四臂医疗转运机器人设计及仿真平台搭建*

钟彩意，王 欣※，吴 迪，王殿龙

（1.大连理工大学机械工程学院，辽宁大连 116024；2.大连理工大学计算机学院，辽宁大连 116024）

0 引言

根据联合国发布的《世界人口展望：2019 年修订版》的数据，2019 年全球65 岁以上人口占比为9%，到2050 年这一占比将达到16%，人口老龄化问题将日益加剧[1]。人口老龄化的加剧使得医疗护理的需求不断增加，从而造成医护人员的相对缺乏[2]。为此，能够辅助医护人员提供医疗服务的机器人具有极大的发展潜力，尤其是能够转运行动不便病人的机器人[3－4]。目前，美国、日本、英国等国都先后研制了用于转运病人的机器人，如日本的RIBA机器人[5－6]、美国的战场救援机器人“Vecna Bear”[7]、韩国的PAM 移动机器人[8]以及英国的RoNA 机器人[9]等，这些机器人都能够实现病人的转运。我国对医疗转运机器人也进行了一定的研究，如南京理工大学的“MT－Bear”机器人[10]和北京建筑大学的转运护理机器人[11]。

在机器人的设计与研究过程中，仿真是不可或缺的。通过仿真，一方面可以提前发现机器人设计上的问题，如结构是否合理、工作空间是否满足要求；另一方面可以对控制算法进行验证，避免因控制算法问题对机器人造成损坏[12－15]。机器人仿真技术的应用可以极大地缩短机器人开发周期、降低开发成本。Webots 软件是一款集建模、编程、仿真、程序移植为一体的专业机器人仿真软件[16]，应用广泛。山东大学的王铭昌[17]利用Webots 软件搭建了服务机器人的故障仿真平台；刘俊飞[10]利用Webots 软件对MT－Bear 护理机器人的路径规划和目标抱取进行仿真；……