可穿戴式机械臂的拓展应用

2018-04-26江圣泽

科学与财富 2018年6期

江圣泽

摘要：随着社会的不断发展，机器人产业逐渐进入人们视野，到目前为止，已经有多种机器人被研发出来，串联结构的机械臂因其独立性而被广泛应用。在机械臂领域中，科学家们又研制出一款控制方式简单的可穿戴式机械臂，可穿戴式机械臂与普通机械臂相比，可操作性更强，它可以直接听从人的手臂下达的指令，且能够弥补人体手臂存在的不足。我们通过查阅相关资料，对可穿戴式机械臂的基本概念和主要功能进行总结，针对可穿戴式机械臂的功能特点，对可穿戴式机械臂的应用特点加以阐述，主要从军事、医疗急救、工业等三方面来说，希望能对接下来的可穿戴式机械臂的研究与应用有所帮助。

关键词：可穿戴式；机械臂；应用

一、可穿戴式机械臂的基本结构

目前，可穿戴式機械手臂的研发受到人们的广泛关注，在现有的研究中，科学家们主要从以下几个方面进行探索：

（1）结构材料：在可穿戴式机械臂的研发中，必须使用轻巧、坚固且有弹性的材料。这种材料要起到保护穿戴者的作用。

（2）能源：携带的能源需要支持机械臂工作24小时左右，且不会影响机械臂的正常工作。

（3）手臂：起着连接和承受外力的作用。手臂上的零部件，如导向杆、控制件等都安装在手臂上。

二、可穿戴式机械臂的功能特点

目前，可穿戴式机械手臂在机器人领域中应用广泛，其操作本质是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。可穿戴式机械臂在操作过程中主要有以下几方面功能优势。首先，可穿戴式机械臂具有一定可操控性，它不仅在有需要时能够随着手臂进行快速移动，还能够在手臂的协调下进行一些精密操作；其次，可穿戴式机械臂具有一定稳定性，在日常生活中有很多人力无法完成的精细且繁琐耗时的工作，而可穿戴式机械臂只需要几个指令就可以高效的完成这些工作；最后，可穿戴式机械臂具有高度灵活性，一些无法借助于机器的手工加工方面的工作，可以通过可穿戴式机械臂来解决，并且比手工操作更高效更精准。

三、可穿戴式机械臂的应用

1、军事方面的拓展应用

在军事方面，士兵穿戴可穿戴式机械臂之后，能够同时携带更多的武器装备，增强单兵作战力，提高士兵自身防护水平，又能够较为灵活的解决实际问题，因此在军事方面可以得到很好的应用。同时，在军人的日常生活中，战士们有了可穿戴式机械臂可以更容易的进行一些繁琐的后勤工作，很多高难度动作或者很多人手不能完成的动作都可以通过机械臂来完成，提高工作效率，使战士能够全心全意的投入到日常的训练及其他工作当中去。

2、医疗方面的拓展应用

在日常医疗护理中，可穿戴式机械臂可以辅助护士进行一些基础工作，由于护士多为女士，在力量方面有所欠缺，在穿戴机械臂之后就可以很好的解决这一问题，无论是搬运病人还是其他方面，都能得到很好改善；同时可穿戴式机械臂还可以在手术中对医生起到一定的协助作用，有很多大手术手术时间都长达十几个小时，人的体力难以支撑，但是可穿戴式机械臂只需要对应的指令即可完成一些简单重复、强度大的工作，且操作精准，误差小甚至无误差。同时，可穿戴式机械臂还能对病人的术后康复训练起到一定帮助，帮助病人对固定口令实行重复训练。

3、工业方面的拓展应用

在工业方面，有很多操作危险系数高又需要手工操作的工作，如点焊、弧焊、喷漆、切割或一些手工加工等，可穿戴式机械臂不仅能够协助人体完成这些工作，还能够按照人的意愿进行灵活的操作，从而完成精确度要求较高的各类工作，并且能够规避一些工作中的风险。

四、对可穿戴式机械手臂进一步研发的建议

1、提高可穿戴式机械手臂灵敏性

可穿戴式机械手臂的灵敏性在其应用效果方面起决定性作用，由于其力量巨大，一旦操作中出现灵敏性问题会引发严重后果，因此在接下来的研发试验中要注意提高机器人的灵敏性，增加控制其灵敏性的配件或将原有增加灵敏性的配件进行改造，使可穿戴式机械臂具备更强的灵敏性。

2、增加可穿戴式机械手臂功能性

在可穿戴式机械手臂应用过程中，一个手臂通常只有一种或一类功能，这就大大局限了可穿戴式机械臂的使用范围。在接下来的研发中，我们可以尽量提高机器人的功能性，致力于开发多功能集一体的的可穿戴式机械臂，用最少的成本实现功能最大化，同时还能节约人力资源成本，一人即可进行多种操作。

3、扩大可穿戴式机械手臂应用范围

在目前的研究中，可穿戴式机械手臂大部分应用于工业领域，医疗领域和军事领域虽然也有涉猎，但是应用程度都不够深。在接下来的研究中，我们可以发散自己的思维，利用现有技术手段为更多行业提供便利。例如，我们可以将可穿戴式机械手臂发展到服务行业中，减少服务人员的劳动强度。

结语：通过对资料的收集与分析，我们对可穿戴式机械臂有了大致的了解，在此基础上，我们又将可穿戴式机械臂与军事、医疗急救和工业三个方面联系在一起，从可穿戴式机械臂的功能特点出发，阐述其在三个领域的拓展应用，希望能对可穿戴式机械臂的进一步研发打下基础。

参考文献：

[1]周桢. 可穿戴气动助力搬运机器人及便携式空压源的研究[D].大连理工大学，2014.