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基本信息
- 項目名稱：
- 智能按摩機器人
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品能夠按照身體穴位對身體多個部位進行揉和捏,實現(xiàn)對中醫(yī)按摩手法的模擬，且揉和捏的手法和力度都可以自由按需調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)自助智能摩。本作品采用一種全新的按摩方式模仿人手對人體進行按摩，不同于常見的按摩器械，是一種智能化的按摩機器人，本作品由以AT89C51單片機作為控制系統(tǒng)，配合使用ULN2003，L298N,繼電器等實現(xiàn)機械手的空間四自由度定位，完成按摩手法的模擬。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品能夠按照身體穴位對身體多個部位進行揉和捏,實現(xiàn)對中醫(yī)按摩手法的模擬，且揉和捏的手法和力度都可以自由按需調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)自助智能按摩。本作品采用一種全新的按摩方式模仿人手對人體進行按摩，不同于常見的按摩器械，是一種智能化的按摩機器人，本產(chǎn)品以電能作為動力來源,可以省去人力,節(jié)省時間。本作品由機械主架，機械臂和機械手三部分組成，以AT89C51單片機作為控制系統(tǒng)，配合使用ULN2003，L298N,繼電器等控制步進電機和直流電機，實現(xiàn)機械手的空間四自由度定位，完成按摩手法的模擬。本作品易于實現(xiàn),操作簡單方便，價格低廉，經(jīng)濟實用性強 機械手的主體結(jié)構(gòu)由底座，縱向滑臺，可伸出機械臂，可回轉(zhuǎn)機械手安裝平臺，機械手和柔動作電機等組成。 機械臂的伸出端安裝有可回轉(zhuǎn)機械手安裝平臺，平臺與可伸縮機械臂鉸接，通過一對齒輪傳動與一個和機械臂相連接的減速電機相連，用于控制可回轉(zhuǎn)機械手安裝平臺與地面的相對轉(zhuǎn)角。平臺上安裝有執(zhí)行揉動作的電機，電機上安裝有曲柄，與機械手相連。通過電機帶動曲柄旋轉(zhuǎn)，從而帶動機械手的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)揉的動作。機械手安裝在機械臂的最前端，采用曲柄連桿機構(gòu)。步進電機通過彈簧與曲柄相連，通過控制步進電機的擺動控制手指的張開與閉合，模仿人捏的按摩動作。通過控制步進電機擺角，控制捏的力度大小。手指上有許多小的突起，用于提高按摩的效果。 底座，縱向滑臺，可伸縮機械臂構(gòu)成了機械手的主體框架，用于調(diào)整機械手的空間位置。其采用絲杠螺母傳動。底座中安裝有小車，通過絲杠與底座端部的減速電機連接可在導(dǎo)軌中橫向運動?？v向滑臺上裝有機械手的其它部件，由導(dǎo)軌導(dǎo)向，通過絲杠與導(dǎo)軌頂部的減速電機相連，控制縱向滑臺的上下移動?？缮斐鰴C械臂安裝在縱向滑臺上，通過絲杠與減速電機相連，控制可伸縮機械臂的伸縮。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明的目的和基本思路：隨著老齡化步伐的加快，中老年人的健康、照顧對大家提出了嚴(yán)重的考驗。中醫(yī)按摩在日常保健、醫(yī)療中起到了舉足輕重的作用，至今為止，中醫(yī)按摩只是由有經(jīng)驗的按摩師人工進行。近些年，雖然市場上出現(xiàn)了很多按摩器械，在一定程度上豐富、擴大了按摩保健治療的范疇，但是由于機械力度難以掌握，振動頻率不易控制，大多按摩器械還不能達到高水平按摩師的效果。鑒于此，我們設(shè)計了一款可以模擬人手進行揉和捏的按摩機器人。 創(chuàng)新點：本作品的設(shè)計創(chuàng)新點在于實現(xiàn)對揉和捏這兩種按摩手法的模擬,機械臂框架的構(gòu)建，機械手控制的的實現(xiàn)，采用曲柄連桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)實現(xiàn)了機械手對按摩手法中柔和捏模擬，采用常規(guī)的螺母絲杠及齒輪副實現(xiàn)了機械手整體骨架的構(gòu)建，最后控制部分采用單片機作為控制系統(tǒng)，配合使用2003芯片，L298N,繼電器，步進電機，進而實現(xiàn)了自助按摩,達到人性化，智能化，最終實現(xiàn)了一種新的機械按摩方法，節(jié)約人力、物力，提高按摩效率和質(zhì)量。 技術(shù)關(guān)鍵：運用單片機，2003芯片，L298N,繼電器，和控制電路對各個電機進行控制，從而完成對人的按摩手法揉和捏的模擬。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.機械手移動速度:0.1m/s 2.機械手張角幅度:0o-180o 3.機械手捏的力度:5-10N 4.機械手揉的力度:10Nm
科學(xué)性、先進性
