多功能家庭服务机器人的设计
在二十一世纪初的今天，机器人行业正处于高速发展的进程中，其中家庭服务机器人更是因为广阔的市场前景和积极的社会效应而备受青睐！而人口老龄化、社会智能化正是其产业蓬勃发展的催化剂。家庭服务机器人因其功能齐全、性能稳定、操作方便、技术更新快、能很好的满足日益增长的市场需求等特点而广受研发者和投资者的喜欢。因此，对多功能家庭服务机器人的研究是很具有实际意义的。 当前，服务机器人的设计涉及外形机械系统、硬件控制系统和软件控制系统三个部分，各个系统的独立工作和协同合作是其性能体现的关键。本文从实际工程问题出发，对家庭服务机器人的三个部分进行研究设计。研究内容如下： (1)对移动机构和五自由度手臂的设计和分析； (2)基于ARM7的家庭服务机器人控制系统硬件设计； (3)基于μC/OS-II的家庭服务机器人控制系统软件设计； 首先，本文根据家庭服务机器人的工作环境和工作内容，提出了三轮两差分驱动的移动机构和五自由度的抓持机构，之后对移动机构作了运动分析，然后利用D-H法则对机械手进行位置正逆解，运用机器人速度雅可比（Jacobi）对机械手进行速度正逆解，利用拉格朗日法（langrange）对机械手进行动力学分析。在此基础之上进行动力元件选型和机构参数优化，最后实现机构的可靠执行。其次，设计了基于LPC2138的嵌入式硬件系统，并用PROTUES搭建硬件电路控制图，该系统有效的规划集成了众多硬件资源，实现了家庭服务机器人的多功能需求。最后，利用ADS（ARMDeveloperSuite）设计了基于μC/OS-II的嵌入式实时软件控制系统，该控制系统很好的满足了系统实时性响应。经在仿真平台上测试，该款家庭服务机器人能很好的完成预定功能，结果表明，该研究设计是可行的。
多功能家庭;服务机器人;参数优化;仿真平台
西华大学
硕士
机械工程
王志刚;吴元文
2013
中文
TP242.3
82
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）