本书梳理了人口老龄化的影响、老年人群体的基本特征、老年人的康养需求、养老相关国家政策、未来养老发展趋势，探究了智能养老辅助技术、智能养老机器人的定义、技术体系，分析了智能养老机器人的国内外研究现状，并在此基础上，以老年人洗浴辅助机器人为例，从结构、控制、在线学习、安全防护、集成及验证、发展趋势等方面系统阐述了半失能老年人洗浴机器人的设计实践，为其他智能养老辅具及机器人的设计与研发提供了参考。
本书总结了研究团队在养老机器人设计、研发、系统集成、实验验证等方面的实践成果，适合作为理工科设计实践教材和科研参考书籍，也适合民生科技从业者和对养老感兴趣且具有高中以上水平的普通读者阅读。

第1章人口老龄化及养老康复需求1

1.1人口老龄化1

1.1.1老龄化的界定与我国的老龄化现状1

1.1.2我国老龄化加速的原因2

1.1.3老龄化对社会经济和社会结构的影响4

1.2老年人群体的基本特征5

1.2.1老年人的生理特点5

1.2.2老年人的心理特点7

1.2.3老年人价值观的特点10

1.2.4老年人的性格特点10

1.2.5老年人的消费特点11

1.3老年人的康养需求11

1.3.1老年人的康养需求迫切11

1.3.2社会供需矛盾突出12

1.3.3应对供需矛盾的策略与建议13

1.4养老相关国家政策14

1.5未来养老发展趋势16

1.5.1当前养老行业现状16

1.5.2养老发展趋势17

1.5.3未来养老模式18

1.5.4国外养老模式借鉴20

1.5.5养老产业前景广阔20

本章小结21

第2章智能养老辅助技术22

2.1康复辅助器具22

2.1.1康复辅助器具的定义及分类22

2.1.2康复辅助器具的发展概况23

2.1.3康复辅助器具的创新设计25

2.2智能养老辅助技术27

2.2.1机器人技术28

2.2.2人工智能技术29

2.2.33D打印技术31

2.2.4虚拟现实技术33

2.2.5物联网技术35

本章小结36


老年人洗浴辅助技术及机器人
｜目录｜

第3章智能养老机器人37

3.1智能养老机器人的定义37

3.2智能养老机器人的分类及应用场景38

3.2.1精神慰藉机器人39

3.2.2评估防护机器人40

3.2.3功能辅助机器人41

3.2.4康复训练机器人42

3.2.5智能照护机器人43

3.3智能养老机器人的技术体系44

3.3.1基础科学问题44

3.3.2共性关键技术45

3.4智能养老机器人的国内外研究现状47

3.4.1国外的智能养老机器人47

3.4.2国内的智能养老机器人52

3.5我国智能养老机器人的发展56

3.5.1发展机遇及挑战56

3.5.2发展思路及措施57

3.5.3重点发展产品目录60

本章小结60

第4章洗浴辅助技术及机器人61

4.1洗浴的作用61

4.2洗浴的文化63

4.3洗浴的方式64

4.4洗浴辅具65

4.5洗浴机器人69

4.5.1躺浴式洗浴机器人70

4.5.2坐浴式洗浴机器人71

4.5.3便携式洗浴机器人73

4.6洗浴辅具及机器人的研究现状74

4.6.1国外75

4.6.2国内77

4.6.3存在的问题78

本章小结79

第5章半失能老年人洗浴机器人结构设计80

5.1洗浴机器人系统方案设计80

5.1.1半失能老年人洗浴特点分析80

5.1.2半失能老年人洗浴过程分析81

5.1.3洗浴机器人总体方案构思81

5.2多位姿洗浴椅的结构设计与优化85

5.2.1多位姿洗浴椅的结构设计85

5.2.2多位姿洗浴椅的结构优化87

5.2.3多位姿洗浴椅的静力学、运动学仿真分析89

5.3多角度淋浴臂的结构设计与优化95

5.3.1多角度喷淋臂的结构设计95

5.3.2多角度喷淋臂的结构优化98

5.3.3多角度喷淋臂的静力学与工作空间分析101

5.4辅助擦洗装置设计103

5.4.1辅助擦洗系统搭建103

