老年人帮扶、伴老机器人的设计含开题及6张CAD图
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老年人帮扶、伴老机器人的设计含开题及6张CAD图,老年人,帮扶,机器人,设计,开题,CAD
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伴老机器人的设计The Design of the Robot with the Old摘 要现在，高龄化社会正在急速老龄化，给老年人的护理施加了巨大的压力。中国的养老产业在短时间内发展起来了。现在还没有形成相对完善的养老制度，没有足以有效解决社会养老问题的养老制度。随着老年人比例的增加和劳动力比例的连续减少，在养老产业和老年人医疗产业中，很难投资更多的人力资源。成为可以代替老年人的养老和生活服务的一部分的辅助产品的市场需求。面向老年人的服务机器人的出现遵循这个要求，提供解决老年人问题的新方法和手段。养老服务机器人在世界上也成为了热门的研究和产业发展。国内外科技的迅速发展离不开服务机器人的应用，本文主要研究对伴老年人服务的爬楼智能化机器人，将步行机器人与爬楼机构相结合，建立起机器人模型。根据老年人用服务机器人的需求，提出了老年人用的爬楼的机器人的设计方式。楼梯升降机构是为了实现楼梯升降机器人的功能而设计的，分析了机构各部分的动作原理。同时，后轮由2组电机驱动，可实现任意旋转转弯。完成整体计划设计后，分析伴老服务机器人的运行模式，计算马达各部分的功率和扭矩。然后检查了预备设计的主要部分，确认了安全性能。最后，为了实现伴老服务机器人的台阶升降的整体过程，在PROE 3D软件中构建了运动模拟模型。关键词：老年人；伴老机器人；机械系统；结构设计；爬楼机构ABSTRACTThe ageing society is ageing rapidly, putting great pressure on care for the elderly and the elderly.Chinas pension industry has developed in a short time. Currently, there is no relatively perfect pension system and there is no pension system, With the increase in the proportion of older people and the continuing decline in the share of the workforce, it is difficult to invest more human resources in the pension industry and the older medical industry. The emergence of service robots for older people follows this requirement and offers new methods and means to solve the problems of older people. The pension service robot is a hot research and industrial development in the Become a world.In order to meet the needs of the development of new service robot, this paper studies the multi-functional service robot for the elderly, designs a walking service robot scheme into plane and stairs, and establishes the robot model.In line with the demand for service robots for older people, the design method for robots with dual use for older people is proposed. The operating principle of each part of the mechanism is analyzed. At the same time, the rear wheel is driven by two engine groups that can realize any rotation and rotation.After completion of the overall plan, the mode of operation of the older obstacle robot is analysed and the power and torque of each part of the engine is calculated. Subsequently, the essential parts of the preliminary project are examined and the safety performance is confirmed. To realize service robots, a motion simulation model is built into proe 3D software.Keyword: Aged; Companion robot; Mechanical system; Structural design; Climbing mechanism目 录1 绪 论11.1 课题研究背景11.1.1 我国呈现人口老龄化的严峻形势11.1.2 现代科技为解决社会养老难题提供新思路21.2 课题相关要素分析21.2.1 老年人及老龄化社会分析21.2.2 机器人定义及其机器人趋势分析。