目录

1 开题依据 1

1.1 研究目的与意义 1

1.2 发展趋势 1

2 文献综述 2

2.1 国内外轮足机器人研究 2

2.1.1 机器人“Handle” 2

2.1.2 机器人“DRC-HUBO” 3

2.1.3 机器人“北理哪吒” 3

2.2 国内外家庭服务机器人研究 4

2.2.1 机器人“若丸” 4

2.2.2 机器人“Care-O-Cot3” 5

2.2.3 机器人“爱乐优” 5

3 方案论证 6

3.1 移动结构方案讨论 6

3.1.1 方案一 6

3.1.2 方案二 6

3.1.3 方案三 7

3.2 传动机构方案讨论 8

3.3 控制方案讨论 8

4 毕业设计（论文）内容 9

4.1 基本内容 9

4.2 重点内容 10

4.3 难点内容 10

5 工作进度安排 10

6 参考资料 11

家用轮足式复合式机器人移动机器人设计

1 开题依据

1.1 研究目的与意义

根据有关数据统计，2016年我国60岁以上人口数量为23086万人，占全国人口比重为16.7%。预计到2020年达到2.48亿，2025年达到3亿，人口的老龄化问题给我国带来了一系列的医疗与看护问题，给社会经济和社会保险系统造成巨大的压力。此外，由其他原因如自然灾害、环境污染、工伤、交通事故等意外的发生导致了我国下肢残疾者的数量也在不断地增加。可以预计，在不久的将来，老年人和残疾人的护理将成为社会的一个重要负担，必将需要一大批家庭服务机器人来提供诸如取物、喂饭、学习等服务，以帮助和照顾老年人和残疾人的日常生活，提高他们的生活质量，从而减少整个社会对护理人员数量和质量的需求。

本课题的研究工作就是针对目前国内的家庭中老年人与残疾人日常生活不便的问题，提出了一款新型的综合运用机械设计技术、计算机技术、传感器技术、视频传输技术、交互技术、遥传感技术以及智能控制技术的家用轮足复合式移动机器人，以用来改善行动不便者的家庭日常生活。

1.2 发展趋势

根据前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国服务机器人行业发展前景与投资战略规划分析报告》数据显示，2012-2017年我国服务机器人市场规模增速保持在两位数。2017年底，我国服务机器人市场规模约20.6亿美元。图1.1及图1.2分别是前瞻产业研究院提供的2012-2017年中国服务机器人行业市场规模以及2018-2023年我国个人/家用服务机器人销售额增长预测（单位：亿美元）。

图 1.1  2012-2017年中国服务机器人行业市场规模（单位：亿美元）

图 1.2  2018-2023年我国个人/家用服务机器人销售额增长预测（单位：亿美元）

由前瞻产业研究院提供的两个表格可明显地看出：2012至2017年期间中国服务机器人行业的市场规模正处于持续稳定增长中，且随着科技的发展、社会需求的增加，未来六年内服务机器人行业的市场的增长也会日益增大。

对于家庭服务机器人行业来说，家庭服务机器人必将往更加智能化、类人化的方向发展。智能化，顾名思义，就是在“精神”层面越来越接近与人类，具有与人一般的感知能力、记忆和思维能力、学习能力和自适应能力以及行为决策能力这四个方面的能力。类人化，则是体现在未来家庭服务机器人在外观上将拥有与人类类似的躯体。

2 文献综述

2.1 国内外轮足机器人研究

2.1.1 机器人“Handle”

美国波士顿动力（Boston Dynamics）机器人公司最新一款两轮人形机器人“Handle”（如图2.1所示），它能载重、下蹲，甚至还能跳跃以跨过障碍物。Boston Dynamics 官方提供的资料显示，Handle 的高度约为6.5英尺、行进速度约为9英里/小时，垂直的跳跃高度约为4英尺。不仅如此，Handle的AI还具有进似拟人的运动平衡能力，在面对不确定的路况时，AI会通过对足部中心施展压力的方式来探索接触面的情况，并预判出可以受力的最佳施压中心点位置，在通过调整上半身的肢体位置来实现运动的平衡。