模塊化外觀設(shè)計是將機器人的身體結(jié)構(gòu)分解為多個獨立的模塊,這些模塊可以根據(jù)不同的任務需求進行組合和更換。這種設(shè)計方式提高了機器人的靈活性和通用性,降低了研發(fā)和維護成本。
醫(yī)療機器人的外觀設(shè)計要注重營造出專業(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)療機器人的外觀造型要簡潔流暢,避免過于復雜的結(jié)構(gòu),便于清潔和,防止滋生。同時,機器人的操作界面要設(shè)計得簡潔易懂,方便醫(yī)護人員快速操作。在一些與患者直接接觸的醫(yī)療機器人設(shè)計中,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,一些康復機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、繁重、復雜的工作,提高工作效率與質(zhì)量,服務人類生活,擴大或延伸人的活動及能力范圍。
在機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,需要對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,以提高機器人的性能和降低成本。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計主要包括拓撲優(yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等。拓撲優(yōu)化是在給定的設(shè)計空間、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,以達到提高結(jié)構(gòu)性能、減輕重量的目的。例如,通過拓撲優(yōu)化可以設(shè)計出更加合理的機器人機身結(jié)構(gòu),在保證強度和剛度的前提下,減輕機身重量,降低能耗。形狀優(yōu)化是對結(jié)構(gòu)的外形進行優(yōu)化,以改善結(jié)構(gòu)的力學性能和外觀。尺寸優(yōu)化則是對結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)進行優(yōu)化,如桿件的長度、截面尺寸等,以滿足強度、剛度和穩(wěn)定性等要求,同時降低成本。在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時,通常需要借助計算機輔助工程(CAE)軟件,如有限元分析軟件,對結(jié)構(gòu)進行模擬分析和優(yōu)化計算。