31.2.3 伴老机器人相关研究现状分析31.3 课题研究目的和意义61.4 课题研究方法62 伴老服务机器人机械结构总体设计方案82.1 引言82.2 伴老机器人设计构思82.2.1 产品设计构思82.2.2 功能设计构思92.2.3 安全性设计92.2.4 设计要求102.3伴老机器人设计定位102.3.1 产品功能定位102.3.2 产品使用环境定位112.4 伴老服务机器人机械结构设计的规范112.5 机构的设计方案介绍122.6关键结构材料选择213 机器人工作的原理与核心的结构设计223.1 引言223.2 机器人结构组成223.3 爬楼梯工作原理和上下楼过程233.4主要硬件设计选择253.5机器人驱动方式253.5.1 伴老机器人驱动方案的构思253.5.2大轮电机扭矩与功率263.5.3小轮电机扭矩与功率273.6机器人关键零部件设计与校核273.6.1滚动轴承的选择及校核计算273.6.2轴的校核计算293.6.3齿轮的选择和校核计算304机器人控制系统设计354.1控制电路的设计354.2驱动电机的电路设计364.3传感器电路设计374.4电源模块的电路设计374.5伴老机器人控制系统软件设计385 机器人上楼过程的运动仿真405.1 引言405.2 运动仿真的原理405.3 创建驱动模型40结论45展望46参考文献47致 谢491 绪 论1.1 课题研究背景1.1.1 我国呈现人口老龄化的严峻形势经研究表明，目前中国生活着三亿以上的六十岁的人口。截止到2035年，高龄人口将会超过4亿人口，养老问题越来越严重。预计到2030年，中国老年养老护理人员的总需求将从5.7743万人增加到16.2469万人。由于繁重的劳动负担和低工资，将会很难找到一位家庭护理人员。同样很多发达国家也一样。据联合国透露，到2025年为止，日本的老年人约35%都在65岁以上，在美国几乎是20%。代替对老年人的护理，开发伴老服务机器人可以有效减轻老年人的家庭和社会负担，减轻老年人看护人员严重不足的压力，市场的可能性很高。同时，在提高老年人生活质量、确保社会稳定性和发展方面发挥着重要作用。现在，发达国家对机器人产业的发展提出了重要的战略和方针。机器人技术的快速发展和市场对于机器人的应用为机器人产业提供了稳定的开发服务基础和平台。美国服务机器人统计局统计显示，伴老服务机器人目前仍处于早期阶段，在工作和研究的早期阶段，在制造机器人的能力上，单个机器人在功能上是否难以满足老年人的需求，以及价格和可靠性方面的各种信息壁垒，并对伴老机器人的情况进行必要的分析，提出最有效的解决方案。图1.1表示根据联合国人口经济在各国的分类中中国人口状况的预测数据分析。中国的总人口在2030年前处于连续增长状态，之后开始减少。老年人口在2060年前持续增长，人口减少是由于人口减少和老年人口增加。高龄人口的增长给社会养老金带来了巨大的压力。特别是护理功能的缓慢下降和劳动资源不足，特别是由于看护资源不足导致的养老金问题，依赖于今后的社会保障。但是，中国的养老金制度和养老金服务设施还不完善。另外，为了老年人的看护和服务，需要积极的调查和制定对应的对策、研究开发、机械设备、健康辅助用具等。图1.1 联合国社会人口经济对中国人口状况的预测数据1.1.2 现代科技为解决社会养老难题提供新思路随着中国老龄化进程的深化，老年人口逐渐增加，要满足养老的需求，传统的养老模式很难。随着社会发展的同时，现代科技的进步显著提高了人们的生活水平，随着大数据、5G、互联网、人工智能、云计算的不断发展，大数据等技术将有效解决老龄化人口的养老问题，我们可以运用现代科技手段提高养老水平。中华人民共和国第十三次五年计划中也提出了“紧密统合科学技术进步，帮助到国民生活水平有所大量提高”的建议。利用现代科学技术手段和产品为老年人提供生活和服务，为了实现从基本生活护理到智能辅助产品的年金服务的扩展，提高独立自主生活的老年人的能力是很重要的。减轻护理人员的负担，减轻社会支持的压力。智能机器人的养老是大多数企业的焦点，相关企业积极寻找适合老年人的产品设计方法智能机器人养老的初步讨论正在积极解决由老年人口引起的各种问题。1.2 课题相关要素分析1.2.1 老年人及老龄化社会分析老年人是社会中的一个特殊群体，就个体而言，每个老年人都表现出较大的差异，但从总体的趋势上看，老年人退化性变化是现代老年人整体的一种表现。随着老年人年龄的不断增长，他们的生理器官也会逐渐衰退，这就需要在日常生活中得到伴老服务机器人的照顾，生理的变化引发老年人心理的改变，但生理变化只是众多影响因素中的一个，其中还包括年龄的增长、社会条件的变迁等。当前，在物质生活极度满足，人的健康状况和生命安全得到极大保障的情况下，人类预期寿命普遍得到延长，长寿老年人的数量逐渐增加。同时，越来越多的国家和地区跨入了老龄化社会。今后，老年人的生活保障将逐渐向社会化转移是社会进步发展所必要的，一般情况下，政府实施的社会支援将改变家庭支援。制度性养老在中国的老年人服务系统中处于补充性的立场，但其作用相当大。随着经济的发展和人口老龄化，特别是老龄化和农村城镇化的发展，养老服务的需求增加，与养老需求的增加相对应，现有养老制度的总额是困难的。1.2.2 机器人定义及其机器人趋势分析。中华人民共和国工程学院院士姜新生将机器人定义为具有人的功能的综合机电装置。随着大数据、计算机和太阳能发电机械集成技术的快速发展，现在，机器人已逐渐走向实用化、商用化，成为人人可以接触、使用的智能产品。现在市场上已经有一些具备基本服务能力的机器人产品，如绿植自动修剪机器人、智能家用拖地机器人等。这些机器人极大地方便和改善了人们的日常生活。伴随着我国人口的增加，人口老龄化逐渐的加剧，人们对机器人迫切的需要更多的服务对于养老机器人，机器人进入养老领域已是一种必然趋势。1.2.3 伴老机器人相关研究现状分析陪伴老年人服务机器人的移动机构，执行机构，该机器人的结构都有广泛使用，移动机构，执行机构，结构不同。关于移动机构，通过车轮型、爬行器型、两足型、多脚型、蛇型等步行机构，将地上移动机器人分成车轮型机器人、跟踪机器人、多足机器人，叙述了其开发状况。利弊。基于双冠状开放全方位车轮和微分全向车轮封闭结构的分析，叶长崆开发了具有聚氨酯（pu）的差动全向轮。基于Wobots，预测了其特性和机构原理，设计了机器的驱动控制方式。分析了机器人各分类的特征，并描述了跳跃机器人的相关技术和开发动向。韩亚丽等人研究了能够通过触觉滑动感觉自然地与使用者通信的多功能老年人支援步行机器人（ewr），并研究了更安全性。江利洁和其他人开发出了一种新型机器人，以不同的社会和家庭节奏为偏瘫患者。根据服务型机器人的不同构造和运动型，苏中提出了服务型机器人的分类，预测了服务机器人今后的发展。随着全球老龄化社会进程的不断加深，伴老机器人作为为老年人提供生活服务，帮助老年人提高独立生活能力的生活辅助设备，已经引起各国研究机构的广泛关注，世界各国开始主动探索对伴老机器人的研究与设计，主要研究如下：1.2.3.1 相关理论研究（1）国外研究现状AlvesOliveira 等人通过焦点小组方法进行定性设计，模拟再现老年人在日常生活中可能会做到的事情以及做到需要其他人帮到的事情。