，sensing，andcontrolapproachfireprese
5、nted．I1Ievalidityofthedesignisverifiedbytheexperimentalresults．Keywords：walkerrobot；sensingsystem；controlsystem0引言助行器的把手上安裝了力一扭矩傳感器作為主要的人機(jī)接據(jù)全國老齡辦的研究報(bào)告“顯示當(dāng)前中國已進(jìn)入快口。另一種助行系統(tǒng)是基于被動(dòng)式機(jī)器人概念建立的速老齡化階段。在這一階段，中國平均每年將新增596萬“MARCSmartWalker”，它包括一個(gè)由舵機(jī)控制的前輪老年人口，到2020年，老年人口將達(dá)
6、到2．48億。伴隨老齡和2個(gè)輔助后輪。安裝有超聲波和紅外傳感器，在助行器化過程最為顯著的特征就是由于身體機(jī)能衰退而引起的行把手上安裝有測力傳感器，用于檢測使用者行走意圖。走能力下降，這嚴(yán)重影響了老年人的日常生活質(zhì)量J。與本文分別介紹了助行機(jī)器人系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、傳感器此相對的是目前廣泛使用的助行設(shè)備(如，拐杖、助步架系統(tǒng)，以及運(yùn)動(dòng)控制算法。等)功能比較單一，智能化程度低，安全性和舒適性都不1zJuWalker助行機(jī)器人系統(tǒng)介紹足，無法滿足使用者獨(dú)立生活的需求j。因此，將機(jī)器人如圖1所示。zjuWalker是一種由行
7、走意圖引導(dǎo)和動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的助行設(shè)備領(lǐng)域，設(shè)計(jì)更智能更舒適更安力驅(qū)動(dòng)的助行機(jī)器人系統(tǒng)，其目的是為行走不便的老年人全的助行機(jī)器人系統(tǒng)有著必要性。提供身體支撐、行走輔助。它采用四輪結(jié)構(gòu)，包括2個(gè)獨(dú)立目前，國外助行機(jī)器人技術(shù)已取得了相當(dāng)多的研究成驅(qū)動(dòng)的后輪和2個(gè)萬向前輪，這種移動(dòng)機(jī)構(gòu)采用后輪差速果：“VA-PAMAID_4J’系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的四輪助行器相控制的方法，轉(zhuǎn)彎靈活，并且具有物理上的穩(wěn)定性。助行器似，安裝有激光和超聲波傳感器，該系統(tǒng)有3種工作模式：的左右把手上各安裝了1只扭矩傳感器作為主要的人機(jī)接手動(dòng)模式、
8、自動(dòng)模式、停車模式?！癝martWalkerPAMM¨5J’口，使用者通過推拉把手可以控制助行器的運(yùn)動(dòng)，此種操作系統(tǒng)具有全方位的轉(zhuǎn)向裝置，安裝有視覺、超聲波傳感器，方式簡單且符合傳統(tǒng)操作習(xí)慣。助行器的前部安裝有超聲收稿日期：2010-01-20}基金項(xiàng)目：國家“863”計(jì)劃資助項(xiàng)目(2006AA040202--03)第8期方芳，等：助行機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)12l波傳感器和紅外測