- 作品的科學(xué)性先進性：本作品采用單片機作為控制系統(tǒng)實現(xiàn)按摩機器人的控制，而現(xiàn)在市面上的按摩設(shè)備多采用了復(fù)雜的電路從而增加了產(chǎn)品的成本，為了解決成本過高的問題也為了滿足大眾的消費需求，因此本作品采用了單片機作為控制系統(tǒng)。 利用單片機來控制機械手的升降，前后，左右的移動，機械手的轉(zhuǎn)動采用步進電機，通過單片機程序從而精確的控制了轉(zhuǎn)動的角度和揉的初始位置。 本作品全部基礎(chǔ)部分采用鈑金制造剛度大、穩(wěn)定性好，并且機械手的手部外部采用橡膠，按摩起來舒適便捷。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011年5月5日在山東建筑大學(xué)由共青團山東建筑大學(xué)委員會舉辦的第十二屆“挑戰(zhàn)杯”學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中榮獲一等獎
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 普通專利權(quán)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- □實物、產(chǎn)品 ■模型 ■圖紙 □磁盤 ■現(xiàn)場演示 ■圖片 ■錄像 ■樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明：本作品為以單片機為控制系統(tǒng)，利用按鍵掃描進行開關(guān)控制，使用時通過人工控制按鍵開關(guān)，實現(xiàn)機器人前后、左右、上下、柔和捏以及機械手角度擺動的控制，從而實現(xiàn)了對人體的智能按摩。 該作品的適用范圍：所有需要按摩的廣大人群均可使用。 技術(shù)特點和優(yōu)勢以及推廣前景的技術(shù)性說明：本作品以單片機作為控制系統(tǒng)，配合使用2003芯片，L298N，繼電器，步進電機，易于實現(xiàn),操作簡單方便，價格低廉。 市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測：現(xiàn)如今，無論是國內(nèi)還是國外，在按摩這一方面的器械并不多樣化，大多是單功能或是多功能按摩椅。中國醫(yī)療器械的發(fā)展速度令世界都為之矚目。有一種說法是“誰能占據(jù)中國的醫(yī)療器械市場，誰就能贏得未來”。所以無論從市場還是從企業(yè)本身來看，我們這一款智能按摩機器人都具有巨大的投資回報潛力，有著非常大的市場發(fā)展空間。通過國內(nèi)外的分析我們得到一個啟示，在機器人方面有一個廣闊的市場，而在按摩行業(yè)這更是一個更加廣闊的天地，因此我們的按摩機器人定會有良好的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 現(xiàn)如今，無論是國內(nèi)還是國外，在按摩這一方面的器械并不多樣化，大多是單功能或是多功能按摩椅。中國醫(yī)療器械的發(fā)展速度令世界都為之矚目。有一種說法是“誰能占據(jù)中國的醫(yī)療器械市場，誰就能贏得未來”。無論從市場還是從企業(yè)本身來看，中國的醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)都具有巨大的投資回報潛力。 通過國內(nèi)外的分析我們得到一個啟示，在機器人方面有一個廣闊的市場，而在按摩行業(yè)這更是一個更加廣闊的天地，因此按摩機器人定會有良好的市場前景。 近十年來，我國的醫(yī)療器械工業(yè)發(fā)生了結(jié)構(gòu)性變化，增添了新的發(fā)展動力，加快調(diào)整技術(shù)結(jié)構(gòu)，建立監(jiān)督管理體制。同發(fā)達國家相比，我國醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)還有不少差距，特別是高端產(chǎn)品的關(guān)鍵性技術(shù)，關(guān)鍵性工藝方面，高性能傳感器、信息采集部件還需要進口，但是我們的自主創(chuàng)新已經(jīng)邁出了可喜的一步，為將來的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。2006年，國內(nèi)醫(yī)療器械的市場容量超過600億元，2010年預(yù)計達到1000億元。 目前中國市場上的醫(yī)療器械，尤其是高端的大型醫(yī)療器械，還在相當(dāng)程度上依賴進口。若能在一定程度上實現(xiàn)進口替代，對患者來說則可降低看病費用，對于中國本土的醫(yī)療器械企業(yè)來說，也是很好的發(fā)展機遇。 目前國外的醫(yī)療器械主要是以歐美以及日本的產(chǎn)品為主，但是價格較貴，不利于在中國市場普及。 我們設(shè)計的此款按摩機器人能夠根據(jù)按照身體穴位對身體多個部位進行柔和捏,可實現(xiàn)自助按摩。本系統(tǒng)采用一種全新的按摩方式模仿人手對人體進行按摩，不同于常見的按摩器械，本產(chǎn)品以電能作為動力來源,可以省去人力,節(jié)省時間。以單片機作為控制系統(tǒng)，配合使用2003芯片，L298N，繼電器，步進電機，易于實現(xiàn),操作簡單方便，價格低廉，易于人們接受。
