导读:本文包含了助餐机器人论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:助餐机器人,运动学,控制策略,抑制震颤
助餐机器人论文文献综述
赵广志[1]（2015）在《抑制手部震颤的助餐机器人设计及控制研究》一文中研究指出震颤是一种常见的神经科疾病,特别是病理性震颤如原发性震颤(ET)、帕金森病(PD)等。震颤虽然不危害生命,但是却给众多的患者带来了生活上的不便,严重的甚至可以导致患者的生活不能自理,如餐饮等。目前对震颤的治疗主要集中在药物治疗,但药物治疗的效果并不尽人意并且带有副作用,因此近几年国内外科研人员尝试通过非药物途径,综合利用机器人技术研制开发抑制震颤的装置,帮助肢体震颤患者克服震颤恢复运动能力,已初步得到医学界及震颤患者的认可。本文利用人机结合技术研制一种抑制手部震颤的助餐机器人,主要为帮助因震颤无法进餐的患者可以自主进行就餐摆脱他人照顾,提高其生活质量。该抑制震颤的助餐机器人主要利用经过滤波器滤波后得到的实时性正常运动信号,用正常运动信号控制各关节电机旋转进而控制末端餐勺运动达到抑制震颤助餐的目的。人体手部运动信号通常是正常运动信号和震颤运动信号的耦合,由于震颤运动信号的随机性对震颤信号的建模比较困难,因此本文利用正常运动信号和震颤运动信号所处的频率带不同,可以利用滤波器对信号进行分离,但由于传统的滤波器具有延迟缺陷,达不到实时性的要求,因此利用人体震颤信号为近似正弦信号的特点,设计预估震颤算法加滤波器的自适应滤波器来分离正常运动信号和震颤运动信号,将所得到的正常运动信号作为控制驱动电机的信号,控制各电机旋转进而控制末端餐勺以不同的速度按照已定的运动轨迹运动,达到抑制震颤助餐的目的。本文设计了抑制震颤助餐机器人的机械结构,并分析了震颤特点对肢体信号进行分离控制,通过正常运动信号对电机的控制完成进餐过程。(本文来源于《哈尔滨理工大学》期刊2015-03-01）
喻大发[2]（2012）在《Adroit助餐机器人结构设计及运动规划研究》一文中研究指出随着人口日益老龄化，以及残疾人数的不断增加，为了减少社会和家庭负担，服务机器人已经得到了越来越广泛的应用。助餐机器人是服务机器人行业中一个相对较新的领域，在中国目前发展还比较落后，但在国外已经引起了人们的重视，特别是在美国和日本。本课题设计了一种新型的助餐机器人，开发助餐机器人的控制系统，并对其运动规划进行研究。本文阐述了助餐机器人当前的国内及国外发展状况，并对助餐机器人的相关技术进行分析。确定了机器人的总体方案，其中包括机械结构以及整体控制方案，对机器人的运动轨迹进行了规划，最后进行了实验研究，验证了该助餐机器人的结构和控制系统的可行性。论文对助餐机器人进行了叁维建模仿真，确定机器人的各个关节尺寸、运动方式以及作业空间，同时对重要受力部件进行了受力分析，对机器人进行了详细二维结构设计；运用D-H法创建了助餐机器人的运动学模型，推导机器人的正逆运动学方程；利用MATLAB软件中的SimMechanics工具箱建立了助餐机器人的机构仿真模型并进行了运动学仿真研究，通过仿真可以获得机器人与运动学相关的参数，对机器人的工作空间进行分析和验证；对助餐机器人的路径方式及控制方案进行了研究，分别规划了机器人取餐轨迹，以及喂食轨迹。考虑到机器人的安全特性和准确性，本课题采用了运动学轨迹规划和示教再现结合的方式对机器人进行了轨迹规划。论文最后采用QPID平台对机器人进行了实验，验证了该助餐机器人的功能性和实用性。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2012-12-01）
李彦涛[3]（2012）在《助餐机器人样机研制及控制研究》一文中研究指出近年来，由脑中风后遗症，脊髓损伤，肌肉、神经和大脑病变以及自然和人为灾害引起的手部功能残疾患者逐年增多，为了解决我国手部残疾患者的饮食护理问题，本文对助餐机器人进行了研究。一方面增强手残患者自主进餐的生活自信心，另一方面将护理人员从繁重的护理工作中释放出来，解放了社会生产力，对提高我国残疾人自主就餐水平、促进社会和谐进步具有重要的现实意义。本文在国家科技型中小企业创新基金（08C26212301760）和哈尔滨市创新基金（2009RFKXG009）的资助下，针对如何开发一款实用、智能、安全、操作简单灵活的助餐机器人，在助餐机器人的机械结构、人机交互方式、运动规划、动力学、控制策略和视觉系统等方面进行了较深入的理论分析和实验研究。