以三维力传感器为核心整合导轨和凸轮结构.PPT

接下来，第2个步骤：分部件设计制作。 本装置分为仿真压力传感手掌、仿真腕关节和机械臂3个部分。 1.仿真压力传感手掌：这一部件的核心即是三维传感器 1）整合三个压力传感器为X-Y-Z三维度全向压力传感器，能使推拿手能感知和调节在类椭圆的自主运动范围中的三维空间内任意点力的大小。以此为基础由仿真进行自主推拿，根据设定的压力值及患者的体位变化及时调整按摩用力。 （点击出框）这就是三个压力传感器。 2）本部件由单片机MC68HC908AP64控制。此单片机作为控制核心将对整个推拿手进行控制。 * 第二个部件是仿真腕关节：这一部件的核心是凸轮和导轨机械结构，其中 1）导轨控制Z轴方向的运动，相当于人的前臂→手臂支架。 2）凸轮控制X、Y轴方向的运动，相当于人的腕关节→压力传感器的法兰盘（X、Y运动槽） 整合这二者，简化了机械结构的难度，提高机械效率。 （使用单片机控制） * 第三个部件是机械臂。 1）由两个垂直方向运动的连杆连接于底座。 2）仿真手连接于机械臂前端的短连杆上。 ◆以上就是本装置的分部件制作。 最后，第三个步骤：系统整合。 三维力传感器测得数值后，一个方向上将受力值传至LCD显示屏告知用户，另一个方向上传至单片机。单片机将此受力值与人工设定值进行分析比较反馈后，发出指令进行运动调节，从而实现自主推拿。 * 接下来，让我来介绍一下这个推拿手的使用方法。 1.请看操作面板图。 这是电源按钮。这是X、Y、Z轴受力调节旋钮，用于调节压力值。 这是速度调节旋钮，用于调节推拿速度。 2. 在使用时，屏幕右侧显示的是您所设定的压力值，左侧是传感器实时测得的受力值，当受力值在允许范围外超过或小于设定值，装置就会自主前进或回调。设定允许范围是为了使装置均匀推拿，达到“持久、有力、均匀、柔和”的要求，避免其抖动造成伤害。 患者通过感受，至最为舒适时，就能使用锁定键对所设定的压力值锁定。 3. 竖直方向施加一个力，Z轴受力超过设定值,导轨向上运动。 而当X、Y轴受力超过设定值时，凸轮会自动调节，前进或回调。 以上运动共同配合就完成了类腕关节的推拿。 * 该机器人以三平移运动机构为主体,整合了导轨和凸轮结构,即简化了并联机构所应用的移动球副结构。这样,自主动平台具有三平移的自由度,而X、Y、Z轴方向分段进行力的调整组合，即可完成三平移、多转动的并联机构的运动效果。若在动平台上安装这种仿真推拿手,即可满足中医推拿手法的运动学要求。 * 1.通过整合三个压力传感器从而低成本地完成三维压力传感器。 2.整合导轨和凸轮结构, 使机械结构简单，效率高，并满足推拿的高强度。 3.能仿真推拿师的手法，舒适度高，疗效好。并形成自主推拿（质变），改变了传统推拿仪的推拿方式，是一种前所未有的突破。 该仿真手结构中今后考虑联合使用并联机构做为手臂，进一步提高支撑的强度。运动机构的运动配合应进一步完善算法。 下一步进行指型装置的研究，以期完成提、拿、捏等手法。 * * 所谓三平移，就是物体能在立体空间中X、Y、Z三方向上下左右地往复平移运动。 * L/O/G/O 上海市七宝中学 冯宇嘉 课题由来 中医推拿的疗效 推拿治疗需求的增长 推拿按摩师工作量较大，耗费大量体力。 市场上的各种推拿按摩设备成本昂贵， 疗效不理想。 研究现状 1.传感器与机械相结合的研究暂无 2.并联机构及球副结构的研究运用 并联机构 （模仿肌肉、肌腱） 球副机构 研制方案 系统整合 分部件设计制作 仿真手掌 仿真腕关节 机械臂 总体功能设定 一、总体功能设定 二、分部件设计制作 分部件设计制作 仿真手掌 仿真腕关节 机械臂 仿真手掌 ◆三维力传感器 MC68HC908AP64 2.使用单片机控制 1.整合三个压力传感器为三维度全向压力传感器 仿真腕关节 ◆凸轮和导轨机械结构 1.导轨→手臂支架 2.凸轮→连接压力传感器的法兰盘（X、Y运动槽） 实物图 凸轮结构 实物图 导轨结构 实物图 机械臂 ◆铝合金机械臂 1.由两个垂直方向运动的连杆连接于底座。 2.仿真手连接于机械臂前端的短连杆上。 机械臂模拟图 机械臂实物图 三、系统整合 受力值 LCD显示屏 人工设定 设定值 受力值 三维力传感器 运动调节 实现推拿 分析数据 MC68HC908AP64 单片机 三、系统整合 仿真手掌 仿真腕关节 实物图 使用方法 X、Y、Z轴受力调节 速度调节 ◆使用X、Y、Z轴受力调节旋钮调节压力值 ◆使用速度调节旋钮调节推拿速度 电源 使用方法 ◆使用锁定键对设定压力值锁定 锁定键 使用方法 Z轴受力超过设定值,导轨向上运动。 X、Y轴受力超过设定值，凸轮调节，前进或回调。 类腕关节推拿 结论 1.对中医推拿手法进行运动学