本技术涉及一种集成绳驱柔性机械臂的智能轮椅机器人,由电动轮椅、柔性机械臂、驱动装置、末端夹持器和控制模块组成。电动轮椅集成了柔性机械臂、驱动装置、夹持器和控制模块。柔性机械臂由固定圆盘、骨架、驱动绳和固定拉绳构成。驱动装置包括步进电机滚珠丝杠、连接座等组件。末端夹持器用于夹持物品,而控制模块负责向驱动装置发送指令,实现轮椅的移动。该设计使机械臂体积小、重量轻,具有高灵活性和低转动惯量,避免了刚性机械臂移动轮椅的问题,确保了人机交互的安全性。
背景技术
随着人口老龄化加剧,老年人护理问题日益突出,同时每年也有大量因故造成肢体残疾的人,因此研究帮助他们提高自理能力的辅助机器人具有重要意义。电动轮椅只能解决他们的代步问题,具有较大局限性。因此本文设计了一种智能轮椅机器人,在电动轮椅上安装有柔性机械臂,这样既可以解决代步问题,又可以帮助他们独立生活。
智能轮椅机器人需要完成抓取物品、开门、推拉等动作,灵活可靠的机械臂是其完成任务的关键,目前大部分智能轮椅机器人采用刚性关节型机械臂。授权公告号CN210850232 U的中国实用新型专利公开了一种多关节助老助残轮椅机械臂,该实用新型基于套索式柔性绳传动机构原理,设计了一种基于绳传动的多关节助老助残轮椅机械臂的结构,然后基于旋量理论首先建立初始位姿的基坐标系与工具坐标系,并由基坐标系与工具坐标系确定轮椅机械臂运动学参数,再根据轮椅机械臂的结构形式和各关节的运动方式,完成该结构形式的轮椅机械臂的运动学模型的建立和分析。
王展在硕士论文《助老助残智能轮椅机械臂的研究》一文中(哈尔滨工业大学2008年6月)设计了一种基于智能轮椅的辅助型机械臂,综合考虑重量,体积等因素,结合工作空间对机械臂进行优化,机械臂安装在轮椅一侧,可以完成抓取物品,喝水等动作。
上述技术分别提供了一种智能轮椅机器人,但都采用刚性关节型机械臂,重量和体积较大,导致轮椅容易偏心,转动惯性大影响机械臂的控制,并且刚性机械臂人机交互存在一定安全问题。
实现思路