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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 家庭服務(wù)機(jī)器人
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 我國(guó)正逐步走向老齡化社會(huì)，人口老齡化所帶來的問題日益凸顯。本作品即基于我國(guó)的現(xiàn)狀，制作了應(yīng)用于家庭生活的服務(wù)機(jī)器人。本服務(wù)機(jī)器人采用89C52單片機(jī)編程，使其具有一定的智能性，能按照內(nèi)部程序的設(shè)定完成以下功能：抓取水杯并送至指定地點(diǎn)；清掃地面垃圾并放入小車自帶的垃圾桶內(nèi)；實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的語(yǔ)言問候及特定的語(yǔ)言提醒。
- 詳細(xì)介紹：
- 家庭服務(wù)機(jī)器人作為先進(jìn)制造業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的一個(gè)重大方向和專題，是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。家庭服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)主要包括運(yùn)動(dòng)控制單元、導(dǎo)航與定位單元、傳感器單元、智能監(jiān)控單元和人機(jī)交互單元。 我國(guó)是人口大國(guó)，近年來，我國(guó)人口老齡化的問題越來越明顯。照顧老年人的日常生活，減少社會(huì)對(duì)護(hù)理人員的需求，是迫切需要解決的問題。若能將服務(wù)機(jī)器人（包括清潔機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人、家用機(jī)器人、消防機(jī)器人等）大規(guī)模應(yīng)用于生活中，將大大緩解社會(huì)對(duì)護(hù)理人員的需求。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)服務(wù)機(jī)器人的研究與開發(fā)。本作品即是針對(duì)上述問題而設(shè)計(jì)制作的能應(yīng)用于家庭的智能服務(wù)機(jī)器人。 本作品以80C52單片機(jī)系統(tǒng)為核心，將循跡模塊、機(jī)械手模塊、紅外蔽障模塊等功能模塊集合于一體，采用PWM、PID等控制思想進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人的各項(xiàng)功能。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易行，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，具有一定的實(shí)用性。 作品車上裝載有一個(gè)與人手相似的機(jī)械手，通過對(duì)控制器的C語(yǔ)言編程，能夠控制它靈活地進(jìn)行掃地，端水等服務(wù)項(xiàng)目，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單的問候以及特定的語(yǔ)言提醒。 加大對(duì)機(jī)器人科學(xué)的基礎(chǔ)研究，加強(qiáng)對(duì)機(jī)器人核心技術(shù)的攻關(guān)，培育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)，不僅能夠帶動(dòng)機(jī)器人技術(shù)本身的發(fā)展，同時(shí)也必將引領(lǐng)其他相關(guān)高新技術(shù)的發(fā)展和壯大，對(duì)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)有極大的推動(dòng)作用。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 為解決人口老齡化等帶來的重大社會(huì)服務(wù)問題以及我國(guó)對(duì)服務(wù)機(jī)器人不斷增長(zhǎng)的需求，需研發(fā)出高性價(jià)比的家庭服務(wù)機(jī)器人，其對(duì)家庭娛樂，家庭服務(wù)和助老/助殘等具有重大意義。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展勢(shì)在必行，21世紀(jì)機(jī)器人將成為人類密切的伙伴，成為人類生活不可缺少的一部分，家家都將擁有機(jī)器人。機(jī)器人技術(shù)進(jìn)軍家庭領(lǐng)域不是偶然、孤立的，它的發(fā)展與電子技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)等多學(xué)科的發(fā)展息息相關(guān)。這些高新技術(shù)的快速發(fā)展，使得在家庭領(lǐng)域研究機(jī)器人技術(shù)的使用成為了可能。目前的家庭服務(wù)輔助器械一般都缺少智能化，而該作品將充分結(jié)合智能車輛和機(jī)械手的特征完成部分家庭工作，達(dá)到的功能和創(chuàng)新點(diǎn)如下： （1）該機(jī)器人下部為智能四輪小車，完成機(jī)器人自動(dòng)行走的目的； （2）智能四輪小車上搭載機(jī)械手，可以完成物品抓取等任務(wù)； （3）智能小車的智能控制和機(jī)械手的協(xié)調(diào)合作是關(guān)鍵所在； （4）該智能機(jī)器人具有語(yǔ)言功能。 （5）該智能機(jī)器人能用遙控器進(jìn)行功能切換。 主要結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和組成部件： （1）車長(zhǎng)35cm，車寬22cm，車高，25cm，車重2.5kg （2）電路部分采用7.2V電源供電，共15個(gè)電容，功耗低,以89C52單片機(jī)為核心控制器。 （3）驅(qū)動(dòng)電機(jī)4個(gè)，機(jī)械手1個(gè)。 （4）遙控器1個(gè) （5）STC89C52、STC12C5A60S2芯片各一片
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 家庭服務(wù)機(jī)器人作為先進(jìn)制造業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的一個(gè)重大方向和專題，是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。家庭服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)主要包括運(yùn)動(dòng)控制單元、導(dǎo)航與定位單元、傳感器單元、智能監(jiān)控單元和人機(jī)交互單元。 該作品車上裝載有一個(gè)與人手相似的機(jī)械手，通過對(duì)控制器的C語(yǔ)言編程，能夠控制它靈活地進(jìn)行掃地，端水等服務(wù)項(xiàng)目。該作品還能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單的問候以及特定的語(yǔ)言提醒。 加大對(duì)機(jī)器人科學(xué)的基礎(chǔ)研究，加強(qiáng)對(duì)機(jī)器人核心技術(shù)的攻關(guān)，培育機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)，不僅能夠帶動(dòng)機(jī)器人技術(shù)本身的發(fā)展，同時(shí)也必將引領(lǐng)其他相關(guān)高新技術(shù)的發(fā)展和壯大，對(duì)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)有極大的推動(dòng)作用。 主要參考文獻(xiàn)： 【1】蔡鶴皋．機(jī)器人將是21世紀(jì)技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn) [J]．中國(guó)機(jī)械工程，2000，11(1-2 )：58-60． 【2】金周英．關(guān)于我國(guó)智能機(jī)器人發(fā)展的幾點(diǎn)思考 [J]．機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2001，（4）：5-7． 【3】 何宏. 單片機(jī)原理與接口技術(shù).
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 該作品的前期研究成果于2010年7月18-20日在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市，由中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)機(jī)器人競(jìng)賽工作委員會(huì)，RoboCup中國(guó)委員會(huì)，科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心和內(nèi)蒙古鄂爾多斯市人民政府合作舉辦的“2010中國(guó)機(jī)器人大賽暨RoboCup公開賽”的醫(yī)療與服務(wù)機(jī)器人項(xiàng)目獲得了醫(yī)療與服務(wù)機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作比賽一等獎(jiǎng)，醫(yī)療與服務(wù)機(jī)器人規(guī)定動(dòng)作比賽二等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物，現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明：通過遙控器可以控制小型智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)抓水杯或飲料瓶等物品并送至指定地點(diǎn)和在較大范圍內(nèi)打掃地面垃圾并利用機(jī)械手將較大垃圾抓起放入隨車攜帶的垃圾箱內(nèi)等功能的切換。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)等：通過單片機(jī)智能控制電機(jī)和機(jī)械手等的運(yùn)動(dòng)。在信息時(shí)代的今天，人們忙碌于工作、社交等各種活動(dòng)和事務(wù)中，家庭的許多瑣事越來越需要助手協(xié)助完成，家庭機(jī)器人的研究也正迎合了這一時(shí)代的需求。目前的家庭服務(wù)輔助器械一般都缺少智能化，而該作品將充分結(jié)合智能車輛和機(jī)械手的特征完成部分家庭工作。