家用智能搬运机器人的研制主要围绕为身体不便老人提供帮助和陪伴而设计,旨在解决老龄化社会中老人生活自理困难的问题。研制过程中,研发团队经过方案讨论、理论设计、仿真优化、实物制作、迭代等阶段,最终设计出具有较高灵活性、抓取能力和场地适应性的机器人。
机器人整体设计分为底盘和云台两大部分。底盘部分主要由悬架、框架和拖拽机构组成,而云台部分则包括两级抬升机构、YAW轴传动机构和前伸机构。这种设计能够实现在有限的体积内最大化地扩展抓取范围,使其能够像长方体一样覆盖更广泛的抓取空间。机器人的选材也兼顾了强度、刚度与成本,采用了价格较低的铝管、玻纤板、6061铝合金等材料。
在功能实现方面,机器人的操作简便是设计的重点。自动对准和抓取物体的抓取机构,使得机器人能快速卡住并拖动地面物体,而通过手机app直接控制机器人的功能则让老人能够轻松使用机器人的陪伴与娱乐功能。
为了提高机器人的场地适应性,底盘采用了四个麦克纳姆轮,并配以独特的悬架系统,使机器人在复杂环境下移动灵活,具备减震能力。麦克纳姆轮的设计允许机器人全方位移动,极大地提高了机器人的灵活性和操控性,从而适应狭窄的空间。
云台的二级抬升加YAW轴转动组合设计让机器人能够轻松实现垂直和水平方向上的抓取,这种设计大大增加了机器人的作业范围,使其能够更有效地完成任务。
在研究方法上,项目团队运用了理论分析、实际设计和样机验证的方法。理论分析基于理论力学和材料力学等学科的理论计算,确定了机器人的总体尺寸,而实际设计则侧重于机器人的机械结构、软件和硬件设计。样机验证通过制造实物并模拟室内场景,来检验机器人是否能够完成既定任务,验证机器人的性能,并据此进行改进和优化。
研制家用智能搬运机器人不仅对老年人生活质量的提升具有重大意义,同时也对智能机器人的技术进步和机器人在老龄化社会中的应用研究提供了新的思路和参考。通过机器学习和深度学习技术的运用,未来家用智能搬运机器人将具备更强的自主学习能力,从而能够更好地适应和满足老人在家庭生活中的各种需求。