送餐机器人系统设计(附件)【字数：7550】
在近年来，随着机器人技术的发展，具有高速，高精度和高负载重量比机器人结构的应用已经引起注意在工业，航天领域。由于运动期间关节和连杆的更大的灵活性影响，结构变形和任务执行的精度降低。因此，机器人操纵器的结构的柔性特征，必须考虑，并且该系统的动态特性，还必须考虑到实现高精度和有效地控制柔性臂。送餐机器人系统的设备组成较为简单，它主要由STM32控制模块的RFID定位模块、红外避障装置的控制模块、电源模块等组成。在测试完每个模块和整个系统之后，设计的送餐机器人可以在模拟的餐厅环境中执行自动路线规划并开始执行该路线。在执行过程中，机器人会避免障碍物和摆放桌子，从而执行餐厅的基本功能。
一、引言 2
（一）背景分析 2
（二）机器人研究的国内外现状 2
（三）送餐机器人未来的发展趋势 4
二、总体机器人设计 5
（一）服务机器人机械本体的整体设计 5
（二）服务机型器人运动控制器的设计 5
（三）服务机器人控制系统软件设计 6
（四）服务机器人机械臂传动方案 7
三、送餐机器人的软件设计 8
（一）开发软件平台KeilMDK 9
（二）速度检测模块程序设计 10
（三）PWM波程序设计 10
（四）无线射频识别定位模块程序设计 11
（五）避障模块的程序设计 12
（六）驱动控制模块的程序设计 14
四、总结 15
致谢 16
参考文献 17
一、引言
（一）背景分析
在现代社会中，技术水平正在迅速变化。我们日常生活中对机器人技术的需求也在逐渐增加。起初，机器人只能重复简单的身体动作和某些基本感觉。从工业机器人到更智能的服务机器人，机器人编程以及机器人领域都在不断扩大。因为现在计算机技术和IT的迅猛发展，使服务机器人技术越来越成熟，而且在市场方面对服务机器人的需求也是与日俱增，像银行，家庭，医院，环境卫生，和教育等方面都有着很多的应用而且也是越来越广泛。最近几年老龄化不仅是西方发达国家的问题，而是全世界的问题，所以服务机器人是很多国家重点的研究项目。
中国一向认为 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
科学技术是发展的原动力，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）》中的智能服务机器人给出了确切的定义：“智能服务机器人是多种高新技术集成的智能设备，为人类提供必要的服务在非结构化环境的关注服务机器人的应用需求和危险的工作机器人。研究和设计方法，常见的制造技术，制造工艺，智能控制和应用系统集成。“近年来，在对先进制造技术在中国2025年的制造领域技术创新专项计划的背景下十三五年计划”，坚定地支持发展智能机器人的。特别是研究服务机器人和人机协作的智能交互。经过近几年的国家政策的支持和各大高校和科研院所在我国重点研究，智能服务机器人在中国的科技发展做出了巨大的进步。
本人专业是工业机器人，所以对服务型机器人还算了解。本文从重量轻，功耗低，效率高，并且服务机器人机械手的低成本的要求开始。使用推挽软轴及连杆机构传输的方法，通过在机架上安装通用机械手电动机，提高了机械臂的重量比，降低了机械臂驱动电动机的能耗，提高了扭矩利用效率并实现了轻质量设计。由于这些优点该机械手（包括下文的控制系统）都可以在工业机器人的搬运，码垛包括焊接都能有很好的运用。
（二）机器人研究的国内外现状
1.国外研究现状
目前，服务机器人的发展，在世界上许多科技大国是相当乐观的。中国，日本，韩国，欧洲发达国家和美国一直没有停止过他们的服务机器人的研究。
一直以来，日本的机器人制造水平在世界都拔得头筹。在仿人机器人研究的伊始，早在1998年，川田工业株式会社日本先进工业科学技术研究院（AIST）已开发出各种人形机器人，包括HRP2，HRP3和HRP4C，如图11。这种类型的机器人的可实现头部倾斜和偏转运动，腰部倾斜和偏转运动，6度的自由度两个机器人臂和6度的自由度两个机械腿，和端部操纵器可以被改进成二三finger操纵。此外，这种机器人与缅因州的卡内基梅隆大学合作，实施了一种算法来根据环境计划首次捕获；另一种代表性的机器人ASIMO，由日本本田吉研实业有限公司开发，目标是能够在家中照顾婴儿和老人，并成为家庭照看者，图12所示。该机器人的预测运动控制算法为双足类人机器人创造了先例。例如，一条腿的功能，两条腿的弹跳，上下步，弯腰，与人的握手，挥手再见等。
