家庭贴心小助手.docxVIP

“家庭贴心小助手”简介今天，伴随着科技的飞速进步，机器人行业也高速发展，其应用也一步步地深入到我们的生活中，帮助我们解决各类问题。其中家庭服务类机器人因为其广阔的市场需求备受亲睐。家庭服务机器人是为人类服务的特种机器人，能够代替人完成家庭服务工作的机器人。几年前，家庭服务机器人的概念还和普通老百姓的生活相隔甚远，广大消费者还体会不到家庭服务机器人的科技进步给生活带来的便捷。而如今，越来越多的消费者正在使用家庭服务机器人产品，概念不再是概念，而是通过产品让消费者感受到了实实在在的贴心服务。本篇论文将介绍一个多功能模块化家庭服务机器人，贴心的机器人助手——“家庭贴心小助手”。“家庭贴心小助手”是一个服务于家庭生活，帮助主人生活得更轻松、更便捷、更健康，让主人能够感受到最贴心的服务的机器人。其功能的实现主要通过各类传感器获取各种不同信息，进行处理后通过各类执行机构达到我们的主人的要求；机器人的功能由基本功能和拓展功能共同搭建而成。“家庭贴心小助手”拥有全面完整的基本功能，可基本实现家庭服务的各项任务，其细化各类任务仅需搭载相应的拓展功能模块即可实现。这使其具有很高的全面性，可以在各方面都有可能服务于主人，让主人在家中处处感到“贴心”，实际应用前景广阔。关键词：“家庭贴心小助手；基本功能、拓展功能模块；传感器目录1.总体结构设计万向轮、可抓取物品的机械手、放置物品的平台、信号接收器、信号处理器、外设设备控制器、语音喇叭。2.整体功能设计“家庭贴心小助手”的功能包括基本功能以及拓展功能模块。其中，基本功能用于实现“家庭贴心小助手”的基本行走、手臂动作、信息交互等方面，是“家庭贴心小助手”完成家庭服务任务必须的基础性功能；拓展功能模块是基于基本功能的功能拓展，主要实现各项专门服务。可见，基本功能是“家庭贴心小助手”实现家庭服务的核心，拥有全面完善的基本功能，就可以搭载更多的拓展功能模块，实现更多的专门功能。而“家庭贴心小助手”就是建立在完整的基本功能上家庭服务类机器人。2.1基本功能2.1.1移动{路径规划、避障定速}实现可以去到指定位置，避让杂物，到位减速停止，扫描全屋位置（擦地）考虑安全性、灵活性和性价比，机器人采用轮式移动结构。共有3个轮子，前面两个轮子为驱动轮，后面一个轮子为从动轮。机器人的驱动方式是由直流电机带动前面两个轮子，从而推动机器人运动。机器人的行进速度的控制是通过PWM脉宽调制控制方式实现直流电机转速的调节。而且通过对两个电机施加不同或相同的PWM信号，通过差速调节的方式实现机器人前进、后退以及转向等功能。机器人的定位方式采用红外定位导航技术来实现机器人移动时的定位与导航。该定位系统是由红外发射接收器及无源红外标签组成。红外标签上贴有特殊材料制成的可以反射红外线的反射点。标签上的三个顶点有反射点，用来未定标签的方向及标签与红外发射接收器之间的位置关系，而其他位置用来使红外发射接收器识别标签的ID。机器人进行定位导航时，红外无源标签可贴于室内天花板上，将红外发射接收器置于机器人顶部。当检测到红外标签时，就可以将信息传输给服务机器人，通过这些坐标信息可以确定机器人的伪汉子信息，从而实现定位导航功能。机器人的移动并不是无目的的移动，每次移动都是带着特定的任务，而移动的目的地一般也是确定的。因此这里存在着机器人路径规划的问题。当机器人收到用户指令后，首先对当前的位置以及目标进行定位。基于已有的非实时的环境信息，利用路径规划算法（常用的有遗传算法，人工势场法等）规划处一条优化路径，将路径分为若干子目标作为输出，发送给动作执行模块。机器人沿着规划好的路径，遇到障碍不能继续行进就得进行局部重规划。机器人在行进过程中，需要不断地感知周围的环境以及自身的状态信息，仅仅依靠一种传感器很难完成对外部的感知。因此，机器人需要多个传感器采集自身及环境信息。一般需要采集的信息有机器人自身的位置信息、速度信息、与障碍物之间的距离信息等等。因此需要速度传感器、超声波传感器、红外传感器、电子罗盘等等。机器人上装有数字摄像头能够实现目标的识别和定位，为主控制器直接提供目标信息。机器人通过超声波传感器检测与目标物体之间的距离，并反馈给主控制器进行速度控制，实现避障功能。速度速度传感器采用可用编码盘进行测速形成闭环控制。红外传感器是是为了检测近距离物体识别周围环境变化。电子罗盘是利用地磁场来测定北极的一种器件。电子罗盘中含有主控单元（MSP430单片机）、三轴加速度传感器（SCA3000）、温度传感器（TMP100）和磁感传感器（PNII1096）等。温度传感器负责对加速度传感器和磁感传感器的测量结果进行补偿。驱动芯片负责将XYZ轴磁感传感器测量得到微弱的电流转换成MSP430可以识别的数字量，通过SPI将数据传送给主控制器，从而实现机器人方向的确定。避障策