研究表明越来越多的老年人在退休之后需要伴老服务机器人协助他们在日常生活中更好的干想做的事并且完成需要做到的事情，虽然独立生活对于部分老年人可以做到，并不需要依赖于其他人。Beer 等人发现，多数老年人愿意在家中养老，但是在执行家庭护理任务时遇到挑战。这就是为什么老年人需要机器人来提供服务和帮助老年人的家庭生活。为了让老年人在子女不在身边时能够自己完成独立生活，协助老年人在家中能在独自更好好的生活，David 等人对为老年人提供服务的机器人原型展开了研究。这个护理型机器人试图通过防止和检测跌倒来保障用户安全。David 等人通过对目标用户的广泛测试，总结了测试结果并对未来平台的扩展方式进行展望。Mast 等人的研究指出，老年人除了对衣食住行等方面具有需求，对幸福感也有需求。养老机器人可提供满足老年人需求甚至更多样化的活动内容，来提高老年人生活质量以至于提升老年人的幸福感。（2）国内研究现状李茁对于基于用户需求的老年陪护机器人研究与设计的研究中，设计制定了对于伴老服务机器人的设计方法，多方面的分析了老年人对于机器人的需求，建立设计出来关于机器人这种产品的外形外观设计，并且对机器人系统进行性能分析，使其系统性能稳定。采用Fast 分析法来完成老年人对机器人使用功能的一种性能变换，并结合目标用户的个性化需求，为企业制定了个性化定制生产策略，为企业和用户建立了一套科学的评估产品概念的设计体系。笔者整理国内外的研究资料发现，现在国内外研究者对老年人的需求关注度少。此外，相关的服务型机器人功能简单，服务单一，对机器人与老年人的交互方式、用户体验等方面的研究较少，现有机器人还不能满足老年人群体对智能型机器人的期望。1.2.3.2 产业发展概况随着科学技术的推进和应用，机器人的功能愈发丰富和强大。人们也开始意识到机器人为生活带来的便利和改善，对机器人的接受度普遍提高。对于机器人技术的各种完善和发展，机器人越来越智能化，逐渐具有人的特征和思维。在老龄化日益严峻的今天，需要机器人为老年人提供生活服务的呼声逐渐出现，各国逐渐展开对老年服务机器人的相关研究。世界各国的机器人发展迅速，对于机器人的发展应用在各国趋势，日本一直处于前沿地位。日本机器人产业国际竞争力强，在研发和制造方面都处于领先地位。日本由于人口老龄化程度严重，因此较早的开始了对伴老机器人的研发。据日本经济产业部估计，政府预计在 2015 年至 2025 年间投入预算的三分之一用于开发护理机器人，来为老年人提供日常生活中的帮助。在日本政府的扶持下，养老服务机器人研发领域涌现了一批具有影响力的日本机器人企业，如松下、NEC、丰田、本田、Luvozo PBC等。欧美等国对服务机器人产品的研究起步比日本晚，但对机器人市场的投入逐年增加，加上政府的支持，现在在机器人市场上也占有一席之地，欧洲已经进入老龄化社会，投入了大量人力物力设计和研究国内老年人救生方案。为了促进机器人和机器人产业的发展，美国制定了相应的机器人发展规划，鼓励企业和相关机构开发机器人，并将大量服务机器人产品投放市场。欧美国家在研究养老机器人的领域也涌现出一批具有代表性的企业，如瑞士的 Hocoma AG、美国的 Ekso、英国的 Rex Bionics 等企业。我国机器人产业发展起步较晚，在技术水平上与发达国家仍然存在差距。近年来，为应对人口老龄化带来的养老难题，国家积极展开对养老机器人的研究。据 2019 年 Ageclub 的统计数据显示，目前我国养老机器人领域有 72 家企业，其中包括柚瓣、大艾机器人、尖叫科技、新松机器人、博厚医疗等企业。我国机器人产业发展起步较晚，在技术水平上与发达国家仍然存在差距。近年来，为应对人口老龄化带来的养老难题，国家积极展开对养老机器人的研究。据 2019 年 Ageclub 的统计数据显示，目前我国养老机器人领域有 72 家企业，其中包括柚瓣、大艾机器人、尖叫科技、新松机器人、博厚医疗等企业。随着社会水平的逐渐发展，人们对机器人提供养老服务的需求越来越强烈17。但目前我国机器人研究水平较日、美等发达国家仍旧落后，并在养老服务机器人研究领域起步较晚，养老服务机器人的技术研发水平还有待提升。1.3 课题研究目的和意义在我国老龄化的背景下，老年人的机器人的设计设计是为了老年人的机器人能够提供知识、人、感情、自然的服务和老年人的护理。老年人机器人是一种在家看护的机器人。与一般智能家居产品的设计不同，老年机器人更需要智能、更友好、更具体。我们国家对于智能爬楼机器人的研究还是刚刚起步，发展还处于特别缓慢的地步。在国内拥有爬楼功能的产品并不多。爬楼机械的发展将会更有效的促进人民生活质量的提高，将会对我国科技的发展提供更高的进步并且更好的推进我国科技的发展。因此，我国需要研究出来一种性能合理、操作简单、节约成本的智能爬楼机器人来更好的辅助人们在日常生活中对于攀登高层楼房的建筑。伴老机器人的研究和开发是为了帮助老年人更好的独立生活。从理论上分析，它结合了机器人学、人体机器工程学、动物心理学、交互设计学、社会经济发展学等各类学科的知识；从技术上分析，它以当下最热门技术，如人工智能、云技术、大数据、互联网、物联网等作为发展依托，具有极好的发展优势；从目前的产业经济来看，符合社会对养老产品及服务的需求要求。基于此设计背景，本课题展开对机器人、伴老信息的调研，先奠基好老年人对于伴老服务机器人的需求，确定好机器人对于它功能设计的整体框图，以便与设计伴老机器人产品，为未来伴老机器人的发展提供有参考价值的解决思路。1.4 课题研究方法（1）文献归纳法在对机器人、机器人技术、心理学等相关文献学习的基础上，了解机器人的发展、特征、分类、应用、技术方面的现状，以及老年人生理、心理和生活方式方面的需求，进而在研究分析中找到机器人与老年人之间的联系，形成本篇论文的理论研究框架，归纳总结出伴老机器人设计要点，完成本课题研究内容及设计。（2）访谈法对伴老机器人目标用户进行访谈，了解目标用户的日常生活状况、对智能产品的使用情况、使用过程中存在的问题以及对机器人的了解程度和期望。并进行记录整理，形成需求点，以此作为设计依据进行伴老机器人的功能构建。（3）问卷调查法在定量分析的基础上，对目标用户进行调查和分析，了解目标用户的基本情况，分析数据，以便对未来的理解、接受、需求和预期。（4）案例分析法通过分析各个国家的已研究机器人产品的外观建模和功能，了解现有产品的设计特性和功能方向，对之后的产品设计进行设计指导。