智能移动家庭微助理机器人

获奖等级：三等奖

设计者：娄益蓓，王智波，李沅昊

指导教师：梁丹，梁冬泰

宁波大学机械工程与力学学院，宁波，315211

随着科技的发展，服务机器人在家庭生活中的应用越来越广泛。目前，大多数服务机器人主要采用拟人结构，侧重于智能人机交互系统，尚不能真正实现多方面的家庭服务功能。本项目针对日常家庭生活需求，综合考虑家用性、多功能、可靠性，拟设计一款移动式家庭智能微助理机器人（图44）。(www.xing528.com)

该机器人大体可分为主体、底盘、机械手臂三部分。主体采用智能移动式多层储物柜设计，日常用品可随时随地使用，随叫随到。底盘移动部分采用麦克纳姆轮，通过四个轮子的不同转向来实现机器人的全方位移动。手部机构采用灵巧手臂与二指结构，采用视觉伺服进行目标定位，从而实现抓取、按压等多种操作，帮助人们完成各种电器操作、日常轻便物体的搬运操作。机器人移动模块可实现路径规划和实时避障功能。采用深度视觉和激光雷达实现构图和导航。通过自动构图与巡航模块，实现室内导航及自动家庭安全巡逻功能，同时采用超声波传感器弥补激光雷达的缺陷。机器人底部装有防跌落传感器，实时监控台阶等落差较大的地方，防止跌倒。

机器人内部设有语音识别系统和手机远程遥控系统。语音识别使命令得以快速响应，高效完成。同时利用手机作为操作终端，将其与轮式移动机器人的Wi-Fi模块进行无线网络连接，通过操作终端发出指令，从而控制机器人执行相应的动作。本项目设计的微助理机器人可成为服务家庭的智能助理平台，有望成为一款智能家电，更好地服务于家庭生活。

团队经合作成功设计出机器人的机械结构，并确定了视觉导航、运动控制、人机交互系统方案。根据前期的设计方案，加工出一台机械结构样机，并对机器人视觉导航与运动控制方法进行实验，验证了系统的可行性和实用性。另外，本项目已申请国家发明专利2项（一种多功能室内自主移动机器人，一种基于视觉仿生的智能抓取机械手）和软件著作权1项（移动式服务机器人智能交互系统）。

图44　移动式家庭智能微助理机器人