按摩机器人扭腰系统的结构设计与控制doc.doc

摘 要

本设计分析了当今国内外按摩机器人的发展现状及应用前景，主要研究与设

计了腰椎按摩机器人腰部扭动的结构与控制系统。根据扭腰结构的工作原理完成

扭腰系统的总体结构设计，设计了各个零件的尺寸大小及材料选择。对主要结构

的承重及结构自身重量进行分析，并对部分结构进行强度计算，完成强度校核。

设计了电机的安装位置及行程速度，选择合适的推杆电机，使之能够满足系统的

动力要求。通过Pro/ENGINNEER软件绘制出产品的三维图。通过分析扭腰系统的

控制要求，结合单片机及计算机控制技术等相关知识，选择合适的元器件，设计

出控制推杆电机的电路，通过Proteus仿真软件绘制出控制电机的电路图，运用C语

ABSTRACT

This design analyzes the current development of massage robot at home and

abroad present situation and application prospect, research and design the structure of

the lumbar massage robot waist twisting and control system. According to the working

principle of twisting the waist structure finish wriggled system overall structure design;

design the size of each part and material selection. The bearing of main structure and

structure of its own weight to carry on the analysis, and the parts structure strength

calculation, complete intensity. Design the installation position of the motor and travel

speed, choose the Linear Actuator, can satisfy the system's power requirement. Through

the Pro/ENGINNEER software to map the products 3 d figure. Analysis wriggled

目　录

前　言 ..............................................................................................1

第 1 章 绪论.....................................................................................2

1.1 按摩机器人的背景分析 ......................................................2

1.2 按摩机器人设计的意义 ......................................................3

1.3 研究的基本内容与拟解决的问题 .......................................4

1.3.1 按摩机器人扭腰系统研究的基本内容 ......................4

1.3.2 设计拟解决的主要问题 .............................................4

1.3.3 设计的主要技术要求.................................................4

第 2 章 按摩机器人扭腰系统的研究方案 .......................................5

2.1 研究方案 .............................................................................5

3.2 按摩机器人扭腰系统的结构设计 .......................................9

3.2.1 活动板结构设计 ........................................................9

3.2.2 轴结构设计 ..............................................................10

3.2.3 推杆电机的选型 ......................................................11

3.2.4 按摩机器人扭腰系统的整体结构 ............................13

第 4 章 按摩机器人控制系统设计 .................................................15

4.1 按摩机器人控制器选择 ....................................................15

4.1.1 单片机的选择 ..........................................................15

4.1.2 驱动芯片的选择 ......................................................17

4.2 按摩机器人控制系统电路设计 .........................................17

5.1 扭腰系统程序设计概述 ....................................................22

5.2 扭腰系统程序介绍 ............................................................22

5.2.1 操作流程介绍 ..........................................................22

5.2.2 控制系统流程 ..........................................................23

5.2.3 系统的仿真模拟 ......................................................27

结　论 ............................................................................................29

谢 辞 ..............................................................................................30

参考文献 ........................................................................................31

附　录 ............................................................................................33

外文资料翻译.................................................................................39

按摩机器人是近年来出现的一种新型机器人，它作为一种自动化设备，

可以帮助患者进行科学而有效的康复训练，使患者的运动技能得到很好的恢

复。目前，按摩机器人的研究主要集中在康复机器手、医院机器人系统、智

能轮椅、下肢康复机器人和按摩治疗机器人等几个方面。随着社会的发展和

人们生活水平的提高，人们对按摩的需要越来越多，对按摩产品的要求也越

来越高，单纯依靠人工按摩已经不能满足社会的需要。因此按摩产品的出现

目前国内在该领域的研究相对比较局限，生产的产品功能比较匮乏，针

对腰椎的按摩产品并不多见。而且，现有产品的智能化程度并不高，自动化

程度较高的医疗设备大多数为进口设备，成品较高。

机器人扭腰系统的结构与控制进行分析与设计，设计的产品主要治疗人体腰

椎方面的疾病。设计主要包括机器人主体结构、腰部扭动机构、驱动机构、

扭腰控制部分。本文首先分析了按摩机器人在国内外的发展及其前景，根据

人体工学原理对扭腰机构进行了合理的设计；对驱动机构进行了计算与选型，

学的指导和帮助，但是由于本人能力有限，在设计过程中必定会出现错误，

设计所完成的任务也未能达到设计的理想目标，敬请大家批评指正。