智能型服务机器人关键技术与应用

图1 智能型服务机器人导航定位系统

图2 12.6 V/6 900 mAh可充电聚合物锂电池结构示意图

图3 GP2Y0A21红外测距传感器

光电编码器的主要作用是检测移动型机器人的速度和位置，安装在行走电机的轴上。其中使用的芯片的一大亮点是拥有EV A、EVB

器，且提供了编码器的接口。然而，DSP提供给

口的工作电压为3.3 V，而光电编码器输出电压为

信号直接接在I/O接口上，则可能会损坏芯片。此时，可以通过电源芯片XL1410进行电流转换，利用光电编码器返回的信号测得电机转速。对于无法获得电机转向的问题，需要在编码器中增加一组发光与接收装置，确保两对发光和接收装置错开光栅节距

2.1.2 信息采集模块

清洁机器人属于移动型机器人的范畴，故其采用

2017年第02期 工业技术创新Industrial Technology Innovation 而病人存在不同程度的运动功能障碍，如肌肉控制力不足导致的身体平衡性和协调性变差、关节僵硬导致的活动范围不足等。因此，在产品研发设计中，安全性是必需的前提。在整体结构设计时，各个零部件在保证足够强度的前提下，应尽量选取轻质材料；机器人设备与患者患肢的链接位置应在保证安全性和稳定性的前提下，具备一定的可调性和训练舒适性，比如在康复训练中，需符合患者生理特点，防止训练过程

中过量或异常的训练模式导致患者二次损伤。在控制系统设计中，则应根据实际运行情况，进行人机系统的实时控制与反馈，提高系统的自适应能力。此外，

多重安全保护器件也是必不可少的[5]。以康复型服务机器人为例，它在脚踏机构的设计方面最为重要。脚踏机构是患者患肢与康复型机器人的连接部位，因此其设计在满足人体足部与机器人稳定连接的前提下，还要为使用者提供康复训练的舒适性。该机构通过脚踏轴与导轨滑块连接，实现椭圆形轨迹运动。此外，机构可绕脚踏轴旋转，使得人体踝关节在人体矢状面内转动。在患者使用下肢康复机器人时，通过脚踏机构的捆绑装置固定人体小腿下部和人体脚背，可实现足部的连接固定。在

人体下肢与机器人的接触部位安装缓冲材料，可满

足人体使用过程中足部的舒适性。最后，在脚踏板上安装力传感器，可实现康复训练的过程中对足部底力的实时反馈监测。[1][2] [3] [4] [5]作者简介：

郭瑞军（1980-），男，内蒙古呼和浩特人，硕士。研究方向：机器人技术。

Essential Technologies and Applications of Intelligent Service Robot

GUO R ui -jun 1, L I L u-che n 2, GUAN Meng 1

(1. Be ij i ng Hua han gweis hi Robot Te chnol ogy Co., L td., Beijing, 102209, China;

2. Yux in School At tached to C N U, B eijing, 100096, China )

Abstract: Intelligent service robot is the product of social needs and technological progress, which can provide great conveniences for people's lives. The four key technologies, namely, sensor, intelligent control, navigation/positioning and path planning are analyzed. Moreover, applications of multi-function cleaning robot and medical service robot are taken as examples to discuss their respective design features.Key words: Intelligent Service Robot; Sensor; Intelligent Control; Navigation/Positioning; Path Planning

3 结语随着科技水平发展愈发迅速，智能型服务机器人的需求与出现是必然的。随着智能型服务机器人领域的日益革新，人们在生活或工作中面对的复杂、重复的问题必然会在机器人的协助下得以减轻。所以，应继续加强智能型服务机器人的重视程度，不断改善技术条件，使其为人类做出更多的贡献。参考文献

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