雖然現(xiàn)在人們還不能擁有一個(gè)全智能的機(jī)器人管家, 但至少可以把一個(gè)基本家庭服務(wù)機(jī)器人帶回家。機(jī)器人面向?qū)嶋H應(yīng)用方向發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義：世界正逐步走向老齡化社會(huì)，服務(wù)于家庭生活（特別是老年人）的智能型機(jī)器人的研發(fā)與產(chǎn)品化迫在眉睫，而這正是引導(dǎo)機(jī)器人研發(fā)走向的最可能切入點(diǎn)和社會(huì)最大需求點(diǎn)。隨著開發(fā)研究的進(jìn)一步開展和價(jià)格的大幅度下降，服務(wù)機(jī)器人將廣泛進(jìn)入醫(yī)院、家庭、工地、辦公室和體育娛樂場(chǎng)館，直接與人類共處，為人類排憂解難。
同類課題研究水平概述
- 中國(guó)對(duì)服務(wù)機(jī)器人的研究起步較晚，但國(guó)家對(duì)此非常重視，1986年3月開始把研究、開發(fā)智能機(jī)器人的內(nèi)容列入國(guó)家863高科技發(fā)展規(guī)劃中。從1986年開始的20多年中，智能機(jī)器人主題在863的旗幟下，團(tuán)結(jié)了近幾千人的研究開發(fā)隊(duì)伍，圓滿完成各項(xiàng)任務(wù)，建成了一批高水平的研究開發(fā)基地，造就了一支跨世紀(jì)的研究開發(fā)隊(duì)伍，為我國(guó)21世紀(jì)機(jī)器人技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。我國(guó)服務(wù)機(jī)器人研究技術(shù)已跨入世界先進(jìn)行列，但與日本、美國(guó)等國(guó)家的技術(shù)相比還是有差距的，我國(guó)科技工作者正在努力向前，熱切地期盼著我們自己水平更高的、功能更強(qiáng)的服務(wù)型機(jī)器人與大家見面。 日本將機(jī)器人作為一個(gè)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，給予了大力支持，而且日本根據(jù)目前機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨的問題，提出了加強(qiáng)機(jī)器人研究和推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的具體措施。日本發(fā)明出人形的個(gè)性機(jī)器人保姆“ar”以及由日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（以下簡(jiǎn)稱為產(chǎn)綜研）智能系統(tǒng)研究部門仿人研究小組研制的美女機(jī)器人HRP-4C，以用戶為中心的機(jī)器人開放架構(gòu)（Centered Robot Open Architecture）開發(fā)而成，該架構(gòu)采用產(chǎn)綜研一直在研發(fā)的實(shí)時(shí)Linux、機(jī)器人使用的“RT（Robot Technology）中間件”、可進(jìn)行機(jī)器人仿真的軟件“OpenHRP3”、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)以及產(chǎn)綜研開發(fā)的人形機(jī)器人“HRP系列”所采用的雙足行走技術(shù)等。 韓國(guó)將服務(wù)機(jī)器人技術(shù)列為未來國(guó)家發(fā)展的10大“發(fā)動(dòng)機(jī)”產(chǎn)業(yè)。韓國(guó)科學(xué)家成功研制出世界上最聰明的類人機(jī)器人“Android”，它集眾多前沿科技在一身，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、音像和力覺感應(yīng)器、高速處理器等，通過它身上裝備的音像及力覺感應(yīng)器可以探測(cè)前方物體的運(yùn)動(dòng)，能夠識(shí)別說話聲，然后向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，服務(wù)器將數(shù)據(jù)處理后會(huì)下達(dá)指令給機(jī)器人，幫助它與人類以及周圍環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)。此外夏娃機(jī)器人2號(hào)”是韓國(guó)科學(xué)家最新研制的一款?yuàn)蕵沸蜋C(jī)器人。 美國(guó)是機(jī)器人的發(fā)源地，盡管美國(guó)在機(jī)器人發(fā)展史上走過一條重視理論研究，忽視應(yīng)用開發(fā)研究的曲折道路，但是美國(guó)的機(jī)器人技術(shù)在國(guó)際上仍一直處于領(lǐng)先地位，其技術(shù)全面、先進(jìn)，適應(yīng)性也很強(qiáng)，如專治中風(fēng)的機(jī)器人醫(yī)生和新型助殘機(jī)器人等。德國(guó)，法國(guó)和俄羅斯等國(guó)也強(qiáng)勁發(fā)展機(jī)器人技術(shù)。隨著服務(wù)機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展和開發(fā)成本的不斷下降，服務(wù)機(jī)器人將會(huì)走進(jìn)千家萬戶，將成為人們生活、工作和學(xué)習(xí)上的好幫手，相信這一天將很快到來的。
