外骨骼康复机器人研究现状及关键技术课件

外骨骼康复机器人研究现状及关键技术外骨骼康复机器人研究现状及关键技术外骨骼康复机器人研究现状及关键技术外骨骼康复机器人研究现状及关键技术主要内容外骨骼机器人的研究现状②外骨骼机器人的关键技术可穿戴式康复外骨骼机器人④外骨骼机器人的发展趁势一、课标分析：《中小学信息技术课标》指出：“中小学信息技术课程的主要任务是:培养学生对信息技术的兴趣和意识，让学生了解和掌握信息技术基本知识和技能，培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。”信息技术课注重对学生中和处理信息能力的培养，强调以学生为主体的信息收集、处理和应用的实践活动，为信息技术教学营造“宽松、主动、愉悦”的学习氛围，使学生“在快乐中活动，在活动中学习，在学习中创造”。二、教材分析：三、学情分析：受学校条件所限，上课时2个学生一台电脑，机房配有一台服务器，装有多媒体教学系统，提供广播教学，监视监听、转播示范等功能，对课堂组织有利。三年级学生正处在信息技术学习的最初阶段，动手实践能力及信息技术知识较差，但对信息技术有浓厚的兴趣以及好奇心，能根据教师的演示做模仿，部分同学能在教师的提示下进行操作。这些情况就要求学生积极参与课堂中来，本人采用了小组互助式学习模式，新授这一节课内容。四、教学目标分析：知识与能力：（二）了解设置图片格式不同，能根据需要自主选择。过程与方法：情感态度与价值观：通过操作在形成作品的过程中积极主动学习和利用信息技术，培养学生的实践能力、审美能力，团结互助的精神及古文化底蕴,发展学生创造思维、对美的体验和欣赏，让学生学会创作美。教学重点：教学难点:图形缩放和图形环绕方式的操作和设置教具准备：（一）多媒体网络教室；（二）大屏幕投影；（三）教学演示课件；（四）资源库。五、教学方法分析：采用“分层―协作”的模式进行教学多种方法来激励学生，使其充分体验到帮助其他学生，从而形成良性循环。六、说教学过程：教师活动学生活动设计意图（一）激趣导入1、古诗小游戏2、出示各种配图古诗作品师：你们看了有什么感想？（从学生回答中，教师作针对性的评述，多从鼓励的角度出发。）1、参与游戏2、学生欣赏各种配图古诗作品，让学生观察图文内容、色彩搭配情况、位置排布情况等，对照诗意，研究一下所配的画不是符合诗意，让学生思考回答如果自己来配画将怎样处理？本环节以学生小游戏方式开始，使孩子们能轻松进入学习氛围，欣赏各种配图古诗作品时激发学生大胆地提出自己独特的见解，引导学生广开思路，激发学生给古诗配画的兴趣。（二）分层导学1、引导学生理解本课的学习内容（1）找工具（找到word）（3）找一找：（寻找适合的图片）A、从网上下载。B、……（4）做一做：（插入图片）（5）图形缩放单击图形，A、用鼠标拖动图形控制柄直至需要的尺寸大小后释放鼠标。B、……（6）图形环绕方式A、右击图片，在菜单中选择“设置图片格式”B、……（7）画中写古诗A、“视图――工具栏――绘图”调出绘图工具栏……2、引导学生看书，理解教材1、在教师的引导下理解本课学习内容及操作工程。（由学生充当小教师演示讲解）2、在理解学习内容的基础上，仔细看教材。首先通过理解学习内容，再经过课件讲解和看书夯实基础，然后通过操作练习巩固，为以下教学做铺垫。学生结合教材，通过自主探究，从而学到新知，更能加深他们对知识的理解与记忆，充分体现了学生的主体地位。这是教师在课堂中采用“放”的过程。（三）协作学习：1、分配任务2、提示学生查阅教材小提示或观看自动教学课件演示片断3、组织小组讨论，解决问题。1、倾听教师布置的任务，后本小组内完成分工工作。2、学生查阅教材小提示或观看自动教学课件演示片断3、小组讨论，解决问题。课堂上安排“小组活动”使每个学生互帮互学，可以培养学生自主学习的能力，同学间的交流更容易理解掌握，从而更快的学到新知。通过学生的不同探索，发现更多的问题和方法，使教学内容更丰富，充分体验到帮助其他学生的成就感，从而形成良性循环。（四）创作作品：教师巡视，相机指导。学生学会基本操作，小组协作完成作品通过前面一系列活动在掌握本课操作及知识要点的情况下，学生小组合作更易形成作品，取得成功。（五）互评提高：1、通过多媒体网络教学广播系统展示学生的作品2指导让学生从版面设计、色彩作用等方面互相评价1、观看作品2、听取意见、互相评价、借鉴启发。3、再对自己的作品进行修改。