摘 要：簡述了一種移動(dòng)式服務(wù)機(jī)器人平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)思想，該機(jī)器人平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、具有雙臂作業(yè)的功能。機(jī)器人的雙臂選用了不同的構(gòu)型結(jié)構(gòu)，通過雙臂協(xié)調(diào)控制可完成物體的跟蹤、抓取、平穩(wěn)傳遞。另外，對(duì)該機(jī)器人的雙目視覺定位裝置、移動(dòng)平臺(tái)、控制方案及路徑規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。這對(duì)為下一步研制出人型化的、具有一定作業(yè)能力的概念型陪護(hù)機(jī)器人提供一定的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：服務(wù)機(jī)器人; 移動(dòng)平臺(tái); 雙臂作業(yè)；路徑規(guī)劃 0 引 言 目前,商業(yè)化的機(jī)器人已經(jīng)大量應(yīng)用于制造業(yè)。但是在機(jī)器人領(lǐng)域中，一種新的、有蓬勃生命力的服務(wù)機(jī)器人已經(jīng)出現(xiàn)并且迅速發(fā)展起來。服務(wù)機(jī)器人指的是一種半自主或全自主工作的機(jī)器人,它能完成有益于人類的服務(wù)工作,但不包括從事生產(chǎn)的設(shè)備。從廣義上說服務(wù)機(jī)器人是指除工業(yè)機(jī)器人之外的各種機(jī)器人,主要應(yīng)用于服務(wù)業(yè),包括室內(nèi)機(jī)器人和室外機(jī)器人。 當(dāng)前，隨著世界性的社會(huì)老齡化問題的日益嚴(yán)重和提高殘疾人生活質(zhì)量的迫切需要，主要面向老年與殘疾人的陪護(hù)機(jī)器人、助行機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、智能輪椅等，統(tǒng)稱為“助老/助殘服務(wù)機(jī)器人”已開始受到世界各發(fā)達(dá)國家的高度重視，成為了世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。 目前，國內(nèi)在助老/助殘服務(wù)機(jī)器人的研究盡管是剛剛起步，但是在某些機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研究等方面已具有了較好的研究基礎(chǔ)。如：李建軍等開發(fā)了一個(gè)七自由度移動(dòng)式護(hù)理機(jī)器人,該機(jī)器人是以高位截癱作為護(hù)理對(duì)象, 目標(biāo)是在無人看護(hù)的情況下替患者完成取藥、送水、翻書等工作；李瑞峰等研發(fā)了一種雙臂作業(yè)型智能服務(wù)機(jī)器人；中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所研制了一種具有視覺和口令導(dǎo)航功能并能與人進(jìn)行語音交互的機(jī)器人輪椅；上海交通大學(xué)開發(fā)成功一種聲控輪椅，使用者只需發(fā)出簡單的語音指令，輪椅可在1-2 秒內(nèi)按指令執(zhí)行等。 針對(duì)助老助殘陪護(hù)機(jī)器人的特點(diǎn)，文中研究了一種移動(dòng)式雙臂作業(yè)型服務(wù)機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、可在一定的結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，通過雙臂協(xié)調(diào)完成取水、倒水、平穩(wěn)傳遞物品的任務(wù)。 1 平臺(tái)總體架構(gòu) 結(jié)合863項(xiàng)目“助老助殘服務(wù)機(jī)器人”中智能陪護(hù)機(jī)器人“概念樣機(jī)”的要求，本文中陪護(hù)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的目標(biāo)是針對(duì)老年人和傷殘人員的生活需要，基于路標(biāo)檢測(cè)、視覺CCD跟蹤、超聲波傳感器等多傳感器信息融合技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航控制，在一定的結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)機(jī)械夾手跟隨目標(biāo)位置的移動(dòng)，進(jìn)而與改造后的水杯配合，完成取水、倒水、平穩(wěn)傳遞物品的功能。機(jī)器人平臺(tái)主要由視覺導(dǎo)航定位裝置、多自由度機(jī)械手臂、移動(dòng)平臺(tái)組成。機(jī)器人平臺(tái)結(jié)構(gòu)中，除電機(jī)、蓄電池及標(biāo)準(zhǔn)件外，所有材料選用鋁型材、輕質(zhì)鋁板及尼龍棒料。為防止平臺(tái)在機(jī)械手抓取水杯時(shí)，產(chǎn)生平臺(tái)的傾覆問題，利用蓄電池配重，使得平臺(tái)中心后移。機(jī)器人平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。 一種移動(dòng)式雙臂作業(yè)型服務(wù)機(jī)器人平臺(tái)的研制全文下載