在2014年，本田公司的ASIMO机器人，通过手部动作的突破表示，遇到了一个手语表演者，每手高达13个自由运动轴的要求。为了确保机器人可以更快地爬楼梯，更稳定和更准确地，本田提高了其下肢。到目前为止，ASIMO可以实现各种以其优异的性能的人类活动。
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图11 HRP2与HRP3机器人 图12 ASIMO机器人
2.国内研究现状
我国在智能机器人的发展方面，因为我们国家研究这个技术比较晚，所以和一些起步早，科技发达的国家不能竞争。智能服务机器人的研究被列入国家863计划，直到20世纪90年代。作为未来研究的一个重点方向，服务机器人已经给中国的政策大力支持。
2006年，作为国家中长期科学和技术发展计划（20062020年）的一部分，中华人民共和国教育部于2006年发布了《第十二条五年计划>>开发服务机器人技术。2015年5月，国务院正式发布了有关“中国制造”2025型机器人作为重点发展领域的信息。直到2016年4月，“机器人产业发展计划（20162020年”成功实施，秉承了了成为该产品的首个重大突破。由于近年来服务机器人技术的发展迅猛，且市场需求不断驱动者国家经济的大幅度增长，并推出了相关的政策支持，智能服务机器人取得了长足的进步。
由哈尔滨工业大学开发的机器人的功能有了很大的突破，该类机器人具有WLL功能，机器人的外形如图13所示。该机器人采用国际主流的高端技术，如人机交互，脸部识别，自主导航，和自主避障。同时，它可以实现8小时的电池寿命和04米的步行速度的/秒。机器人包括智能送外卖的机器人，机器人展示，引导机器人，机器人和家用机器人护送。该公司的自动送餐机器人如图14所示，其中包括自动送餐、空盘子回收、送饭、自动装载和自动导航等技术。它可以支持4它有一个面部表情，0.8rn/秒，10厘米的自定位精度的最大移动速度，8公斤满载，和20M的WFi传输距离。此外，中国中科院先进技术研究院深圳已经发展家庭监控机器人和机器人行走：技术的中国南方大学研制的机器人护理床医院;吴与香港人形由浙江大学研制的机器人;北航机器人在床和椅子上的集成实现了许多科学成就。
一、引言 2
（一）背景分析 2
（二）机器人研究的国内外现状 2
（三）送餐机器人未来的发展趋势 4
二、总体机器人设计 5
（一）服务机器人机械本体的整体设计 5
（二）服务机型器人运动控制器的设计 5
（三）服务机器人控制系统软件设计 6
（四）服务机器人机械臂传动方案 7
三、送餐机器人的软件设计 8
（一）开发软件平台KeilMDK 9
（二）速度检测模块程序设计 10
（三）PWM波程序设计 10
（四）无线射频识别定位模块程序设计 11
（五）避障模块的程序设计 12
（六）驱动控制模块的程序设计 14
四、总结 15
致谢 16
参考文献 17
一、引言
（一）背景分析
在现代社会中，技术水平正在迅速变化。我们日常生活中对机器人技术的需求也在逐渐增加。起初，机器人只能重复简单的身体动作和某些基本感觉。从工业机器人到更智能的服务机器人，机器人编程以及机器人领域都在不断扩大。因为现在计算机技术和IT的迅猛发展，使服务机器人技术越来越成熟，而且在市场方面对服务机器人的需求也是与日俱增，像银行，家庭，医院，环境卫生，和教育等方面都有着很多的应用而且也是越来越广泛。最近几年老龄化不仅是西方发达国家的问题，而是全世界的问题，所以服务机器人是很多国家重点的研究项目。
中国一向认为 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