通过自评、互评，培养学生的审美情趣和语言表达的能力，使学生体验到成功的喜悦，说出自己今天所学的收获，使知识更条理化，加深对知识的记忆。（六）课后交流小结：1、教师组织学生讨论2、教师以谈话的方式引导学生总结出今天的学习收获等。1、学生向大家介绍一下自己的作品，解释所选古诗的含义，选取该图画的原因，以及图画在哪些方面表达了古诗的哪些意境等2、请学生充当小老师，汇报学习的成果，演示讲解主要操作步骤。加深学生的理解和掌握为以后的学习打下坚实的基础七、教学反思本课先从激发学生兴趣开始，用学生感兴趣的古诗小游戏创设了课堂教学情景，并通过对比的古诗图提出问题，引起学生思考，让其形成学习动机，这是取得良好教学效果的重要条件和前提。从学生反应来看，效果很好，导入很成功。当学习问题呈现后，并不是由教师给出答案，而是放开学生，先让其凭自己现有的能力去解决。学生的思维被一再的调动，情绪时而轻松愉悦，时而紧张激烈。当部分学生有能力解决，或者部分解决问题后，再利用学生们争强好胜，喜欢受到表扬和羡慕的心理，让学生去做演示，让学生去教学生，这样做学生的关注程度会更高，比由教师讲授得到的效果好得多。从课堂情况看，达到了预定的目的。还有，在课堂教学过程中，发现有的学生并不是不知道方法，而是因为着急或者打字速度方面的原因操作比较慢，所以对于这样的学生，应该再注意单独给他们一些发言的机会，为他们提供了需要的舞台。一、活动对象六年级学生二、活动目标1.结合学生交往中的生活体验，了解日常生活中各种诚信的形式，认识诚实守信的重要意义。2.让学生体会“我失信于人、别人失信于我”时的感受，对自己不诚实的行为感到内疚和不安。3.使学生从小养成诚实守信的良好品德，为以后品德习惯的养成打下基础。三、活动准备1.学生制作信任卡。2.学生收集生活中与诚信有关的资料。3.准备守信于人及失信于人的小故事。4.师生共同收集一些与诚信有关的格言警句。四、活动过程活动一：演讲故事1.教师演讲故事《失信的商人》。2.学生演讲自己搜集的有关诚信的故事。3.谈话。在日常生活中与人交往，我们经常会被诚信的行为所感动，又为不诚信的行为而气愤。让我们一起来回顾生活中的交往，共同感受交往中的诚信。活动一设计意图：以故事的形式引发学生的思考，学生在听故事、讲故事的过程中加深对诚信的认识。活动二：你是我信任的人1.引导学生思考：在与同学的交往中，哪些人是你信任的人？想想信任的理由，并举例写出与他们交往中值得你信任的事例。2.课件出示（生活中常见的一些事例）事例一：我信任我的妈妈，她说话算数。上学期她说，只要我的学习成绩有进步，暑假就带我去北京旅游。假期里，她真的带我去北京了。事例二：我信任我的好朋友王欣欣，她无论是借书还是借钱，都会按时还我。所以当她向我借其他东西时，我会毫不犹豫地借给她。3.打开准备的信任卡写一写：我所信任的人的姓名;信任他（她）的原因;交往中的事例。（课件出示表格）4.指一名学生读一读自己的信任卡，并把信任卡交给所信任的同学，让被信任的同学也说一说自己收到卡片的感受。活动二设计意图：这个活动一方面帮助学生思考自己为什么信任这个同学，另一方面使收到卡片的学生产生被信任的感动，使学生知道，诚实守信是赢得别人信任的关键。活动三：我和承诺有个约会1.谈话提问：生活中诚实守信的人被人信任，愿意交往。然而生活中也有一些不诚实守信的人，当我们遇到时会有怎样的感受呢？2.辨析学生在生活中常出现的两个事例（课件出示），让学生角色扮演。事例一：于小飞：王子玉，把这本故事书借给我看看好吗？我明天一定还给你。王子玉：于小飞，把我的书还给我吧！于小飞：我还没看完呢，过几天再还给你！事例二：李琳：张天明，明天上午9点，我们一起去动物园玩，好吗？张天明：好吧，明天见！张天明妈：天明，姥姥来电话说想你了，今天我带你去看姥姥。张天明：我已经跟同学约好去动物园了，怎么办呢？那还是去姥姥家吧。3.小组讨论评议汇报以下几个问题供学生参考（课件出示）：（1）于小飞失信于王子玉，王子玉当时的感受会是怎么样呢？如果我是于小飞，会怎么做？（2）如果自己是李琳，会怎么看待张天明？如果你是张天明，通过今天的学习你会有什么想法？4.教师小结当你和别人交往时，别人不诚实守信，失信于你时，你会不高兴，也许不愿意和他交往;同样，当别人和你交往时，你不诚实守信，失信于别人，别人也会不高兴，也许不愿意和你交往。所以我们在交往中一定要诚信。活动三设计意图：这两个事例是学生生活中经常会遇到的，辨析意在唤起学生自己相似的生活体验，激起相似的共鸣，进一步感受交往中的诚信。