服務型機器人技術應用現(xiàn)狀與前景(編輯修改稿)
2025-08-26 07:04 本頁面
【文章內容簡介】 功耗、接口豐富和體積小等優(yōu)良特性，適合服務機器人系統(tǒng)使用。紅外模塊選用 DC12V 四路紅外遙控收發(fā)器，該收發(fā)器有四組，共十二個接口。 當按動紅外發(fā)射器，有信號輸入時，輸出口輸出常開口接入的電壓。該發(fā)射器性能穩(wěn)定，使用簡單。電機驅動采用 L298N 芯片，L298N 具有體積小、操作電壓范圍大、抗干擾能力強、配備了散熱片、輸出電流大等性能，并且可以同時驅動兩臺電機?？赏ㄟ^改變 PWM 波形的占空比控制電機轉速， 還可控制電機轉向。光電編碼器的輸出是兩路相位不同的脈沖信號，據(jù)此可判斷電機的轉動方向。超聲測距模塊結構簡單， 體積小， 檢測距離為1．0cm～500．0cm（精確到 mm）。 在測距范圍、精度及功耗方面符合要求。 出于對移動機器人工作環(huán)境的分析， 采用將三個超聲模塊放置在移動機器人本體的前部，且兩兩夾角均為 45176。，避免了超聲模塊之間的相互干擾。機械結構設計機器人平臺由電動機、減速箱、驅動器和光電編碼器組成。 兩臺電機分別驅動左右輪為機器人提供動力，驅動器對電機的轉速和轉向進行控制，并通過光電編碼器對電機的轉速和位置的反饋進行不斷地調整，它們共同組成一個閉環(huán)系統(tǒng)。基于機器人尺寸、重量和功耗等各方面的考慮，機器人采用雙電機的差動驅動方式。 電機為恒定勵磁磁通的空心杯直流減速電機。 電機部分還包括減速齒輪箱， 用來降低輸出的轉速， 同時增大輸出力矩。電機的另一端連有光電編碼器，實時進行位置和速度的檢測。系統(tǒng)選用容量為 4．0Ah 的鉛酸（LEAD－ACID）6V 可充電電池，能夠連續(xù)使用超過 8 小時。 考慮到電機的正常工作電壓為 12V，使用 2 節(jié)上述電池串聯(lián)直接給電機供電。 另接出兩路通過 LM2575 轉換成 5V恒定電壓分別為驅動芯片 L298N 和 ARM 板供電。該機器人采用了履帶差動轉向方式。 履帶式具有支撐面積大、接地比壓小、運動平穩(wěn)、不易傾倒、不易打滑、牽引附著性能好等優(yōu)點。每條履帶由單個驅動輪驅動，通過分別控制左、右履帶的速度完成各種基本動作。車輪為鋁制齒形輪，并將車輪適度鏤空以減輕重量[3]。通過傳感器來感知外部環(huán)境獲得環(huán)境信息，采用模糊邏輯的方法對機器人進行運動控制，再通過無線通信模塊實現(xiàn)導航控制，更好地滿足了控制系統(tǒng)的要求。這種方案針對室內自主服務型機器人在成本和性能上做到了較好的折中，包括嵌入式平臺的選擇、功能模塊的選擇以及硬件平臺的搭建。 因而依靠簡單的結構設計，經(jīng)濟的器件而擁有低廉的價格，同時具有良好的性能和廣闊前景。2. 家用服務型機器人家用機器人是現(xiàn)在最前端的研究方向，致力于解決人類生活中的困難而研發(fā)的家用機器人定能為人類分憂。近年來，以機器人技術為代表的現(xiàn)代工業(yè)技術已經(jīng)發(fā)展到了“無人車間”、“無人工廠”的水平，然而隨著人們生活水平的提高，一種用機器人代替人類從事各種繁的家務勞動的需求也隨之產生。正是基于此，家庭服務型機器人開始成為焦點，各種各樣的服務型機器人也應運而生。清潔機器人是服務型機器人的一種。在西方發(fā)達國家，對辦公室、工廠等場所，已經(jīng)開始由清潔機器人來代替人完成各種清潔任務。隨著科學技術的發(fā)展與人類文明的提升，人類希望擺脫家務勞動的繁瑣，一旦清潔機器人的價格達到人們的心理承受能力以下，那么清潔機器人進入家庭的前景將被非常看好。在日本，東日本鐵路公司、shinko 電器公司和 Howa
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