基于可拓學的下肢康復機器人結構方案生成研究

鄭皓冉，秦建軍，楊芳

（1. 北京建筑大學機電與車輛工程學院，北京 100044；2. 北京建筑大學城市軌道交通車輛服役性能保障北京市重點實驗室，北京 100044）

1 引言

如今，在機器人結構方案確定的過程中，經(jīng)常會面臨結構設計煩瑣、控制編程困難等問題，而過于繁雜的方案確定步驟會導致產(chǎn)品生產(chǎn)預算增加、研發(fā)時間延長。從提升消費者的滿意度以及產(chǎn)品的功能性出發(fā)，設計能夠滿足消費者需求的機器人產(chǎn)品，能夠使得產(chǎn)品研發(fā)更加具有針對性，提高產(chǎn)品在市場之中的競爭力。文獻 [1]以醫(yī)患雙方的需求作為出發(fā)點，設計了滿足醫(yī)患雙方需求的頸顱電磁治療儀，增加了產(chǎn)品在同定位醫(yī)療器械中的競爭力。文獻 [2]指出，康復機器人能夠有效輔助醫(yī)師進行治療，提高病人的康復療效，具有較強的市場競爭力。在康復機器人的結構方案生成上，利用消費者需求到產(chǎn)品功用再到結構設計的方式進行研究的內(nèi)容較少。文獻 [3]以解決康復機器人控制問題的角度出發(fā)，進行了樣機的研制與實驗。文獻 [4-9]雖對產(chǎn)品的設計方法進行了不同程度的分析研究，但缺乏模型化、形式化的理論工具，使得操作的便攜性較弱。學者們利用可拓學中的可拓論及可拓創(chuàng)新方法等知識，解決了研究中面臨的問題。趙燕偉提出了利用可拓學理論，對機械產(chǎn)品從功能到結構進行研究的方法。張文林等人結合可拓論下的基元理論與發(fā)明問題解決理論（TRIZ）模型分析法，形成了一種更加直觀的、形式化的解決問題的分析方法。……