2 伴老服务机器人机械结构总体设计方案2.1 引言这篇文章设计的伴老服务机器人是一种能够爬楼梯的伴老服务机器人，在老年人用服务机器人的构建中，为了通过连杆机构提高机器人车体整体的姿势，使用了链接机构。设计了服务机器人的机械系统的结构设计模型和各部分的大小，建立了PROE软件中的服务支持服务器的三维模型，确立了执行马达和驱动控制方式。2.2 伴老机器人设计构思2.2.1 产品设计构思设计伴老机器人的目的是为了让对有伴老机器人需求的老年人得到使用，伴老服务机器人是以人体工程学为基础进行设计，并且根据相关技术和原理进行设计并且投用到更多的人群当中，因此，在设计的过程中，我们需要确定好机器人本身的那种设计概念，机器人在性能使用方面需要完成可实现性，这样才能满足设计的最终目的。在使用更高科技零部件装置的同时，为了让老年人没有抵触这类产品的心理，我们需要在设计和实践使用的过程中加入一些关于情感方面的功能，让老年人在伴老机器人身上可以感受到像子女一样无微不至的照顾。根据最新的研究表明，老年人的抗拒新产品心理和抵抗外物心理主要来自比较新、复杂的操作产品。另外，老年人与用户有着深厚的情感相互作用，需要努力使人与电脑之间产生良好的情感相互作用。需要从机器人设计的两个方向进行感情化和可用性的组合。生物设计是情感设计的重要因素，它可以提高用户体验感，产生更简单的情感接触。生物设计不仅要注意外观性能的模拟，而且要注意整体人机系统以及建模意义和环境之间的和谐共生关系。在合作服务机器人的设计实践中，通过其相互作用之间的整体外观和身体运动来反映其情感化。第二，机器人需要采用计算机和情感智能相结合，设置对话界面促进老年人与子女的紧密联系，通过机器人的情感化，让机器人得到老年人的认可，让老年人觉得可用，让机器人与老年人形成一种潜在的对话关系。因此，我们在设计交互接口的过程中要是接口可用，建立好良好的人机交互系统，让老年人可以快速的掌握机器人的性能以及特性。2.2.2 功能设计构思伴老机器人作为一种新型家政服务类机器人，我们需要对他的功能进行一定的拓展，需要使它跟功能概念和系统的智能相互结合，将它的功能分为主要的功能跟一些拓展方面的功能，具体的主要方面功能为多数老年人家居高层在爬楼梯过程中会由于腿疼导致爬楼困难，需要机器人进行帮助；扩展方面我们通过添加一些服务类芯片，对老年人进行护理，可以进行导航，以及紧急呼叫和老年人护理服务的警告服务，如一个按钮警报，甚至由于服务方案和老年人用户的不同，需要有另一个扩展功能。爬梯装置最重要的功能是稳定梯子。上表中对各种爬梯方法的比较分析表明，腿脚型和轮脚复合型比行星轮型和轮腿复合型更稳定。由于行星轮类型具有车轮结构，因此车轮与楼梯成点接触，因此在下楼梯时很难控制稳定性。它比轮腿复合类型更稳定，但不适用于不同尺寸的楼梯。腿部和脚部攀爬方法非常适合楼梯，但结构和控制更为复杂，攀爬速度较慢。同时，老年人的身体状况很难与带轮腿的运动方式相匹配。通常，轮轨复合类型非常适合楼梯，运动稳定，防滑，比其他形式更安全，并且安全性对于老年人本身至关重要。2.2.3 安全性设计安全是任何产品设计都必须遵循的规则。由于智能机器人本身的特殊复杂性，其与用户的交互必然充满不确定的安全风险。因此，如何在用户和机器人之间进行分工，使二者能够有效地交换信息，保证老年人乘坐伴老机器人在爬楼过程中不会收到安全隐患，完成人们使用伴老机器人最佳配合状态。此外，机器人的安全性能影响着人们对他的评价和口碑，他是设计机器人质量过关的一个保证、一个指标，这将影响应用界和学术界的高度关注。（）为了确保机器人功能设定具有一定的安全性，在服务功能的设计的过程中应当充分的考虑用户在使用过程中可能会出现的危险因素。在功能实现的过程中，由传感器、接触器、处理器和驱动器构成的系统可以更加准确、更加安全地执行机器人，并反馈给用户，让用户拥有更好的体验感。（） 对于本设计内部结构的各个零部件，各部件的布置和连接应在保证安全稳定的前提下，力求简单、易于拆卸和维修，以保证用户在使用过程中不存在安全隐患。（） 产品配置也是展示安全性的一种方式。在设计机器人外形时，应避免内部结构。应使用平滑的曲线或曲面，以减少锐角、边缘等元素的使用。总的来说，它可以避免机器人的出现过于拟人化，防止其落入恐怖理论的谷底，引起使用者的心理不适。同时，对机器人的控制界面进行安全合理的规划，方便用户的准确操作。让机器人设计的在使用过程中十分便利，也将会大大上升机器人系统以及使用时的安全性能。（） 机器人的材质选择也相当重要，我们在选择机器人外形的材料时，应该尽量选择柔软让用户体验舒适、对环境没有污染、耐热、耐高温、清理机器人污垢简洁等优良的高强度材料，避免选择让用户使用过程中产生不适应的材料。（） 我们在对于选择机器人外观颜色的时候，我们应该不采用那些复杂，颜色怪异的外形，防止老年人在使用过程中达不到想要的心理需求，设计的颜色外形应当突出伴老机器人的本质品质，除了这些，我们对于操作平面和产品的开关的颜色也应该按照功能进行区分。2.2.4 设计要求本论文所设计的伴老服务机器人在满足伴老爬楼平路行驶的同时，还需要具备上下楼梯的功能，在遇到普通障碍与颠簸路段也能轻松应对。基于国内外对爬梯机器人及伴老机器人的研究，设计一种集众家之长的全新爬梯机器人。该机器人一定要稳定可行，且拥有良好的安全性能，价格亲民。该产品的设计要求如下：（1）体积小，重量轻，便于爬梯和越障。（2）乘坐舒适，需要在爬梯过程中进行重心调节。（3）适应我国楼梯标准，适应不同尺寸阶梯。（4）确保上下楼梯及越障的稳定性及安全性。（5）操作简单方便，容易控制。2.3伴老机器人设计定位2.3.1 产品功能定位作为设计的一种智能机器人产品，我们最重要的是要在使用过程中考虑到老年人的需求。通过调查老年人群体，发现老年人都希望在晚年生活中拥有这样一款机器人陪伴身边。因此，伴老机器人在智能家居的层面占据重要地位，帮助老年人在晚年生活中能够拥有更多的幸福感，让老年人的生活更加轻松。我们通过调查老年人退休生活的兴趣爱好，提供如戏曲播放、养生保健、名师授课等该方面的播放，也可提供支付功能，导航系统。同时要高度关注老年人的健康和安全状况，提供紧急报警、安全预警等功能服务，体现对老年人的情感关怀。我们发现在生活中对老年人提供一些代步装置尤为重要，许多老年人在行走过程中会感觉累，这时候就需要伴老机器人进行帮助。2.3.2 产品使用环境定位 根据本文前面的内容分析可得，伴老服务机器人所使用的场景有室内跟室外两种情况，在这些情况中需要机器人自动进行移动，能识别前方障碍物并且进行躲避，能够根据操作者选择的地方进行移动等各种方面的内容，在户外使用的过程中，还需要考虑机器人在宽阔的地方进行转弯和掉头，在需要机器人停止时进行制动的功能。