余淼 李恒陽 楊張明
長(zhǎng)期臥床的人非常渴望有鍛煉身體的機(jī)會(huì),加班族也夢(mèng)想有能助其入眠的機(jī)器。有了我們?cè)O(shè)計(jì)的人形輔助鍛煉助力機(jī)器人,就能滿足他們的要求啦。
人形輔助鍛煉助力機(jī)器人包括固定底座,上托板,枕頭,一對(duì)左、右下托板,一對(duì)左、右小腿托板,一對(duì)左、右腳踏板,一對(duì)左、右上肢托板,一對(duì)左、右手腕托板,伺服電機(jī),伸縮桿,綁縛件,控制面板,長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置等。
底座連接上半身及左、右手臂,通過伺服電機(jī)C連接上托板。上托板通過伸縮桿連接枕頭。上托板通過伺服電機(jī)E連接伺服電機(jī)D的轉(zhuǎn)軸,伺服電機(jī)D的轉(zhuǎn)軸連接左上肢托板。左上肢托板通過伺服電機(jī)H連接左手腕托板。上托板通過伺服電機(jī)G連接伺服電機(jī)F的轉(zhuǎn)軸,伺服電機(jī)F的轉(zhuǎn)軸連接右上肢托板,右上肢托板通過伺服電機(jī)I連接右手腕托板。
底座連接左、右腿,通過伺服電機(jī)B連接左下托板。左下托板通過伺服電機(jī)J連接左小腿托板,左小腿托板的下部固定一塊左腿踏板。底座通過伺服電機(jī)B連接右下托板,右下托板通過伺服電機(jī)K連接右小腿托板。右小腿托板的下部固定一塊右腿踏板。
伺服電機(jī)D、E安裝于上肢左肩膀關(guān)節(jié)處,伺服電機(jī)F、G安裝于上肢右肩膀關(guān)節(jié)處,每個(gè)關(guān)節(jié)采用雙電機(jī)結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)左、右上肢獨(dú)立地前后、左右靈活擺動(dòng)。
綁縛件安裝在底座和上托板的上表面,一部分固定在一對(duì)左、右下肢托板及左、右小腿托板上,另一部分用于綁縛左、右大腿和小腿。綁縛件還有一部分固定在一對(duì)左、右上肢托板及左、右手腕托板上,另一部分用于綁縛左、右手臂,能起到防松動(dòng)的作用。
長(zhǎng)度調(diào)節(jié)裝置通過調(diào)節(jié)洞孔不同的對(duì)應(yīng)位置,讓螺釘通過彈簧穿過洞孔旋轉(zhuǎn)于螺母中,用于夾緊固定件與伸縮件,調(diào)節(jié)各托板的總長(zhǎng)度,以適應(yīng)人體不同身高的要求。
伺服電機(jī)均設(shè)有限位器,保證其轉(zhuǎn)動(dòng)的角度符合人體生理需求,不會(huì)出現(xiàn)大角度、無限位一直旋轉(zhuǎn)的情況。
控制面板通過導(dǎo)線連接單片機(jī)智能控制電路板,單片機(jī)智能控制電路板通過導(dǎo)線與各伺服電機(jī)連接,利用單片機(jī)智能控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)鍛煉。
人形輔助鍛煉助力機(jī)器人的7個(gè)關(guān)節(jié)中加入了伺服電機(jī),讓人們躺著就能做抬腿、彎腰、擴(kuò)胸、仰臥起坐等動(dòng)作,且節(jié)奏快慢、運(yùn)動(dòng)幅度均可以通過控制面板控制,實(shí)現(xiàn)躺著也能鍛煉的夢(mèng)想。(指導(dǎo)老師:郭金虎? 王小琴)1.底座2.上托板3.枕頭4.左下托板41.右下托板5.左小腿托板51.右小腿托板6.左腳踏板61.右腳踏板7.左上肢托板71.右上肢托板8.左手腕托板81.右手腕托板9.伺服電機(jī)A 91.伺服電機(jī)B 10.伺服電機(jī)C 11.伺服電機(jī)D 12.伺服電機(jī)E 13.伺服電機(jī)F 14.伺服電機(jī)G 15.伺服電機(jī)H 16.伺服電機(jī)I 17.伺服電機(jī)J 18.伺服電機(jī)K 19.伸縮桿20.綁縛件21.控制面板22.開關(guān)23.固定件24.伸縮件25.彈簧26.螺釘27.螺母28.洞孔
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2020年1期