可穿戴式機械臂的拓展應用

江圣澤

摘要：隨著社會的不斷發展，機器人產業逐漸進入人們視野，到目前為止，已經有多種機器人被研發出來，串聯結構的機械臂因其獨立性而被廣泛應用。在機械臂領域中，科學家們又研制出一款控制方式簡單的可穿戴式機械臂，可穿戴式機械臂與普通機械臂相比，可操作性更強，它可以直接聽從人的手臂下達的指令，且能夠彌補人體手臂存在的不足。我們通過查閱相關資料，對可穿戴式機械臂的基本概念和主要功能進行總結，針對可穿戴式機械臂的功能特點，對可穿戴式機械臂的應用特點加以闡述，主要從軍事、醫療急救、工業等三方面來說，希望能對接下來的可穿戴式機械臂的研究與應用有所幫助。

關鍵詞：可穿戴式；機械臂；應用

一、可穿戴式機械臂的基本結構

目前，可穿戴式機械手臂的研發受到人們的廣泛關注，在現有的研究中，科學家們主要從以下幾個方面進行探索：

（1）結構材料：在可穿戴式機械臂的研發中，必須使用輕巧、堅固且有彈性的材料。這種材料要起到保護穿戴者的作用。

（2）能源：攜帶的能源需要支持機械臂工作24小時左右，且不會影響機械臂的正常工作。

（3）手臂：起著連接和承受外力的作用。手臂上的零部件，如導向桿、控制件等都安裝在手臂上。

二、可穿戴式機械臂的功能特點

目前，可穿戴式機械手臂在機器人領域中應用廣泛，其操作本質是能夠接受指令，精確地定位到三維（或二維）空間上的某一點進行作業。可穿戴式機械臂在操作過程中主要有以下幾方面功能優勢。首先，可穿戴式機械臂具有一定可操控性，它不僅在有需要時能夠隨著手臂進行快速移動，還能夠在手臂的協調下進行一些精密操作；其次，可穿戴式機械臂具有一定穩定性，在日常生活中有很多人力無法完成的精細且繁瑣耗時的工作，而可穿戴式機械臂只需要幾個指令就可以高效的完成這些工作；最后，可穿戴式機械臂具有高度靈活性，一些無法借助于機器的手工加工方面的工作，可以通過可穿戴式機械臂來解決，并且比手工操作更高效更精準。

三、可穿戴式機械臂的應用

1、軍事方面的拓展應用

在軍事方面，士兵穿戴可穿戴式機械臂之后，能夠同時攜帶更多的武器裝備，增強單兵作戰力，提高士兵自身防護水平，又能夠較為靈活的解決實際問題，因此在軍事方面可以得到很好的應用。同時，在軍人的日常生活中，戰士們有了可穿戴式機械臂可以更容易的進行一些繁瑣的后勤工作，很多高難度動作或者很多人手不能完成的動作都可以通過機械臂來完成，提高工作效率，使戰士能夠全心全意的投入到日常的訓練及其他工作當中去。

2、醫療方面的拓展應用

在日常醫療護理中，可穿戴式機械臂可以輔助護士進行一些基礎工作，由于護士多為女士，在力量方面有所欠缺，在穿戴機械臂之后就可以很好的解決這一問題，無論是搬運病人還是其他方面，都能得到很好改善；同時可穿戴式機械臂還可以在手術中對醫生起到一定的協助作用，有很多大手術手術時間都長達十幾個小時，人的體力難以支撐，但是可穿戴式機械臂只需要對應的指令即可完成一些簡單重復、強度大的工作，且操作精準，誤差小甚至無誤差。同時，可穿戴式機械臂還能對病人的術后康復訓練起到一定幫助，幫助病人對固定口令實行重復訓練。

3、工業方面的拓展應用

在工業方面，有很多操作危險系數高又需要手工操作的工作，如點焊、弧焊、噴漆、切割或一些手工加工等，可穿戴式機械臂不僅能夠協助人體完成這些工作，還能夠按照人的意愿進行靈活的操作，從而完成精確度要求較高的各類工作，并且能夠規避一些工作中的風險。

四、對可穿戴式機械手臂進一步研發的建議

1、提高可穿戴式機械手臂靈敏性

可穿戴式機械手臂的靈敏性在其應用效果方面起決定性作用，由于其力量巨大，一旦操作中出現靈敏性問題會引發嚴重后果，因此在接下來的研發試驗中要注意提高機器人的靈敏性，增加控制其靈敏性的配件或將原有增加靈敏性的配件進行改造，使可穿戴式機械臂具備更強的靈敏性。

2、增加可穿戴式機械手臂功能性

在可穿戴式機械手臂應用過程中，一個手臂通常只有一種或一類功能，這就大大局限了可穿戴式機械臂的使用范圍。在接下來的研發中，我們可以盡量提高機器人的功能性，致力于開發多功能集一體的的可穿戴式機械臂，用最少的成本實現功能最大化，同時還能節約人力資源成本，一人即可進行多種操作。

3、擴大可穿戴式機械手臂應用范圍

在目前的研究中，可穿戴式機械手臂大部分應用于工業領域，醫療領域和軍事領域雖然也有涉獵，但是應用程度都不夠深。在接下來的研究中，我們可以發散自己的思維，利用現有技術手段為更多行業提供便利。例如，我們可以將可穿戴式機械手臂發展到服務行業中，減少服務人員的勞動強度。

結語：通過對資料的收集與分析，我們對可穿戴式機械臂有了大致的了解，在此基礎上，我們又將可穿戴式機械臂與軍事、醫療急救和工業三個方面聯系在一起，從可穿戴式機械臂的功能特點出發，闡述其在三個領域的拓展應用，希望能對可穿戴式機械臂的進一步研發打下基礎。

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