2.4 伴老服务机器人机械结构设计的规范目前国内外开发的伴老机器人大部分处于实验阶段，由于大型产品较少，因此，没有统一的性能指标，伴老服务机器人的楼梯间距和倾斜度是由中国民间建筑的设计决定的8选择的楼梯参数为170mm高，260mm宽，33度爬升9老年人的移动障碍物是伴老服务机器人，主要是由于数量多，安全性高，所以不需要高速。设计的步行辅助机器人是室外电动轮椅GB96-91的国家标准。机器人平面运动的最大速度在6km/h以下，最大距离在20km以上，登山能力在20km以上。参考国内外开发的产品，我们应当在关于机器人的攀爬速度和使用时间上面做出高的开发。伴老服务机器人的主要服务目的是爬楼困难的老年人，为了保证使用过程中的安全，伴老服务机器人的攀岩过程必须相对稳定，也不太需要高速度的上楼导致颠簸。因此，老年人服务机器人的登顶速度设定为410个等级/分钟，设计的老年人服务机器人的攀登步数至少达到30010。老年人服务机器人的主要设计条件如下:（1）平地行驶效率较高，让使用者简单方便的进行使用；（2）上楼过程中要保证使用者的安全，设计的机械产品应当有很高的稳定性；（3）爬楼梯的过程中重心不得有大幅波动。当伴老服务机器人遇到不平坦的地形时，应对重心调整系统以防止用户恐慌；（4）爬楼攀岩过程要遵循人的日常生活运动习惯，不让登楼梯给用户带来不适应。完成机器人的机械系统结构设计及其他主要构成要素设计。13 2 养老助残机器人机械结构总体设计方案 2.5 机构的设计方案介绍（1）设计思路15山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）本文设计了一种可移动上楼房的面向老年人的服务型机器人。目前，能够实现楼梯升降功能的服务型机器人大部分使用履带式爬楼机构机构、轮组式爬楼梯机构、梯形楼梯升降机构、复合型楼梯升降机构。履带式爬楼机构机构大部分都是不满足必要条件，因为它采用逆方向上楼梯，轮组式爬楼梯机构爬楼需要其他的东西帮助。轮组式爬楼梯机构的稳定性不好，所以不使用。综上所述，我们这里采用四组轮小型车轮和复合型楼梯升降机构的组合，调整重心，重心不会发生太大变化，进入二楼。（2）组成部分本研究设计的老年人服务机器人主要由步行机构、二楼机构、调节机构和乘坐舒适机构构成。行走机构：本文采用发动机型后轮，唯一的专用发动机是后轮驱动，采用驱动链驱动后轮，并对其进行了设计。链轮参数：用小链轮齿数z1= 8；大链轮齿数z2=15；链条参数：链号：16A，链条节距p2=25.4mm，链长节数X0= 35.6，实际链长节数X=36，链条长度L=0.91m图2.1 行走机构13山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）链传动机构由从动链轮、电机、链条、主动链轮组成。图2.2链轮传动图 2.3 主动链轮图 2.4 从动链轮图2.5 链条17 山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）上楼机构：采用4组小齿轮的结构进行上楼，每一组小齿轮用唯一的电动机驱使行动。图2.3 上楼机构图2.4 齿轮传动机构19山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）调节机构：钢球滑轨固定在正面的两个连接杆内侧。滑动轨道的一端连接在座椅侧的内侧。当高度不同时，为了确保座位的平衡，驱动滑动轨道的同步运动。图2.5 调整机构乘坐机构宽：460mm;高：750mm;长：650mm图2.6 乘坐机构三维图图2.7 乘坐机构二维图21山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）（3）总体结构老年人服务机器人的模型由连杆滑动机构、车身、步行机构、四组爬行楼梯机构及其驱动控制系统构成。四个大车轮用于在平坦的地面上驱动伴老服务型机器人。两个前轮固定在连杆滑动机构的端部外侧，两个后轮固定在支架的端部的外侧。移动到平坦地面时，两个后轮分别由马达驱动。车体前后的爬行楼梯机构各有两组。图2.8 养老服务机器人三维模型2.6关键结构材料选择1）根据实际需要，在马达下方焊接4mm的钢板，为了确保马达底座和底盘结构12，用钢板将马达螺栓连接。2）小车轮的连接轴采用光轴，加工键轴，将光轴和齿轮相对固定为键轴。光轴备有轴承，用轴承座席固定在底盘上。3）为了确保工作表的稳定移动，将底板竖直上下焊接4个立柱。两侧的前柱内侧有固定钢球滑轨。滑动轨道的一端连接在座椅一侧的内面。当高度不同时，为了确保座位的平衡，驱动滑动轨道的同步运动。3 机器人工作的原理与核心的结构设计3.1 引言在本论文中，根据地形参数来用于设计伴老服务机器的人工作的原理与核心的结构设计，基于用于决定伴老服务机器人机型尺寸的人体工程学原理，让伴老服务机器人可以在绝大部分楼梯上面都可以使用，通过PROE确立伴老服务机器人模型。3.2 机器人结构组成在生活中的服务类型机器人都是由三部分组成，这三部分相辅相成，完成机器人的运行，具体结构部分如下：机械部分是机器人根据控制系统发出来的指令来驱动机器各个零部件的运动，机器人每一部分都有许许多多的自由度，从而组成一个多自由度组成的机械结构，包括机器人的机身、手腕、首端执行机构等部分。传感部分是为了给机器人提供感知内外部环境情况信息的这样一个部分，一个内部感测模块跟一个外部感测模块便会组合成一个传感部分，人类本身就有非常智能的感知系统，让我们感受到人体之外的信息，但是，在机器人设计过程中，我们需要把机器人设计的更加智能化，这就需要有一个非常有效果的传感部分。驱动系统是通过电力装置给机械结构运动提供动力的部分。电源的不同将会影响着驱动方式的不同。实际上，这种机器人能够顺畅运转的原因不仅与微型计算机的控制技术密切相关，还与伺服电机的快速发展密切相关。在机器人的伺服马达系统中，在感知到外部信息后，装置快速地向控制器发送控制信号，驱动伺服马达系统，快速调整动作。这里，所谓伺服电机系统，是指使用由各种电机生成的扭矩和力直接或间接驱动机器人主体来获得机器人的各种动作。爬楼机构和连杆滑动机构是实现前端攀岩的老年服务机器人的核心构成要素。在不同的地形条件下，爬楼机构和连杆滑动机构的协调运动可以实现前攀岩功能。老年人服务机器人的核心构成要素由攀岩机构和连杆滑动机构两部分构成。