5.4.2擦洗臂选择与擦洗滑轨设计104

5.4.3人体三维信息采集105

5.4.4擦洗臂的运动学与动力学分析107

本章小结111

第6章半失能老年人洗浴机器人的控制策略113

6.1多位姿洗浴椅的控制113

6.1.1多位姿洗浴椅的电气控制113

6.1.2多位姿洗浴椅的多位姿柔顺转换控制117

6.2多角度喷淋臂的控制120

6.2.1多角度喷淋臂的电气系统设计与优化120

6.2.2多角度喷淋臂的控制系统设计121

6.3辅助擦洗装置的控制126

6.3.1人体三维点云处理、提取与分割126

6.3.2擦洗臂的擦洗路径规划135

6.3.3擦洗臂的轨迹跟踪与柔顺控制154

本章小结160

第7章半失能老年人洗浴机器人的在线学习策略161

7.1智能洗浴机器人的洗浴模式设计161

7.1.1洗浴范式设计161

7.1.2老年人洗浴难点162

7.1.3洗浴模式建模163

7.2洗浴模式推荐164

7.2.1洗浴模式分类164

7.2.2XGBoost多分类原理165

7.2.3基于XGBoost的模式推荐166

7.2.4洗浴模式在线学习168

7.3洗浴系统控制终端设计168

7.3.1服务端设计169

7.3.2客户端设计170

7.4洗浴系统洗浴模式管理设计172

7.4.1MVC框架实现172

7.4.2洗浴功能界面设计174

7.4.3系统运行结果176

本章小结176

第8章半失能老年人洗浴机器人的安全防护策略178

8.1人机安全防护简介及策略分类178

8.1.1人机安全防护简介178

8.1.2安全防护重要性分析179

8.1.3安全防护策略的分类179

8.2人机工程学分析181

8.2.1人机工程学简介181

8.2.2洗浴椅人机工程学分析182

8.3多位姿洗浴椅的重心随动调节机构设计185

8.3.1机构设计准备工作185

8.3.2重心随动调节机构的设计思路186

8.3.3重心随动调节机构的设计、制造和优化186

8.4多位姿洗浴椅的多传感器融合187

8.4.1多位姿洗浴椅多传感器融合原理187

8.4.2洗浴椅多传感器融合控制技术188

8.5多角度喷淋臂的水温调节与预警191

8.5.1水温调节与预警原理191

8.5.2水温调节系统的设计与实现191

8.5.3预警装置的设计与实现193

8.6擦洗臂的恒力跟踪194

8.6.1稳定误差分析194

8.6.2自适应控制算法195

8.6.3联合仿真196

本章小结201

第9章半失能老年人洗浴机器人系统集成及验证202

9.1系统集成202

9.1.1样机集成202

9.1.2设备标定205

9.1.3通信系统搭建211

9.1.4电气系统搭建211

9.1.5控制系统搭建213

9.1.6监控系统搭建214

9.2验证实验216

9.2.1洗浴椅和喷淋臂协同淋浴实验216

9.2.2擦洗臂模拟人擦洗实验217

9.2.3洗浴擦洗真人演示实验222

本章小结225

第10章老年人洗浴机器人的发展趋势226

10.1模块化226

10.1.1易于维护和更换227

10.1.23D打印技术用于个性适配228

10.1.3模块功能拓展与组合创新228

10.2个性化229

10.2.1身体差异化设计230

10.2.2数据监测结果个性化定制231

10.2.3服务场景拓展个性化231

10.3家庭化232

10.3.1便于运输与安装233

10.3.2家庭操作简易化234

10.3.3与智能家居生态融合235

10.4信息化235

10.4.1数据交互与共享236

10.4.2医疗服务信息化237

10.4.3信息安全保障238

10.5智能化240

10.5.1自适应学习241

10.5.2多模态传感器融合241

10.5.3交互体验优化243

本章小结244

参考文献245