获奖等级：入围奖
设计者：乔志业，郭琛，卫瑞棋
指导教师：吴利刚，乔栋
山西大同大学AI+同大创客中心，大同，037009
设计者充分调研了市场上的智能助老助残机器人的现状，发现其存在造价昂贵、结构复杂、修理困难等问题。本项目通过采用独创性的扫动式叠衣方法设计了一款用于叠衣的智能助老助残机器人（图84），其具有价格便宜、结构设计巧妙、稳定性好、实用性强、材料成本低、操作简单且效率较高等优点。(www.xing528.com)
该项目通过步进电机控制立式丝杆滑块滑动来实现置物台的升降。置物台采用双层结构，既能在一定程度上保持丝杠美观，又能避免丝杠外凸妨碍下一步程序的运行，而且置物台的夹层空间还可做储物之用，用来存放叠好的衣服。通过可伸缩的承压式铰链结构将衣物压制在置物台防止滑动，起固定作用，而且也可有效地防止因置物台升降影响衣物稳定性的状况，伸缩自如。本产品以扫动方式为主对衣物进行折叠，整体结构由两套光丝杠及U形杆组成，由步进电机提供动力。通过滑块带动U形杆配合置物台的升降实现对衣物的扫动折叠，不仅能在折叠的同时最大限度地减少对衣物的损坏，而且结构简单，不易出现机械性故障。动力系统采用步进电机统一驱动。相对普通电机来说，步进电机可以实现开环控制，即通过驱动器信号输入端输入的脉冲数量和频率实现步进电机的角度和速度控制，无须反馈信号。且步进电机配合驱动器使用，绝大多数驱动器都支持细分功能，即可实现很小的步进角，控制更精确。最后，整个箱体采用可拆卸的机械结构，既方便清洁机器，又便于后期检修维护工作。
该智能助老助残机器人主要运用了机械传动原理和可编程控制技术。由步进电机为机器运转提供稳定持久的动力，通过内部的自动化程序由扫动装置控制U形杆配合置物台的升降将衣物按标准的方式进行折叠，再通过简单的机械结构和巧妙的储物夹层将折好的衣物整齐地堆叠起来，既方便收取，又能实现一次性折叠多件衣物。团队通过合作设计生产了第一台物理样机，并对其进行了试验，验证了系统的可靠性和实用性。
图84 智能助老助残机器人
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