科学技术是发展的原动力，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）》中的智能服务机器人给出了确切的定义：“智能服务机器人是多种高新技术集成的智能设备，为人类提供必要的服务在非结构化环境的关注服务机器人的应用需求和危险的工作机器人。研究和设计方法，常见的制造技术，制造工艺，智能控制和应用系统集成。“近年来，在对先进制造技术在中国2025年的制造领域技术创新专项计划的背景下十三五年计划”，坚定地支持发展智能机器人的。特别是研究服务机器人和人机协作的智能交互。经过近几年的国家政策的支持和各大高校和科研院所在我国重点研究，智能服务机器人在中国的科技发展做出了巨大的进步。
本人专业是工业机器人，所以对服务型机器人还算了解。本文从重量轻，功耗低，效率高，并且服务机器人机械手的低成本的要求开始。使用推挽软轴及连杆机构传输的方法，通过在机架上安装通用机械手电动机，提高了机械臂的重量比，降低了机械臂驱动电动机的能耗，提高了扭矩利用效率并实现了轻质量设计。由于这些优点该机械手（包括下文的控制系统）都可以在工业机器人的搬运，码垛包括焊接都能有很好的运用。
（二）机器人研究的国内外现状
1.国外研究现状
目前，服务机器人的发展，在世界上许多科技大国是相当乐观的。中国，日本，韩国，欧洲发达国家和美国一直没有停止过他们的服务机器人的研究。
一直以来，日本的机器人制造水平在世界都拔得头筹。在仿人机器人研究的伊始，早在1998年，川田工业株式会社日本先进工业科学技术研究院（AIST）已开发出各种人形机器人，包括HRP2，HRP3和HRP4C，如图11。这种类型的机器人的可实现头部倾斜和偏转运动，腰部倾斜和偏转运动，6度的自由度两个机器人臂和6度的自由度两个机械腿，和端部操纵器可以被改进成二三finger操纵。此外，这种机器人与缅因州的卡内基梅隆大学合作，实施了一种算法来根据环境计划首次捕获；另一种代表性的机器人ASIMO，由日本本田吉研实业有限公司开发，目标是能够在家中照顾婴儿和老人，并成为家庭照看者，图12所示。该机器人的预测运动控制算法为双足类人机器人创造了先例。例如，一条腿的功能，两条腿的弹跳，上下步，弯腰，与人的握手，挥手再见等。
在2014年，本田公司的ASIMO机器人，通过手部动作的突破表示，遇到了一个手语表演者，每手高达13个自由运动轴的要求。为了确保机器人可以更快地爬楼梯，更稳定和更准确地，本田提高了其下肢。到目前为止，ASIMO可以实现各种以其优异的性能的人类活动。
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图11 HRP2与HRP3机器人 图12 ASIMO机器人
2.国内研究现状
我国在智能机器人的发展方面，因为我们国家研究这个技术比较晚，所以和一些起步早，科技发达的国家不能竞争。智能服务机器人的研究被列入国家863计划，直到20世纪90年代。作为未来研究的一个重点方向，服务机器人已经给中国的政策大力支持。
2006年，作为国家中长期科学和技术发展计划（20062020年）的一部分，中华人民共和国教育部于2006年发布了《第十二条五年计划>>开发服务机器人技术。2015年5月，国务院正式发布了有关“中国制造”2025型机器人作为重点发展领域的信息。直到2016年4月，“机器人产业发展计划（20162020年”成功实施，秉承了了成为该产品的首个重大突破。由于近年来服务机器人技术的发展迅猛，且市场需求不断驱动者国家经济的大幅度增长，并推出了相关的政策支持，智能服务机器人取得了长足的进步。
由哈尔滨工业大学开发的机器人的功能有了很大的突破，该类机器人具有WLL功能，机器人的外形如图13所示。该机器人采用国际主流的高端技术，如人机交互，脸部识别，自主导航，和自主避障。同时，它可以实现8小时的电池寿命和04米的步行速度的/秒。机器人包括智能送外卖的机器人，机器人展示，引导机器人，机器人和家用机器人护送。该公司的自动送餐机器人如图14所示，其中包括自动送餐、空盘子回收、送饭、自动装载和自动导航等技术。它可以支持4它有一个面部表情，0.8rn/秒，10厘米的自定位精度的最大移动速度，8公斤满载，和20M的WFi传输距离。此外，中国中科院先进技术研究院深圳已经发展家庭监控机器人和机器人行走：技术的中国南方大学研制的机器人护理床医院;吴与香港人形由浙江大学研制的机器人;北航机器人在床和椅子上的集成实现了许多科学成就。
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