通过对助餐机器人应用对象的症状分析，根据患者不同残障程度的需求，设计了一款由旋转餐桌和带有勺筷结合式餐具的助餐机械手组成的助餐机器人，对机器人的机构方案、控制方案和人机交互方式进行了总体方案研究。对机器人进行了运动学分析；通过对机器人的助餐路径规划和助餐定向灵活工作空间分析，确定了机器人各连杆参数及在各助餐路径标识点机器人末端餐勺位姿参数；通过对机器人进行餐盘分区设计，使四餐盘中所有区域的食物规划到相对机械手的叁类不同的取餐位置；对机器人进行了速度平滑的运动规划，规划的机器人轨迹加速度曲线连续，速度、位置曲线光滑，为机器人平稳助餐的控制系统研究奠定了基础。利用拉格朗日方程建立了机器人动力学模型，利用MATLAB软件对助餐机器人进行了动力学特性分析。利用ADAMS软件建立了基于球形刚体和弹簧阻尼约束的正八面体食物模型，分析了勺筷结合式餐具和普通餐勺取餐时餐食的动力学特性及餐食盛取率问题，证明勺筷结合式餐具取餐效率高，取餐更优越。为了提高控制精度，除传统PID控制外，对机器人的整个助餐任务进行了模糊PID控制研究。对接触环境作业的助餐段，进行了阻抗控制研究，得出了阻抗参数调整规律，通过调整阻抗控制器参数，可使助餐机器人满足特定的柔顺性，在取餐过程中既不损伤机器人，也不损坏餐盘及餐食。对助餐机器人视觉系统进行了研究，主要包括食物识别系统和残疾人头部识别视觉系统设计。食物识别系统是视觉系统模仿人类视觉去辨别餐盘中食物的分布情况，将得到的餐盘食物信息作为上位机信号，控制机器人完成助餐任务；头部识别视觉系统即通过采集患者的头部运动信息，作为失语的重度四肢残疾患者使用机器人的人机交互方式。研制了助餐机器人样机，利用dSPACE半物理仿真实验平台对助餐机器人样机进行轨迹跟踪实验研究，验证了机器人机构的合理性及控制策略的可行性，进而验证了本文研制的助餐机器人能够达到帮助手残患者进行饮食护理的目的。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2012-01-01）
李彦涛,张立勋,赵奇,孙树强,赵凌燕[4]（2011）在《基于xPC的助餐机器人实时控制系统研究》一文中研究指出目的:研制一种将Simulink控制程序和助餐机器人目标机无缝链接、下载的方法,实现机器人的实时控制,实时满足不同伤残患者的助餐要求。方法:在Matlab/xPC实时目标环境的基础上,开发了助餐机器人的硬件接口模块和上位机软件模块,设计了助餐机器人模块化控制平台及基于脚踏开关、语音识别和图像识别的叁种人机交互方式。结果:实现了机械手3个关节控制器、运动学计算、路径规划控制算法,实现了机器人控制程序从Matlab/xPC到机器人嵌入式控制器的实时无缝链接与下载,并完成了基于图像识别的人机交互控制实验。整套设计取得了满意的效果,为进一步实用化奠定了基础。结论:实现了助餐机器人模块化控制平台,实现了快速原型设计、硬件在回路仿真与原理样机的结合。(本文来源于《中国康复医学杂志》期刊2011年04期）
赵奇[5]（2010）在《基于网络的助餐机器人控制系统》一文中研究指出开发了一种基于网络的助餐机器人控制系统。该系统利用以太网和CAN总线实现传感器信息的输入以及控制量的输出。利用两台x86指令集低功耗计算机作为数据处理计算机,其中一台计算机运行图像处理程序；另一台计算机实时运行Matlab/Simulink控制程序,所有控制信息以及图像处理信息均通过以太网与该计算机相连。本文的主要研究内容是基于网络的助餐机器人控制系统的软件与硬件设计及其实验研究。本文首先介绍了助餐机器人的课题背景以及研究意义,结合国内外发展现状,阐述了该控制系统的主要研究内容。针对助餐机器人的机械结构以及功能要求,分析了控制系统设计的主要挑战,制定了控制系统的实现策略,并简要阐述了软硬件的实现手段。图像处理计算机以及xPC目标机是该控制系统的主要组成部分。图像处理计算机负责图像采集、视频识别算法的实现、运算结果的输出和人机交互界面的显示等任务。xPC目标机包含各类接口模块与实时控制计算机,负责传感器信息的采集、控制算法与逻辑的实现、算法运行结果的输出等工作。