摘 要：簡述了一種移動式服務(wù)機器人平臺的總體設(shè)計思想，該機器人平臺結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、具有雙臂作業(yè)的功能。機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，對該機器人的雙目視覺定位裝置、移動平臺、控制方案及路徑規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)進行了分析。這對為下一步研制出人型化的、具有一定作業(yè)能力的概念型陪護機器人提供一定的理論和實驗基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：服務(wù)機器人; 移動平臺; 雙臂作業(yè)；路徑規(guī)劃 0 引 言 目前,商業(yè)化的機器人已經(jīng)大量應(yīng)用于制造業(yè)。但是在機器人領(lǐng)域中，一種新的、有蓬勃生命力的服務(wù)機器人已經(jīng)出現(xiàn)并且迅速發(fā)展起來。服務(wù)機器人指的是一種半自主或全自主工作的機器人,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)機器人是指除工業(yè)機器人之外的各種機器人,主要應(yīng)用于服務(wù)業(yè),包括室內(nèi)機器人和室外機器人。 當(dāng)前，隨著世界性的社會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機器人、助行機器人、康復(fù)機器人、智能輪椅等，統(tǒng)稱為“助老/助殘服務(wù)機器人”已開始受到世界各發(fā)達國家的高度重視，成為了世界范圍內(nèi)的研究熱點。 目前，國內(nèi)在助老/助殘服務(wù)機器人的研究盡管是剛剛起步，但是在某些機器人關(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)了一個七自由度移動式護理機器人,該機器人是以高位截癱作為護理對象, 目標(biāo)是在無人看護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)機器人；中國科學(xué)院自動化研究所研制了一種具有視覺和口令導(dǎo)航功能并能與人進行語音交互的機器人輪椅；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。 針對助老助殘陪護機器人的特點，文中研究了一種移動式雙臂作業(yè)型服務(wù)機器人的實驗平臺，該平臺結(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 平臺總體架構(gòu) 結(jié)合863項目“助老助殘服務(wù)機器人”中智能陪護機器人“概念樣機”的要求，本文中陪護機器人實驗平臺的目標(biāo)是針對老年人和傷殘人員的生活需要，基于路標(biāo)檢測、視覺CCD跟蹤、超聲波傳感器等多傳感器信息融合技術(shù)進行導(dǎo)航控制，在一定的結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，實現(xiàn)機械夾手跟隨目標(biāo)位置的移動，進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。機器人平臺主要由視覺導(dǎo)航定位裝置、多自由度機械手臂、移動平臺組成。機器人平臺結(jié)構(gòu)中，除電機、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。為防止平臺在機械手抓取水杯時，產(chǎn)生平臺的傾覆問題，利用蓄電池配重，使得平臺中心后移。機器人平臺的結(jié)構(gòu)如圖1所示。 一種移動式雙臂作業(yè)型服務(wù)機器人平臺的研制全文下載