多功能家庭服務機器人的設計.pdf

1、在二十一世紀初的今天，機器人行業(yè)正處于高速發(fā)展的進程中，其中家庭服務機器人更是因為廣闊的市場前景和積極的社會效應而備受青睞！而人口老齡化、社會智能化正是其產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的催化劑。家庭服務機器人因其功能齊全、性能穩(wěn)定、操作方便、技術更新快、能很好的滿足日益增長的市場需求等特點而廣受研發(fā)者和投資者的喜歡。因此，對多功能家庭服務機器人的研究是很具有實際意義的。
　　當前，服務機器人的設計涉及外形機械系統(tǒng)、硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)三個部分

2、，各個系統(tǒng)的獨立工作和協(xié)同合作是其性能體現(xiàn)的關鍵。本文從實際工程問題出發(fā)，對家庭服務機器人的三個部分進行研究設計。研究內(nèi)容如下：
　　(1)對移動機構(gòu)和五自由度手臂的設計和分析；
　　(2)基于ARM7的家庭服務機器人控制系統(tǒng)硬件設計；
　　(3)基于μC/OS-II的家庭服務機器人控制系統(tǒng)軟件設計；
　　首先，本文根據(jù)家庭服務機器人的工作環(huán)境和工作內(nèi)容，提出了三輪兩差分驅(qū)動的移動機構(gòu)和五自由度的抓持機構(gòu)，之后對

3、移動機構(gòu)作了運動分析，然后利用D-H法則對機械手進行位置正逆解，運用機器人速度雅可比（Jacobi）對機械手進行速度正逆解，利用拉格朗日法（langrange）對機械手進行動力學分析。在此基礎之上進行動力元件選型和機構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，最后實現(xiàn)機構(gòu)的可靠執(zhí)行。其次，設計了基于LPC2138的嵌入式硬件系統(tǒng)，并用PROTUES搭建硬件電路控制圖，該系統(tǒng)有效的規(guī)劃集成了眾多硬件資源，實現(xiàn)了家庭服務機器人的多功能需求。最后，利用ADS（ARMDeve