随着我国人口老龄化趋势的逐年加剧,老年人的社会服务资源紧缺问题日益突出,特别是对于行动不便的老年人群。目前我国老年人的长期护理方式主要是以家庭成员或雇佣保姆等护理方式为主,也有部分老人在医院的老年病区或社会养老机构接受长期护理服务。这两种护理方式都会对家庭和社会医疗资源造成不可避免的负担。为了缓解这一现状,移乘护理机器人必然是未来医疗护理机器人领域的发展核心。本课题基于自主研制的移乘护理机器人实验平台(简称实验平台),采用人体生物力学的研究方法,对移乘护理过程的行为安全及人体舒适性进行了分析研究。首先,本课题分析了人体生物力学的肌骨建模方法。借助人体生物力学建模仿真软件(Anybody Modeling System)建立了实验平台模型和人体肌骨模型,并定义了人-机耦合模型的边界条件。为了便于分析,对人体的全身肌肉群进行合理划分,从肌肉群的角度研究人体舒适机理。其次,根据人体重心计算方法建立重心位置与实验平台主要参数的函数关系;通过现场实验的方法探究动作过程中速度因素对人体舒适度的影响规律,同时利用人机主要接触位置的传感器采集相关力信息,分析人体在移乘动作过程的受力变化。对比仿真与实验的结果,验证了人机耦合模型的有效性和可行性,为后续研究奠定了基础。然后,利用人机耦合模型设计仿真实验来进行实验平台主要参数的优化分析。选取肌肉活性和关节力矩作为人体舒适性的评价指标,分别对不同体型参数的人体模型进行仿真实验。优化前对已划分的肌肉群进行进一步的主成分筛选,得到每部分肌肉群的核心肌肉。实验结果得到实验平台各参数对人体舒适性的影响规律,通过对各参数的组合优化得到最优参数组合。借助优化前后关节力矩的对比进一步说明结果的可靠性。最后,分析总结移乘护理过程可能出现的危险情况,建立了危险指数评估体系。根据实验数据,采用回归分析分别建立基于人体生物负荷的不舒适度模型和基于人机主要参数的不舒适度模型。最终通过不舒适度模型可以对移乘护理过程的人体舒适程度进行合理的预测评价参考,具有重要的实际意义。