一種多功能智能自主機器人

摘 要：當今社會已逐漸老齡化，針對空巢老人越來越多，行動不便的問題，基于室內導航，紅外探測，三維立體識別等技術等技術，制定了幫助老年日常生活的機器人。機器人解決了老年行動不便的問題，具有高空取物，遞送物品，語音讀報等功能。

關鍵詞：助老機器人；多功能機器人；家庭機器人；三維識別技術

1 引言

把人從繁重單調的家務中解放出來，各國學者設計了很多家務機器人[1～4]，也有學者針對老年人生活特性設計助老機器人[5～7]。這些機器人的功能只側重于某些家務勞懂方面，對于老年人精神生活功能設計較少。目前我國進入獨生子女社會，而且子女和老年人生活在不同城市，有許多空巢老人，目前設計的機器人功能不能滿足空巢老人的家務勞動和精神生活靈的需要。本文設計了一種多功能智能自主機器人，它可以幫助人們取東西，搬東西，放東西，比如，從書架上取一本書，送到主人手里；可以幫助人進行低高空作業，換燈泡，擦玻璃，還可以幫老年人取報紙，讀報紙等等。

當今社會發展迅猛，科技日新月異，生活水平不斷提高，我們的國家人人都在追求高質量的生活。所以我們是從人文角度出發，設計一個在日常生活中發揮巨大作用的設備，提高人們生活質量，節約時間，提高效率，為人們的生活帶來便捷，豐富生活。

2 功能設計

智能自主機器人，顧名思義，就是可以代替人們完成一些日常工作，使其發揮更大的功能，為人們提供更多的便利。

它具有抓、舉、升、降、行等功能，不僅可以人為操控，還可以自主識別。根據不同需求，可以制作不同版本。但我們最初主要是從人文角度出發，以方便人們，提高生活質量為宗旨設計的。

它可以遙控輸入命令，操控它進行上升、飛行、抓取、下降等一系列動作，幫助人們夠取物品、搬運物品到人們手中。也可以語音識別和紅外線感應相結合，幫助特殊的人們進行任務。這在以下的結構功能中將講到。總而言之，這就是一款智能的搬運器，具有超強大功能的搬運器，提高生活質量。

2.1 空間感知功能

機器人主要工作地點為室內，所以對家的空間感知尤為重要。在傳統機器人的基礎上，在該機器人眼睛處安置了3D空間視覺識別處理器。在機器人開始應用之前，先對主人家庭進行3D影像采集錄入數據庫，在機器人工作時，眼睛看見的景象與數據庫匹配，確立所在的家庭位置。

當主人通過語音操控時，機器人會迅速從數據庫中搜索到相應空間影像，尋找命令地點，同時自動啟動行走命令，到達指定位置。

2.2 定時工作

可以根據家庭生活習慣需要，給機器人的某項工作定時，讓機器人每次按時進行相應工作。比如給機器人定時每天早晨七點半取報紙，八點做早餐等。當到定時時間時，機器人會自動工作，不需主人重復輸入命令。

2.3 身體健康護理

針對老年人設計的機器人，最重要的一點便是可以給老年人的生活帶來便利的同時，可以根據老年人身體健康狀況，制定一套既有針對性又靈活多變的健康提醒護理系統。將中醫和西醫的一些基本檢查方式設計到機器人中，可以定期自動檢查老年人身體狀況，并提醒老年人注意飲食、運動等習慣，改善老年人生活質量，從而做到疾病提前預防。然而，當主人生病時，機器人可以第一時間對主人身體進行基本檢查，可以根據病情嚴重與否，自主判斷是自行開藥方還是打急救電話。

機器人的手是一個多功能感應器，可以根據操控命令，啟動相應感應器，進行比如三天一次給主人量血壓，心跳脈搏頻率等功能。

2.4 家務勞動

該機器人的最基本功能就是可以代替人們，做家務，讓老年人從繁瑣的家務勞動中解脫。機器人可以根據主人需要“學習”多種菜譜，多種面食等基礎家務。定期清掃房屋。此外，機器人還可以和老年人語音聊天，語音讀報紙，陪老年人下棋等。

3 機器人結構構成

這是一個除了腿以外還有螺旋槳，仿生手，存儲箱，紅外線感應器等結構的機器人，各個部件既分工又統一。

對主要結構說明如下：

A、螺旋槳：為了能夠實現高處取物和換燈泡等功能，采用螺旋槳實現機器人能夠到達高處，實現機器人飛行功能。

B、仿生手：仿生手就是用來做一些動作，具有手的靈活，與傳統機器人的手有很大的區別，取代人們的勞作，節約時間，提高效率。

C、感應器：為了實現機器人壁障和設置了各種感應器，主要有紅外感應器和溫度感應器。

紅外線感應器：機身共設置多個傳感器，前方和后方分別設置三個紅外傳感器側面各設置兩個紅外傳感器，前后放置傳感器是為了當遇到物體時能夠迅速作出反應。

溫度感應器：主人不在家時，可以提前輸入命令，機器人根據溫度變化，做出反應，執行命令。

4 結束語

此機器人結合了飛行、地上行走、紅外感應，語音讀寫等功能于一身，將功能發揮到極致，大大的提高人們的生活品質，提升人們的幸福指數。尤其，當今社會，空巢老人越來越多，他們配備了此機器人，可以幫助他們做一些危險的事情，減少了事故的發生率，讓在外工作的兒女們放心。

智能自主機器人涉及機械、電子控制、檢測識別技術、程序控制等方面。包括各種傳感器檢測自身位置、檢測目標位置、檢測自身姿態。

控制器編寫程序控制整個遙控飛行智能搬運器的行為，多個執行器實現行走、飛行、搬運、輔助，對周圍環境識別，勘探等功能。

此機器人制作成本不高，應用廣泛，家庭、辦公室等場所都可使用，具有很高的靈活性，適合市場生產。

參考文獻

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