醫(yī)療機(jī)器人的外觀設(shè)計(jì)要注重營造出專業(yè)、、舒適的感覺。在顏色選擇上,通常以白色、淺藍(lán)色等冷色調(diào)為主,這些顏色給人一種干凈、衛(wèi)生的印象。醫(yī)療機(jī)器人的外觀造型要簡潔流暢,避免過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu),便于清潔和,防止滋生。同時,機(jī)器人的操作界面要設(shè)計(jì)得簡潔易懂,方便醫(yī)護(hù)人員快速操作。在一些與患者直接接觸的醫(yī)療機(jī)器人設(shè)計(jì)中,還要考慮患者的心理感受,采用柔軟的材質(zhì)和溫和的造型,減少患者的恐懼和緊張情緒。例如,一些康復(fù)機(jī)器人的手臂部分會采用柔軟的硅膠材料,與患者皮膚接觸時更加舒適。
機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)是其實(shí)現(xiàn)各種動作和功能的硬件基礎(chǔ),主要包括機(jī)身、手臂、關(guān)節(jié)和末端執(zhí)行器等部分。機(jī)身作為機(jī)器人的支撐和承載部件,需要具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,常見的機(jī)身設(shè)計(jì)有框架式、立柱式和龍門式等。手臂是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)空間運(yùn)動的關(guān)鍵部件,多關(guān)節(jié)手臂能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動軌跡,關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)直接影響手臂的靈活性和運(yùn)動精度.
在機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,以提高機(jī)器人的性能和降低成本。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括拓?fù)鋬?yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等。拓?fù)鋬?yōu)化是在給定的設(shè)計(jì)空間、載荷工況和約束條件下,尋求材料在結(jié)構(gòu)中的分布形式,以達(dá)到提高結(jié)構(gòu)性能、減輕重量的目的。例如,通過拓?fù)鋬?yōu)化可以設(shè)計(jì)出更加合理的機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu),在保證強(qiáng)度和剛度的前提下,減輕機(jī)身重量,降低能耗。形狀優(yōu)化是對結(jié)構(gòu)的外形進(jìn)行優(yōu)化,以改善結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和外觀。尺寸優(yōu)化則是對結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,如桿件的長度、截面尺寸等,以滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等要求,同時降低成本。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時,通常需要借助計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)軟件,如有限元分析軟件,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化計(jì)算。
協(xié)作機(jī)器人強(qiáng)調(diào)與人類的協(xié)作,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足、靈活和易用等要求。在方面,協(xié)作機(jī)器人通常采用柔軟的外殼材料和低沖擊力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以減少對人類的傷害。同時,協(xié)作機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要便于操作和編程,一般采用直觀的人機(jī)交互界面,讓非專業(yè)人員也能輕松上手。此外,協(xié)作機(jī)器人還需要配備高精度的傳感器,如力傳感器、視覺傳感器等,以便實(shí)時感知周圍環(huán)境和人類的動作,實(shí)現(xiàn)、的協(xié)作。