迎賓機(jī)器人外形結(jié)構(gòu)設(shè)計方案:卡通形象,觸摸屏,機(jī)械臂和機(jī)械手

智能迎賓服務(wù)機(jī)器人是一種智能自主移動并可與人做交流的機(jī)器人，具有自 主行走、自動避障、遙控操作、與人交流等基本功能，通過自我展示、表演以及與人 互動來迎賓、傳遞信息，表現(xiàn)智能機(jī)器人的功能，生動地介紹各種知識，并使參觀者 獲得機(jī)器人的基本概念和印象。智能迎賓服務(wù)機(jī)器人常用于科技館、展覽館以及 大型活動的迎賓接待。

假設(shè)迎賓機(jī)器人服 務(wù)于一個模擬的“餐廳”,機(jī)器人可為用戶進(jìn)行環(huán)境介紹、致歡迎詞和引導(dǎo)服務(wù)，并 可在餐廳內(nèi)自由地走動，到固定位置取資料或茶水，并且和餐廳內(nèi)其他的服務(wù)機(jī)器 人進(jìn)行信息交互等。

該款迎賓機(jī)器人能綜合演示以下功能：

(1)用戶通過無線控制指令和觸摸屏指令操控：

·迎賓機(jī)器人的移動(前進(jìn)、倒退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停車)。

· 固定位置取物(資料、茶水)。

(2)自主服務(wù)：機(jī)器人能自主識別用戶身份(RFID), 為用戶進(jìn)行環(huán)境介紹、致 歡迎詞和引導(dǎo)服務(wù)。

(3)自主導(dǎo)航：機(jī)器人基于RFID 導(dǎo)航和全自主超聲避障。

迎賓機(jī)器人采用造型活潑的卡通形象，其外形如圖7-3-7所示，頭部有雙目視覺傳感器，身體部分主要包括觸摸屏、機(jī)械臂和機(jī)械手。身高約1.4～1.5m, 采 用 輪式移動方式，Z高移動速度約18m/min 。 可自主完成接待、導(dǎo)引、語音提示、點(diǎn) 菜等服務(wù)工作。連續(xù)工作時間不小于2小時。主要參數(shù)如下：

重 量：約50kg。

自由度：頭部：1個自由度。

手臂：6個自由度(每個手臂)。

身體：1個自由度。

手：1個自由度(每個手)。

行走機(jī)構(gòu)：2個自由度。

速度：Z高時速1 .8km/h。

( 1 ) 手 臂 外 形 及 自 由 度 配 置 。 手 臂 共 有 6 個 自 由 度 ， 手 有 1 個 自 由 度 。 手 臂 關(guān) 節(jié) 由Maxon 有 刷DC 電機(jī)經(jīng)諧波減速器驅(qū)動，手由功率舵機(jī)驅(qū)動。

(2)頭部機(jī)構(gòu)。機(jī)器人頭部的主要功能是安裝視覺傳感器，因?yàn)榧彝シ��?wù)型 雙臂移動機(jī)器人主要依靠視覺來控制，因此頭部的位置及頭部安裝視覺傳感器 的位置決定了視覺傳感器的可視范圍。所以對于依靠視覺來控制的機(jī)器人，頭 部的設(shè)計非常重要。一般來講，頭部都需要互相垂直的兩個自由度來使視覺傳感 器能夠?qū)��?zhǔn)機(jī)器人前方的每一個位置，考慮到機(jī)器人整體可以通過雙輪差速的行 走機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)動，所以頭部的自由度可以簡化到一個，即一個類似點(diǎn)頭的自由度。 這樣，配合身體的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，一個自由度的頭部可以實(shí)現(xiàn)與二個自由度的頭部同樣 的可視范圍。并且使頭部的結(jié)構(gòu)簡化，重量減輕，更方便控制。

(3)移動機(jī)構(gòu)。迎賓機(jī)器人采用4個全方位輪驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)在同一平面上3自 由度的運(yùn)動，更加保證了機(jī)器人運(yùn)動的靈活性

(4)身體機(jī)構(gòu)。機(jī)器人身體部分采用異型鋁型材構(gòu)建而成，實(shí)驗(yàn)后驗(yàn)證了具 有足夠的強(qiáng)度支撐2支手臂及其他部分的重量。