人形輔助鍛煉助力機器人

江蘇省興化中學(xué) 余 淼 李恒陽 楊張明

長期臥床的人非常渴望有鍛煉身體的機會，加班族也夢想有能助其入眠的機器。有了我們設(shè)計的人形輔助鍛煉助力機器人，就能滿足他們的要求啦。

人形輔助鍛煉助力機器人包括固定底座，上托板，枕頭，一對左、右下托板，一對左、右小腿托板，一對左、右腳踏板，一對左、右上肢托板，一對左、右手腕托板，伺服電機，伸縮桿，綁縛件，控制面板，長度調(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E連接伺服電機D的轉(zhuǎn)軸，伺服電機D的轉(zhuǎn)軸連接左上肢托板。左上肢托板通過伺服電機H連接左手腕托板。上托板通過伺服電機G連接伺服電機F的轉(zhuǎn)軸，伺服電機F的轉(zhuǎn)軸連接右上肢托板，右上肢托板通過伺服電機I連接右手腕托板。

底座連接左、右腿，通過伺服電機B連接左下托板。左下托板通過伺服電機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B連接右下托板，右下托板通過伺服電機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D、E安裝于上肢左肩膀關(guān)節(jié)處，伺服電機F、G安裝于上肢右肩膀關(guān)節(jié)處，每個關(guān)節(jié)采用雙電機結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)左、右上肢獨立地前后、左右靈活擺動。

綁縛件安裝在底座和上托板的上表面，一部分固定在一對左、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，能起到防松動的作用。

長度調(diào)節(jié)裝置通過調(diào)節(jié)洞孔不同的對應(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)各托板的總長度，以適應(yīng)人體不同身高的要求。

伺服電機均設(shè)有限位器，保證其轉(zhuǎn)動的角度符合人體生理需求，不會出現(xiàn)大角度、無限位一直旋轉(zhuǎn)的情況。

控制面板通過導(dǎo)線連接單片機智能控制電路板，單片機智能控制電路板通過導(dǎo)線與各伺服電機連接，利用單片機智能控制技術(shù)可實現(xiàn)鍛煉。

人形輔助鍛煉助力機器人的7個關(guān)節(jié)中加入了伺服電機，讓人們躺著就能做抬腿、彎腰、擴胸、仰臥起坐等動作，且節(jié)奏快慢、運動幅度均可以通過控制面板控制，實現(xiàn)躺著也能鍛煉的夢想。