模塊化外觀設(shè)計(jì)是將機(jī)器人的身體結(jié)構(gòu)分解為多個(gè)獨(dú)立的模塊,這些模塊可以根據(jù)不同的任務(wù)需求進(jìn)行組合和更換。這種設(shè)計(jì)方式提高了機(jī)器人的靈活性和通用性,降低了研發(fā)和維護(hù)成本。
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(jiǎn)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(shí),機(jī)器人的操作界面要設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)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(huì)采用柔軟的硅膠材料,與患者皮膚接觸時(shí)更加舒適。
機(jī)器人具有感知、決策、執(zhí)行等基本特征,可以輔助甚至替代人類完成危險(xiǎn)、繁重、復(fù)雜的工作,提高工作效率與質(zhì)量,服務(wù)人類生活,擴(kuò)大或延伸人的活動(dòng)及能力范圍。
在機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,需要對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)降低成本。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),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(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化計(jì)算。