为了在上下楼梯时保持车体稳定，设置左右连杆的滑动机构群。连杆机构由座椅侧内面和连接在前后两端的滑动轨道构成。为了确保机器人的安全性和稳定性，机器人前后安装两个攀岩装置。每个爬楼装置组由摆臂、小车轮、支架、连杆、驱动马达和驱动轴组成。在攀岩机构的各组中，在摇臂1的两端分别通过小车轮连杆将摆动臂2固定在小车轮连杆上，将摆臂1、2的另一端连接到驱动轴1、2上。为了降低楼梯升降时机器人的重心变动，第一和第二摆臂的初始位置相对于水平方向形成一定的角度。在上楼梯时，马达驱动装置使第一和第二驱动轴沿相同方向和相同速度旋转。然后，驱动轴驱动摆臂，并在步骤上支承。 图3.1 养老服务机器人核心部件结构示意图3.3 爬楼梯工作原理和上下楼过程伴老服务机器人的平移状态基本相当于普通后轮驱动电动轮椅的平移状态，滑动机构由一个小轮和一个爬升机构的连杆结构链接在一起。为了保持车身的平衡，我们利用耦合机构的滑轨来调整车身滑动轨道的位置。伴老服务机器人上下楼梯的步骤如下:（1）老年人服务机器人的前轮到达楼梯边缘后，前轮进入楼上。马达驱动攀岩机构的前两组。摆臂1和摆臂2以与同一方向相同的速度旋转，小车轮1抬起第一级。此时，前后大的车轮支撑着车体的重量。由于挥臂2的作用，小车轮2接地。此时，小车轮1登上了第一台阶。车体的重量由后轮和2轮支承，连杆滑动机构向上方移动（图b）。举着前轮上第一级，第二轮后退。摆臂1和摆臂2返回初始状态，前轮使第一级上升。这个时候前轮和下一个楼梯之间还有距离。后轮必须向前旋转，直到前面的车轮接触下一个楼梯。前轮行驶时，随着前轮高度的变化，连杆滑动机构向上移动，维持车身水平。（2）前轮重复上述处理，继续上第二阶段（图d-e）。（3）后轮到达楼梯边缘，前后攀爬机构同时上升。2组攀岩机构的摆臂使小车轮以与同一方向相同的速度旋转，攀岩机构的前后组实现全同步运动（图F）。后轮用支架连接在车体上，所以在攀岩过程中车体可以用后轮抬起来。每次前轮爬完第一个台阶，后轮就会因为距离向前旋转，就像前后轮在步（图G）上移动一样。此时，连杆滑动机构没有变化，所以车体保持水平。（4）前轮上楼梯的最后一级，达到水平后处于楼梯状态。前轮攀岩机构停止了移动，小车轮回到初始状态，后轮还在继续上楼梯，连杆机构调整车体姿势（图3.2（h）。后轮攀岩机构登上楼梯的最后一个台阶，后轮就会回到平坦行驶状态，小车轮会回到初始状态，完成爬楼工程。如下图所示，伴老服务机器人的下楼梯原理与上楼相同。图3.2 伴老服务机器人上楼步骤示意图3.4主要硬件设计选择1）电动机的选择：可选择200W的功率和额定电压24V的马达，向内置的齿轮箱提高扭矩，降低速度，并用作停车装置11。2）传动变速装置：选择性齿轮变速器，无滑动，弹性滑移，精确变速比，紧凑结构，高传输效率。轮椅具有同一型号的马达和与之对应的减速机构4组马达，安装在车轮内侧，独立控制各车轮群完成运动功能，分别设置马达使后轮行走。轮椅在运动过程中是稳定的，最后马达为了完成后轮驱动而与链条驱动机构合作使用。3.5机器人驱动方式3.5.1 伴老机器人驱动方案的构思机器人的主要构成要素是攀岩机构、调节机构、驱动机构和座椅。用户通过操纵杆选择机器人的运动模式和速度的驱动控制系统定义机器人的各个机构的轨道，计算根据反馈信息的驱动扭矩驱动机器人各机构运动的运动机构由连杆滑动机构、攀岩机构、驱动机构构成，在控制系统的指令下完成爬楼动作。伴老服务机器人的爬梯能力受楼梯和楼梯的高度限制。为了确保上下楼梯时乘客的不因为各种原因造成身体伤害，需要传感器系统能够勘查楼梯阶层高度，做到伴老服务机器人能够完美的实现，无瑕疵。为了测量前轮和步骤之间的距离，在前轮上设置了两个距离传感器的连杆滑动机构中，设置有两个距离传感器来测量前轮和下一步之间的距离。可以通过比较两个传感器组的数据来计算该步骤的宽度。在楼梯升降机构上安装了用于测量小车轮之间的距离和台阶面高度的距离传感器。在两个后轮上安装传感器以检测后轮与步骤12的边缘之间的距离。驱动电机及其控制模式的外部信号包括转速控制信号、操纵手柄的模式选择信号和距离传感器。外部信号通过各自的通信端口发送到控制器，以分析和计算控制系统，发现控制系统信号经过分析后，将控制系统信号发送给相应发动机的马达。驱动装置驱动马达，通过减速齿轮和链条驱动与各马达连接的负载。在这项研究中，两个马达用于控制机器人的两个后轮，其余四个马达驱动四组攀岩机构。六个电机转子用于检测各个马达的转子位置。然后，将信号反馈到每个电机驱动器以形成闭环12。3.5.2大轮电机扭矩与功率空气阻力Fw是移动式老年服务机器人在空气中形成的一种反作用力。空气阻力与速度的平方成正比例，v=5km/h，M=100kg+75kg=175KG。在这项研究中，由于在室内进行缓慢的研究，因此空气阻力是可以忽略的。1 滚动摩擦力平路：F滚=2fmg=0.021759.8=68.6N （3.1）爬坡30时：由于：a/c=sin30 c=a/sin30=1/（1/2）=2 128x2=256kgF滚=22fmg=20.021759.8=137.2N （3.2）2 扭矩平路： （3.3）斜坡： （3.4）3 功率由于所需要的扭矩平路要大，因此考虑斜坡运动时，此处电机功率的选型按照斜坡来计算 （3.5）由于大轮周长为800mm，V=5Km/h，故v=104r/min。 （3.6）伴老服务机器人主要是独立后2轮驱动。各车轮的扭矩等于驱动轮的总扭矩/数量。同时，链条变速比为1:2，所以车轮的驱动扭矩为17.836N。然后，斜坡功率是194.25W。选择具有直流功率200w和电压24V的DM12SGU型号的电机。3.5.3小轮电机扭矩与功率因为小轮主要由驱动轴驱动，此时的扭矩相当于打轴质量的过程。 （3.13） （3.14）提升时，机器人采用移动链接机构来调整机体的动作，在中间楼层移动要用到移动连接机构且移动链接机构必须保持不变，所以移动过程所占用的驱动时间相对于其他机构较小13，车箱连接点处发动机的扭矩和功率只考虑了车箱内部的结构和重量，经过资料分析可以选择和大轮一模一样的发动机型号：型号：DM12SGU，功率：200W，电压：24V。3.6机器人关键零部件设计与校核3.6.1滚动轴承的选择及校核计算本文的轴承选用内径15mm，外经32mm，厚度9mm的7002C的角接触球轴承。1.两轴承受到的横向载荷和F1和Fd2 （3.15） （3.16） （3.17） （3.18） （3.19） （3.20）2.计算两轴承的轴向力Fa1、Fa2对于7类角接触球轴承类型，可从数据e中得出导出轴向力e由确定，但轴承的轴向力Fa未知，因此首先取e=0.4，以便进行估算14。