图1-9左图为“kv8”和右图的“地宝”其实我们可以发现，在过去几年里，家用扫地机器人其实在家庭里出现的频率并不太高。主要还是机器人本身的价格比较高昂和功能比较单一，使得它的吸引力没有那么大。另外一个可能就是安全问题，很多家庭中都会有一两个小朋友，家长需要在安全性这方面需要更多的考虑。但是随着时间的推移和技术的不断进步，我们可以看到现有的扫地机器人具有一些很有特点的功能，比如说自动充电，以代替人们亲自去给机器人充电。还有就是自动避障功能，在本来空间有限的家里，在碰到家居设备时，它会自动的更改既定路径。

第二章 机械结构设计

一个完整的机器人一般由底盘和身躯以及机械臂构成。所以对于机器人的结构设计来说，我们也应该要考虑到这些部分。在整个机器人的设计中，机械结构设计可以说是最重要以及最基础的一个环节。通过机器人的机械设计我们可以知道机器人的具体一些运动参数和可达性数据。本章主要涉及到服务机器人的底盘结构分析与设计以及RV减速器的机械结构设计。

2.1整体结构方案设计

首先对于服务机器人来说，主要运行的环境为平坦，有限的室内环境。故首先我们要保证机器人能够在有限的空间内无障碍移动，其次我们要根据相关的运动学分析，来确定机器人运动的一般轨迹。故在结合设计要求与实际使用以及现有情况下，以及跟我的毕业设计合作伙伴在查阅资料以及讨论后，服务机器人的整体结构“双机械臂+全向轮移动底盘”的结构。

其次我们需要注意一个很重要的点，也就是看一下机器人最重要的一个参数，那就是机器人各个部分的自由度。此次毕设中的机器人底盘的自由度数量为3个，主要是任意x轴、y轴以及转动。而对于机器人高度为1m左右，同时是以斯坦福所研发的PR2为原型参考设计的。而机器人总重量为40kg左右。

同时由于服务机器人是以服务与家庭为目的而创造的。故在实用性方面，我们应该充分考虑以及实现机器人的结构成本低，质量轻，集成化，结构简单，能够独立工作。

服务机器人的底盘结构具体为圆形铝盘，同时考虑到要能让服务机器人顺利的通过一般家庭房间里面的门，所以将圆盘直径设置为600mm左右比较合适。

2.2全向轮移动底盘

首先在驱动结构上的比较，相对于足式结构，轮式结构的有点非常明显，比如说轮式机构的负载能力、稳定性以及能量转换效率远远优于足式结构。

其次由于轮式运动机构的特点比较鲜明，以及会明显影响到机器人的运动能力，所以我们应该进行的对比与选择，从而选出最适合的机构方案。

2.2.1运动机构方案选择与对比

首先在查阅相关数量的文献后，我们了解运动方案根据驱动轮的数量来分的话有单轮，两轮，多轮和全向移动等。同时如果按照驱动原理来区分结构的话，主要有以下四种结构：舵转向、两轮差速、多轮独立转向和全向轮。但是由于大部分的机构用的都是三轮或四轮，以及现在已经非常成熟了。所以考虑的实际情况，我们主要着重于讨论三轮和四轮运动机构。

（1）舵转向结构

说到舵转向，我们很容易就想到汽车的转向机构。一般汽车的转向原理为通过转动方向盘驱动机械转向系统，从而通过前轮来转向。但是舵转向机构适合的环境主要为比较空旷，行驶速度较高的情况。服务机器人跟上述的环境是不太符合的。

（2）两轮差速结构

两轮差速机构，顾名思义我们知道它是由两个驱动轮驱动，根据要求不同，还需要数量不等的随动轮。两轮差速机构运动的环境相对来说比较广泛，室外可以，室内也可以，但是如果是较多障碍物的有限空间内，机器人运动起来就会比较困难。它之所以具有这样的特点，还是它本身结构比较简单，转弯半径小，同时也因为这样的结构，所以它不能在有限空间内实现比较灵活的转向侧向移动。