本文对该控制系统的软硬件设计思路、相关算法、设计方法做了详尽的说明,设计了基于工业控制ARM与CPLD的通信节点硬件结构；基于该节点构成了模数、数模、开关量输入输出、编码器采集等功能模块；设计了基于μG/OS-Ⅲ实时操作系统的功能模块嵌入式软件,该软件与基于xPC目标机编写的Matlab接口软件结合,实现了以Simulink框图为基础的机器人控制程序的编译与下载。机器人控制程序与基于模板的面部表情识别算法共同构成了机器人的面部表情输入控制模式,实现了以视觉控制为基础的机器臂取餐、送餐、喂食和餐盘旋转功能,扩大了助餐机器人的使用人群。对该系统的软硬件进行了测试,证明了其各项指标达到了最初的设计要求,完成了基于网络的助餐机器人控制系统的设计任务。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2010-12-27）
王岚,邹宇鹏,李彦涛,赵凌燕[6]（2010）在《助餐机器人轨迹跟踪控制实验研究》一文中研究指出助餐机器人机械本体由叁自由度机械手和旋转桌面构成。在完成助餐机器人控制系统硬件电路基础上,利用dSPACE软硬件环境和Matlab/Simulink系统建模方法,搭建了助餐机器人控制系统的半物理仿真实验平台。完成了助餐机器人伺服控制系统的研究与开发,设计了机器人控制器,同时完成了助餐机器人肘关节和腕关节的直线轨迹与圆弧轨迹跟踪实验,获得了理想的实验结果,为整个助餐机器人系统的控制研究奠定了基础。(本文来源于《测控技术》期刊2010年08期）
赵奇,李彦涛,张立勋[7]（2010）在《助餐机器人控制系统快速原型设计研究》一文中研究指出基于Matlab/Simulink中的xPC目标,实现了基于视觉反馈的助餐机器人实时控制系统。开发了助餐机器人所需的接口硬件模块和相配套的上位机软件模块。该控制系统可将Simulink框图下载到目标机中,通过实时以太网与功能接口模块进行通信,实现了助餐机器人的实时控制。通过助餐机器人的样机试验,验证了本控制系统的原理样机在快速原型设计和硬件在回路仿真方面的可行性。(本文来源于《第七届全国康复医学工程与康复工程学术研讨会论文集》期刊2010-05-22）
张立勋,李彦涛,高峻,刘富强[8]（2010）在《助餐机器人轨迹规划研究》一文中研究指出在真人使用一种助餐机器人样机进餐时餐勺位姿参数变化的基础上,用叁次样条插值和叁次多项式插值对机器人助餐全过程进行了轨迹规划。仿真证明规划的关节曲线光滑连续,保证机器人末端餐勺运动平稳、人性化,为机器人控制系统研究打下一定基础。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2010年05期）
宋志刚[9]（2009）在《助餐机器人运动学仿真及其定位》一文中研究指出机器人技术在最近二十多年来才得到了迅速的发展,作为康复机器人中的一种叫做助餐机器人的发展才刚刚起步,但随着世界人口老龄化程度的不断加剧以及世界伤残人口的不断增加,他们的日常工作和生活问题正待于解决,所以助餐机器人也越来越多的受到了人们的关注和研究。鉴于此种情况,本论文作者在参考大量文献资料的基础上,结合课题的要求,设计了一种小型、灵巧且能够实现喂饭动作的五自由度串联助餐机器人。本课题以机器人的机构选型原则为基础,研究设计了助餐机器人的总体结构,并深入分析了仿生学完成了机器人的结构尺寸。在此基础上,采用D-H法设定了助餐机器人杆件坐标系,通过齐次变换建立了正运动学与逆运动学模型,运用微分变换法推导了助餐机器人的雅可比矩阵；然后借助于坐标变换矩阵对机器人进行工作空间分析,并在MATLAB中进行了仿真分析,输出了实际的作业空间图；这些工作为助餐机器人的结构设计、动力学分析和运动控制提供了依据。最后又用MATLAB软件和ADAMS软件进行了机器人手臂的运动学仿真,并对其结果进行了对比和分析,对在机械设计中使用虚拟样机技术做了尝试,积累了经验。此外,为了更好地实现助餐机器人准确的喂饭动作,必须要确定人嘴的位置。确定人嘴位置的方法较多,各种方法的准确率也不尽相同,本文对准确率较高的双目定位方法进行了初步的研究。首先使用人脸识别方法识别出人脸,然后又利用先确定人眼再确定人嘴的方法,确定了人嘴的位置。结果表明本文所用的人脸识别算法、人嘴定位算法具有较高的检测速度和检测率。(本文来源于《西安理工大学》期刊2009-03-01）