Fd1=0.4Fr1=0.4622=288.8N （3.21） Fd1=0.4Fr1=0.4354=141.6N （3.22） Fd1+ Fae=288.8+200=488.8NFd2 （3.23）因此轴有向左移动的趋势，左端轴承外圈提供一个向右的轴向平衡力Fd2.3.近似计算e1=e2=0.4 （3.24） （3.25）Fd1=Fd2=141.6N （3.26） （3.27） （3.28）对轴承1：X1=1,Y1=0 （3.29）对轴承2： （3.30）取 ： （3.31） （3.32）4.验算轴承的寿命因为，所以按轴承的受力验算 （3.33）此轴承合格。3.6.2轴的校核计算小轮传动轴的校核计算由于机器人底座是用来把动力传递给一个小轮子的，所以本文采用了简支梁模型。集中的扭矩集中在可以简化的波长上。模型的主要形式为：半径500m长，弯矩128.625N.m，按3.5计算，荷载类型集中在弯矩处， 轴材料选用45钢调制，其中取=0.6 取整的d=30齿轮键连接设计轮毂长度为12，选用圆头平键,L=12 b=10 h=6 ,强度符合要求图3.3 麦迪软件的轴校核示意图3.6.3齿轮的选择和校核计算1 选择齿轮材料及精度等级采用45号钢调质小齿轮，硬度为220HBW；采用45号钢正火处理大齿轮，硬度为170HBW。初步估计齿轮系统的线速度是根据横向速度65308m/s和8度精度来选择的14。2确定齿轮许用应力通过查机械设计手册，可以得到和。 （3.34） （3.35）查得S和S。 （3.36）根据要求进行设计，设备使用寿命为20年，每年含有五十二周，每周七天，轮班制，每天工作八小时，它的应力循环次数应为： （3.37） （3.38） （3.39）通过查机械设计手册，查得Z和Y： （3.40） （3.41）由上式，求得许用应力： （3.42） （3.43） （3.44） （3.45）3 按齿面接触疲劳强度设计1)小齿轮所传递的转矩 （3.46）2)载荷因数K选取K=1.13）齿数z和齿宽因数选择小齿轮的齿数z1=20，则大齿轮的齿数z2=40，选取=14）齿数比=25）材料弹性系数由于大、小齿轮使用的材料均为钢，查得Z=189.86）计算小齿轮直径d及其模数m因为小齿轮选用的是软齿面，根据齿面接触强度公式计算：取标准模数m=2.5mm计算大齿轮和小齿轮的几何尺寸 （3.47） （3.48） （3.49） （3.50） （3.51） （3.52） （3.53） （3.54） （3.55）取b=50mm,b=100mm1.校核齿根弯曲疲劳强度 （3.56） （3.57） =190.8MPa （3.58）=179MPa350HBW） 重要的传动、渗碳、淬火或者铸造齿轮 1.0-1.11.3-1.41.1-1.21.4-1.61.31.6-2.2表3.2渐开线圆柱齿轮标准模数 第一系 列 0.1, 0.12, 0.15, 0.2, 0.25，0.3，0.4，0.5，0.6，0.8，1，1.25， 1.5， 2， 2.5， 3， 4， 5， 6， 8， 10， 12， 16， 20， 25， 32， 40， 50 表3.3载荷因数 原动机工作情况 工作机械的载荷特性 平稳、轻微冲击 中等冲击 严重冲击 工作平稳（如电动机、汽轮机）1-1.21.2-1.61.6-1.8轻度冲击（如多缸内燃机） 1.2-1.61.6-1.81.9-2.1中等冲击（如单缸内燃机） 1.6-1.81.8-2.02.2-2.4表3.4正常齿轮准外齿轮修正因数YF与应力修正因数YSZ12141617192022252830Y3.473.223.032.972.852.812.752.652.582.54Y1.441.471.511.531.551.561.581.591.611.63表3.5常用齿轮材料的性能及应用范围材料 牌号 热处理 硬度 应用范围 优质碳素 45钢 正火调质表面淬火 169-217 HBW217-255HBW48-55HRC低速轻载低速重载高速中载或低速重载，冲击很小 50钢 正火 180-220HBW 低速轻载 4机器人控制系统设计4.1控制电路的设计伴老机器人的辅助系统采用控制系统，控制系统需要可以控制机器人行走轮的速度调节，能够控制好它的运动方式及形态，能自行检查出来机器人在发生故障时的毛病等此类功能。设计的机器人需要在室内室外的平整路面上正常的运动，不能颠簸到使用者。该控制系统的难点在于在爬楼过程中难于通过红外线传感器检查机器人与楼梯高度等此类信息，我们采用C P U处理器，来实现步进电机的爬楼过程控制，让伴老机器人在接触到楼梯时产生一种爬楼信号，在爬升过程中，同时完成直流无刷电机的调节速度运转控制整体的爬楼速度。伴老服务机器人在爬楼梯过程中要想拥有一个比较正当的行走姿势，我们必须保障硬件系统拥有以下几种区域的模动板块：主动控制模块、驱动模块、楼梯触壁检查模块、电源电压模块。伴老服务机器人控制系统结构图如图4.1所示。图4.1伴老机器人控制系统结构图伴老服务机器人的控制芯片采用单片机，每一种控制部分我们都需要使用关于模块类型的结构设计方法。为增加整套系统的稳定性，系统采用按键输入与无线输入这两种输入方式融合在一起相结合的方式。4.2驱动电机的电路设计对于伴老机器人，该设计选用L 2 9 8的集成芯片来驱动5 7 B L F 0 3的直流无刷电机。下图4.2就是L 2 9 8驱动原理的电路图，L 2 9 8集成芯片1013引角处电平的变化会引起驱动模块对机械的控制，从而控制输出端口的通电时序，以至于把握直流无刷电机正反转和转动速度。图4.2直流无刷电机电路设计图直流无刷电机的控制图如图4.3所示。在图4.3中，直流无刷电机的工作电压为12V，控制信号电压为5V，COM接口接地。当开关Q1闭合时，直流无刷电机得到正转信号，控制直流无刷电机正转。当开关Q2闭合时，直流无刷电机得到一个反向信号来控制直流无刷电机反向。图4.3直流无刷电机控制框图4.3传感器电路设计伴老服务机器人在使用时间使为了防止速度过快，以至于颠簸到使用者，本设计在行进中检测采用的模块是红外测距传感器，它可以自动进行检测机器人爬楼过程中与楼梯的高度。然后使用霍尔传感器来完成测速，防止爬楼速度过于快，为了避免红外传感器跟霍尔传感器之间出现干涉，可以采用处理器来控制传感器，避免使用的两个传感器开关同时开启。传感器电路设计示意图如图4.4所示。4.4电源模块的电路设计要满足设计要求的各种元件电压输出要求就需要采用电压和电池转换电路来设计电源。