活动四：诚信格言1.课件出示相关诚信格言，让学生自己轻声读一读，再说说自己收集的。2.学生每个人选择一句警示自己的诚信格言抄写到书本上，也可以是自己收集的。3.教师总结诚信是做人之本，需要从小培养，希望同学们在平时的点点滴滴中注意要做到诚实守信，做一个诚信的好孩子。活动四设计意图：让学生收集、学习诚信格言的做法会给学生的进一步学习、领悟做有效的行为指导，为以后品德习惯的养成打下基础。外骨骼康复机器人研究现状及关键技术主要内容外骨骼机器人的研究现状②外骨骼机器人的关键技术可穿戴式康复外骨骼机器人④外骨骼机器人的发展趁势外骨骼机器人的研究现状定义外骨骼机器人:是种结合了人的智能、机械动力装置和机械能量的人机结合的可穿戴设备。按结构可将外骨骼机器人分为上肢、下肢、全身及各类关节机器人应用外骨骼机器人的研究现状Stelarc外骨骼是一款肌肉机器人外形与蜘蛛人类似,长有6条腿,直径日本Tmsuk公司开发的T52Enryu,重达到5米。它是一种混合人机,充气和量近5吨,身高达3米,可用于任何灾害的放气之后便可膨胀和收缩,与其他外骨救援工作中,能帮助工作人员清理路上的碎片,能够举起重量近1吨的重物,机械臂骼相比具有更高的灵活性。使用时,操作人员需站在中间,控制机器朝着面部则可以完成所有类型的工作。方向移动。Stelarc外骨骼由流体肌肉传动装置驱动,装有大量传感器。、外骨骼机器人的研究现状被谋杀的教授步行辅助设备,由美由美国国防高级研究计划局国弗吉尼亚理工大学的凯文格拉纳塔教(DARPA设计的伯克利布里克外骨授研制的下肢外骨骼机器人,能够帮助骼机器人(BLEEX),可以帮助士少肌症患者恢复身体机能,少肌症可导兵,营救人员以及其他应急人员轻致人体的骨骼肌流失他研制的步行辅助松携带各种设备。外骨骼却仍在帮助着很多患者。、外骨骼机器人的研究现状日本科技公司“赛百达因研制的HAL-5是一款半机器人,它装有主动控制系统,肌肉通过运动机甲外骨骼机器人,高脑控外骨骼系统:由美国密神经元获取来大脑的神经信号,约5.48m,由美国阿拉斯加歇根州大学神经力学实验室设计进而移动肌与骨骼系统。HAL(混州工程师洛斯-欧文斯发明见骨骼、肌肉与神经系统合辅助肢体)可以探测到皮肤表面由内部的驾驶员操控行走。之间的交互作用,所有骨骼和肌非常微弜的信号。动力装置根据接肉均有大脑直接控制。收的信号控制肌肉运动外骨骼机器人的研究现状松下充气式外骨骼,引力平衡腿部矫形器在设计上用于帮助佩戴者在用于帮助偏瘫患者,肘部不受引力影响下走路。由于消除了引力影响,这也和腕部装有传感器,允许就意味着轻偏瘫患者在这种矫形器帮助下可以很容手臂控制8块人造肌肉易行走。借助于这种设备,轻偏瘫患者可以重获力人造肌肉内装有压缩空气量和控制能力。可以进行调节,能够在腿部移动和用于挤压瘫痪的部位引力之间实现一种平衡。外骨骼机器人的关键技术机械结构要全面的分析人体外骨骼机器人的控制模型可节的运动范围和运动特点,设计时,应以分为:感知层,控制层,决策该考虑层(1)尽量遵循拟人原则,外骨骼各肢控制系统需要确保外骨骼能体关节等机械形状和尺寸参照人体(快速准确的响应人体的各种动作GB1000-88),还要考虑外骨骼与不同操作者(2)外骨骼各关节如:膝、髋踝关之间的默契,即需要有一定的学节,自由度要考虑到人体相应关节,确习能力,以适应不同操作者的运保其运动形式与人的运动形式相同,且动特点各关节要有一定的运动范围,使其既不限制人体运动又确保动作的安全;(GB24436-2009)(3)能在不同的环境使用,如:楼梯目前外骨骼机器人主要以蕾电池供电,移动范围受到蓄电池的容量和效率的限制如何提高蓄电池单位体积的容量和外骨骼的体积小,质量轻,并且能使用效率是关键问题够提供足够大的力矩或扭矩未来可以寻求新能源技术同时要具有良好的散热性能包括:太阳能,生物能,解决能目前常用的设备驱动主要源发展的技术瓶颈。有:液压驱动,气压驱动和电二、外骨骼机器人的关键技术定义:利用电力设备并调节电参数来传递液压驱动动力和进行控制的传动方式定义:以液体为工作介质进行能√优点:技术成熟,结构简单,无污染量传递和控制的传动方式,信号传递迅速且易于实现自动化√优点:惯性小,结构简单,可√缺点:动态平衡特性差,质量大,惯靠性高,工作稳定性大,换向慢;√缺点:受压液体容易泄露,工√代表:日本驻波大学的外骨骼机器人作噪声较大,能源使用效率低HAL系列。传动速度低电机驱动代表:类国伯克利分校研制的∠定义;以压宿空气为工作介质进行能量传速