李彦涛[10]（2008）在《助餐机器人轨迹控制与仿真研究》一文中研究指出助餐机器人属于服务机器人范畴,它通过模拟正常人进食时餐勺的取餐、送餐和喂餐动作,帮助手残患者进餐。世界上肢体残疾人众多,而这些肢体残疾患者中上肢残疾患者又占有很大比例。因而设计一款实用的助餐机器人来帮助手残患者进食十分重要。本文在分析了现有助餐机器人的优缺点后,把助餐机器人的机械本体设计成旋转餐桌、叁自由度助餐机械手和张合餐勺的结构。基于真人用餐的情况,用Simulink和SimMechanics仿真工具对助餐机器人进行了运动空间分析,设计了机器人各部分的合理尺寸。用D-H方法建立了坐标变换矩阵,推算出了助餐机器人运动学方程的正、逆解:并运用MATLAB/Simulink以及SimMechanics对助餐机器人进行了运动学仿真研究,验证了运动学分析的正确性。在基于真人就餐餐勺实际位姿变化的基础上,进行了机器人的助餐全过程轨迹规划。轨迹规划在关节空间中进行,餐勺取餐和喂餐时为CP运动方式,采用叁次样条插值法对机器人进行轨迹规划;餐勺复位段、从复位点运动到准备取食点以及送餐段为PTP运动方式,采用普通的叁次多项式插值。这两种方式设计的餐勺轨迹光滑平稳。助餐机器人因为服务对象为残疾人,控制逻辑一定要严密,以免发生危险,因而引入有限状态机理论,运用MATLAB/Stateflow对助餐机器人的输入控制时序逻辑进行了建模与仿真,生成了可用于实际控制的时序逻辑。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2008-03-01）
助餐机器人论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着人口日益老龄化，以及残疾人数的不断增加，为了减少社会和家庭负担，服务机器人已经得到了越来越广泛的应用。助餐机器人是服务机器人行业中一个相对较新的领域，在中国目前发展还比较落后，但在国外已经引起了人们的重视，特别是在美国和日本。本课题设计了一种新型的助餐机器人，开发助餐机器人的控制系统，并对其运动规划进行研究。本文阐述了助餐机器人当前的国内及国外发展状况，并对助餐机器人的相关技术进行分析。确定了机器人的总体方案，其中包括机械结构以及整体控制方案，对机器人的运动轨迹进行了规划，最后进行了实验研究，验证了该助餐机器人的结构和控制系统的可行性。论文对助餐机器人进行了叁维建模仿真，确定机器人的各个关节尺寸、运动方式以及作业空间，同时对重要受力部件进行了受力分析，对机器人进行了详细二维结构设计；运用D-H法创建了助餐机器人的运动学模型，推导机器人的正逆运动学方程；利用MATLAB软件中的SimMechanics工具箱建立了助餐机器人的机构仿真模型并进行了运动学仿真研究，通过仿真可以获得机器人与运动学相关的参数，对机器人的工作空间进行分析和验证；对助餐机器人的路径方式及控制方案进行了研究，分别规划了机器人取餐轨迹，以及喂食轨迹。考虑到机器人的安全特性和准确性，本课题采用了运动学轨迹规划和示教再现结合的方式对机器人进行了轨迹规划。论文最后采用QPID平台对机器人进行了实验，验证了该助餐机器人的功能性和实用性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
助餐机器人论文参考文献
[1].赵广志.抑制手部震颤的助餐机器人设计及控制研究[D].哈尔滨理工大学.2015
[2].喻大发.Adroit助餐机器人结构设计及运动规划研究[D].哈尔滨工程大学.2012
[3].李彦涛.助餐机器人样机研制及控制研究[D].哈尔滨工程大学.2012
[4].李彦涛,张立勋,赵奇,孙树强,赵凌燕.基于xPC的助餐机器人实时控制系统研究[J].中国康复医学杂志.2011
[5].赵奇.基于网络的助餐机器人控制系统[D].哈尔滨工程大学.2010
[6].王岚,邹宇鹏,李彦涛,赵凌燕.助餐机器人轨迹跟踪控制实验研究[J].测控技术.2010
[7].赵奇,李彦涛,张立勋.助餐机器人控制系统快速原型设计研究[C].第七届全国康复医学工程与康复工程学术研讨会论文集.2010
[8].张立勋,李彦涛,高峻,刘富强.助餐机器人轨迹规划研究[J].系统仿真学报.2010
[9].宋志刚.助餐机器人运动学仿真及其定位[D].西安理工大学.2009
[10].李彦涛.助餐机器人轨迹控制与仿真研究[D].哈尔滨工程大学.2008