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基于TRIZ理论的服务机器人改进研究

作者:网络    分类:TRIZ    时间:2021-02-01 10:04:47

本文将TRIZ理论引入到教学中,为医疗服务机器人的创新设计提供了新的思路,该作品在中国机器人大赛中获得医疗创新组的冠军验证了相应的技术方案的可行性。


在整个的教学研究过程中为了实现医疗服务机器人更多的功能及应用充分的利用了TRIZ理论创新办法在教学中设计出了一份创新的设计方案。


(一)基于分割原理的改进


分割原理是使物体成为可组合的的部分。在一个完整的系统中,当其中一部分存在问题的时候需要将整个系统分割成若干的部分将其中有害或有益的部分抽取。为了使医疗服务机器人的结构功能框架更加的完善将其分割成控制器最小系统、电源电路系统、电机系统﹑模拟舵机系统、驱动系统和稳压系统。系统模块分割如图3所示。


基于TRIZ理论的服务机器人改进研究


同样的,当模块的某一部分出现问题时,需要将其单独拿出具体分析并且完备功能。在设计的过程中会出现摄像头的手势识别出现误差和错误输出的骨骼图将会发生偏折,造成不稳定的问题,在解决问题的时候需将其单独抽出。


(二)基于局部特性原理的改进


局部特性原理是将物体或外部环境的同类结构转换成异类结构。在方案的设计中使系统各个模块部分充分的展现其功能,需要将其中的一些部分另行加工处理。在方案的考虑中手势识别是一个关键的部分如果手势识别出现了问题就会出现机器人判断失误最终做出错误的路径运动致使机器人出现人机交互问题导致其的决定动作与医患的目的不相同。


因此基于TRIZ理论中的“局部特性原理”创新办法利用Kinect体感设备其采用全新空间定位技术的3D体感摄像头,利用即时动态捕捉、影像辨识等功能实时捕捉使用者的动作达到输入功能,摆脱了传统输入设备的束缚,最终完善了系统,提高了稳定性。


(三)基于动态性原理的改进


动态性原理是使物体或其环境自动调整以使其在每个动作阶段的性能达到最佳。为了增加医疗服务机器人操作流程的方便性在靠背和抬脚部分通过舵机控制其状态设计了轮椅与病床自动转换装置,仅需一个简单的手势指令便可使其间进行自由的转换。为了展示明显的实验效果状态切换没有加入过渡过程,当轮椅接收到指令后,轮椅靠背及腿部托板在舵机的带动下直接翻转。实现了整个装置的操作的流畅性,提升了自动化程度。机器人座椅模式和病床模式切换过程如图4所示。


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