红外和霍尔传感器、中央处理器和直流无刷电机驱动芯片均由 5 V电压供电。在直流无刷电机5 7 B L F 0 3的承载受力范围内，提高电压可以最大限度地提高电机的输出速度。电源模块的电路示意图如图4.5所示。图4.4传感器电路设计示意图图4.5电源模块的电路示意图4.5伴老机器人控制系统软件设计按照伴老服务机器人爬楼的轨迹W和控制需求，控制的程序包括爬楼控制主程序及爬楼控制子程序。爬楼控制的主程序含有爬升过程处理、数据采集处理。爬楼控制子程序通过红外传感器测距实现爬楼过程的激活，配合霍尔传感器完成整个爬楼过程，爬楼程序示意图如4.6所示。图4.6伴老机器人整套程序流程示意图、5 机器人上楼过程的运动仿真5.1 引言前四章主要对老年服务机器人的结构图确定、设计计算和理论验证进行了研究。这一章采用PROE软件来设计老年服务机器人的三维模型。运动仿真采用添加驱动模式来完成。5.2 运动仿真的原理运动仿真在PROE里被称为运动算例，主要包括以下几个部分：1、动画（在核心PROE内生成）：在PROE中我们通过添加引擎来控制所有零部件的运动。2、在核心SolidWorks内使用机器人基本运动的动画运动仿真。基本运动可用于模拟发动机、弹簧、接触和组件组上的重力。基本运动是用伴老机器人机器头部的质量计算的。3、运动分析(可在SolidWorks premiun的SolidWorks MotionTM插件中使用)。在运动分析组件上可以精确地模拟和分析运动元素（包括力、弹簧、阻尼和摩擦力）的影响。采用动态焊料进行运动分析，计算中考虑了材料特性、质量和惯性。运动分析可以用来进一步分析仿真结果，并通过物理仿真生成演示动画。5.3 创建驱动模型本书利用PROE三维软件建立了老年服务机器人的模型，设计了楼梯装置，并用PROE软件启动了动画插件。在提出了伴老服务机器人的设计方案后，对老年机器人的上述动作进行分解，通过添加各种不同限制设置的动作，生成一套完整的动画视频，如下图5.1所示，是整个软件仿真的界面。图5.1 PROE动画过程图5.2 上楼过程1图5.3 上楼过程2图5.4 上楼过程3图5.5 上楼过程4图5.6 上楼过程5图5.7 上楼过程6结论：本文所设计的助老服务机器人结构合理，能够实现正面上楼。结论本文主要对助老服务机器人的爬楼机构进行了设计，实现了正面上楼功能，但还存在很多不足：本文所设计的助老服务机器人拥有六个电机，使机器人的控制问题比较复杂，结构不够优化。本文设计的机器人虽然可以爬到建筑物前面的楼梯，但由于楼梯高度有限，不能爬到高处。本文设计的老年人服务机器人没有考虑地面波浪运动对机器人的影响，对机器人在不平地面上的稳定性有较强的影响。总之，本文提出了一种实现老式服务机器人的实用方案，但对于稳定性与安全性方面还有较大的欠缺。本文主要研究了助老服务机器人的上楼方式，还有许多问题没有解决，还需要作出进一步的优化。在以后的研究中我们可以对机器人的控制系统和稳定性进行优化。创新点（1）设计了一种新型复合构型履带爬梯机器人。（2）规划了一种更为稳定的爬梯方式，并对其进行了重心轨迹求解，验证了其倾翻稳定性。展望本课题研究的不足之处以及对伴老机器人研究的展望：（1） 本课题在以用户为中心进行思想设计的，在赵老师的指导下，研究构建了爬楼智能的伴老机器人，目的是为了让老年人在生活中能够得到更加方便、更加舒适的生活服务。但计算和设计的多数内容仍然处于理论层面，在实践研究方面仍然需要进行科学检验。（2） 本文基于对老年人和机器人的分析，试图找到两者之间的结合点，以此指导伴老机器人的设计。但目前伴老机器人的研发还处于初级阶段，而且面向的用户是老年人，老年人群体对智能服务类机器人的使用和体验较少，了解不深入，因此对本次的调研结果产生一定的影响。希望后续研究中能够使用真实机器人对用户进行有效测试和评估。（3）未来，随着国内外科技和信息的飞速发展，人们的生活条件也在逐渐改善，国家的经济也在逐步上升，越来越多的伴老机器人将会出现在人们的生活中，为人们提供智能化、情感化的服务，提升老年人独立生活的能力，给老年人创造更加美好的晚年生活。像三十年前一样，机器人正处于早期工业化阶段。如果我们能够实现调制和标准化，每个组织将完成自己的任务，专门研究机器人的特定部分，然后根据需要集成不同的产品，这将有助于机器人的工业发展。（4）以帮助老年人日常生活为中心，改善老年人生活质量，建设发展国家科技为框图。在此基础上构建智能爬楼养老系统，使伴老机器人对智能家居进行全面控制和管理。55山西能源学院2021届本科毕业设计（论文）参考文献1. 钱善华等 救灾机器人的研究现状与煤矿救灾的应J. 机器人 2016(5)2. 朱斌等 煤矿探测救援机器人研究现状及其应用J 机电产品开发与创新 2013(11)3. 宋永端 主编.移动机器人及其自主化技术M.北京：机械工业出版社 20124. Gordon McComb 著.机械人设计与实现M.北京：科学出版社 20185. 方芳 养老助残机器人运动控制系统设计D. 学位论文 2010 6. 平伟. 智能养老助残机器人概念样机设计D: 硕士学位论文 上海:上海交通大学，20197. 谢存禧，张铁机器人技术及其应用机械工业出版社，20158. 曾婧婧.杨平.徐春梅.蒋式勤.彭道刚机器导盲犬的设计与实现J 机电一体化2015,11(4)9. 王岚，赵丹，隋立明机电系统计算机控制M哈尔滨工程大学出版社，201610. 叶涛基于传感器信息的移动机器人导航与控制研究D.学位论文北京：中国科学院研究生院。201311. 罗志增，蒋静坪机器人感觉与多信息融合M北京：机械工业出版社，201312. 一类助老助残服务化器人建模与控制技术研究D.学位论文.南京：南京理工大学 2016 13. 胡杰. 基于齿轮齿条翻转爬升机构的爬楼梯轮椅的研究与设计D.长春工业大学,2016.14. 童辰. 一种平地、爬楼两用助行装置的驱动系统设计D.南京理工大学,2014.15. 信召峰. 轮腿式轮椅传动机构的设计与仿真D.河北工业大学,2015.16. 张建卓 刘佳. 可上下楼梯轮椅机器人的现状研究概述D.辽宁工程技术大学机械工程学院.2016.17. R. Lee Kirby,William C. Miller,Francois Routhier,Louise Demers,Alex Mihailidis,Jan Miller Polgar,Paula W. Rushton,Lau
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