智能服务机器人.doc

《机器人概论》课程我的智能服务机器人学生: 专业: 车辆工程班级: 学号: 关键词: 智能;服务机器人;自由度;电驱我国机器人研究开始于 20 世纪 70 年代,与发达国家相比起步稍晚,但随着近年我国产业结构调整升级不断深入和国际制造业中心向中国的转移,我国的机器人市场将进一步加大,市场扩展的速度也会进一步提高。过去 3年来,我国机器人市场发展迅猛,年均增长超过 40% ,增长率居全球首位。在国内,工业机器人比较受青睐的就是机械手。机械手为各类新型电子部品的组装、器具制造加工技术。机器人细分到如:自动焊锡机器人、移动印刷机器人、自动打螺丝机器人、自动切割机器人、自动涂油机器人、自动点胶机器人等。随着工业机器人技术不断发展壮大及人们生活水平的不断提高,文化生活日益丰富多彩,未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人们的生活,其市场将繁荣兴旺,为此我将设计一款智能服务机器人。 1、设计目的及发展潜力(一)设计目的进入 21世纪,中不断提高,文化生活日益丰富多彩,对物质和精神文明有了更高的追求,因此催生出对智能服务机器人的刚性需求。智能服务机器人不仅可以应用在相关职能部门,能加快办事效率,简化办事流程,便捷生活;智能服务机器人还可以应用在社会服务机构,例如养老院等,起优化服务结构,改善生活品质等作用。智能服务机器人应用在社会生活的方方面面,可满足人们物质及精神需要,做人类身边的小助手、知心人,使人们生活水平更上一台阶。(二)发展潜力我国政府对服务机器人的发展给予的很多的帮助和扶持, 2014 年4月1日中华人民共和国科学技术部印发服务机器人科技发展“十二五”专项规划的通知,以《国家中长期科技发展规划纲要(2006-2020) 》为指导,贯彻《国民经济和社会发展第十二个五年规划》精神,落实《国家“十二五”科学和技术发展规划》提出的重点任务, 结合国家高技术研究发展计划( 863 计划),围绕国家安全、民生科技和科技引领发展的重大需求,应对公共安全事件, 适应老龄化社会, 满足国家安全与民生科技的日益增长需求等, 提供强有力的技术支撑,把服务机器人产业培育成我国未来战略性新兴产业。以前瞻产业研究院发布的 2012 —2013 年国内部分服务机器人行业上市公司营业收入规模数据表为例,近年来服务机器人行业发展优势大,潜力足。 2、智能服务机器人的功能及其动作智能服务机器人主要功能是检测和感知用户的动作、语言,与机器人计算机系统储存的信息,数据进行对比,以作出控制、决策、管理、操作等命令,完成用户所需要求。智能服务机器人动作有:利用视觉传感器检测用户动作,利用听觉传感器搜集用户语言及周围环境的语言,利用语言系统与用户进行语言交流, 利用视觉传感器,位置传感器和接近觉位置传感器检测周围环境状况并精确完成任务,当然还有是一系列的机械动作,例如:行走的加速或匀速运动;手的抓, 拿,夹,拎,捏动作;手臂的直线,回转,仰俯等复合运动等等。 3、智能机器人应用场合智能机器人可以应用在家庭,完成家庭生活琐碎的家务,可以看家防止盗窃; 可以应用在相关职能部门办公大厅,起引导,分流,便捷的作用;可以应用在各大展厅及公司宣传部门,用于讲解,宣传;还可以应用在服务机构,例如养老院, 托儿所等,用于优化服务结构,聊天谈心及满足用户的相关需求。 4、智能机器人的主体结构(一) 末端执行器这款智能机器人采用仿生灵活手,结构如图( 1)所示,它由底座、支板、近指节、中指节、远指节、滑轮、电位计、绊钉和各类传感器组成。受驱动源、驱动电路板体积的限制,使驱动器与转动关节的空间距离较远且路径不规则,我们采用腱传动(绳索传动)。仿生灵活手共有五个手指, 15个自由度,其中四个手指组成完全相同,每根手指共有三个关节,均使用仰俯转动副;而大拇指也有三个关节,其中远指节使用的是轴线转动运动副,中指节和近指节使用的是仰俯转动副,因此它能模仿几乎人手指完成各种复杂动作。图(2)、图(3)是拇指和其余四指的结构简图;表(1) 、表(2)是四指和拇指各关节转动的角度范围。仿生灵活手四指运动简图拇指运动简图图( 1)图( 2)图( 3) 四指近指节中指节远指节角度θ/° 0~70 -10~110 -20~90 表( 1)四指各关节仰俯转动范围拇指近指节(仰俯) 中指节(仰俯) 远指节(轴线转动) 角度θ/° -5~90 -10~90 0~60 表( 2)拇指各关节转动范围(二) 手腕这款智能服务机器人我们采用的是三自由度 BBR 手腕,使手部具有沿 X、 Y、Z轴仰俯、偏转、翻转运动,即 RPY 运动。图(4)为三自由度 BBR 手腕的运动简图。图( 4