基于模块化设计方法的服务机器人结构设计
工业机器人机械结构模块化设计
工业机器人机械结构模块化设计工业机器人的机械结构模块化设计是指将其机械结构分为若干个模块，每个模块具有独立的功能和特点，并能够相互组装和拆卸，以适应不同的工作环境和任务要求。
其目的是提高机器人的灵活性、可扩展性和可维修性，同时降低设计和制造成本。
模块化设计一般包括机器人的基座、臂架、关节、手爪等部分。
基座是机器人的底座或平台，用于支撑机器人的其他部件。
臂架是机器人的运动部分，可以通过关节连接进行伸缩和旋转，实现机器人的多自由度运动。
关节是连接臂架和基座的枢纽部件，允许机器人进行多轴关节运动。
手爪是机器人的末端执行器，用于捕捉或操纵物体。
在实际设计中，可以根据不同的工作需求和任务特点将机器人的机械结构划分为几个模块。
每个模块都具有独立的结构和功能，可以进行自主设计和制造。
同时，这些模块之间应具有一定的标准接口和连接方式，以方便组装和更换。
模块化设计的一个重要优势是可以根据具体任务的需要对机器人的结构进行快速定制和扩展。
例如，如果一些任务需要机器人具有更大的工作范围和精度，可以通过增加臂架或关节的数量来实现。
如果需要机器人具有更强的抓取能力，可以根据任务需求更换不同类型的手爪。
另一个优势是模块化设计可以简化机器人的维修和维护工作。
由于机器人的各个模块相对独立，当一些模块发生故障或需要维修时，只需要更换或修复该模块，而不会影响其他部分的正常运行。
这大大减少了维修时间和成本。
此外，模块化设计还可以降低机器人的制造成本。
由于机器人的各个模块可以根据不同的需求进行重新组合和配置，可以实现多样化、灵活化的生产。
这样可以有效降低生产线的设备投资和维护成本。
同时，模块化设计还有利于机器人的标准化生产和批量生产，提高了生产效率和产品质量。
总之，工业机器人的机械结构模块化设计可以提高机器人的灵活性、可扩展性和可维修性，降低设计和制造成本。
它是实现机器人个性化定制和智能制造的重要手段，对于推动工业4.0的发展具有重要意义。
基于模块化设计的室内智能消毒机器人设计
基于模块化设计的室内智能消毒机器人设计摘要：在新冠肺炎疫情防控常态化期间的消毒机器人大多功能简单，模式单一，不能满足人们对于消毒防疫的需求。
本文针对室内公共场所需要进行卫生消毒、安全指数及数据采集等工作设计了一种基于模块化设计的智能消毒防疫机器人。
该设备搭载控制主板以及多种传感器，通过摄像头和各种智能模块实现信息采集分析，通过消毒模块控制喷洒消毒装置，在具有人性化设计的同时减少工作人员以及用户感染的风险。
关键词：消毒防疫；智能消毒机器人；模块化设计引言：随着社会发展，科学技术不断进步，各类高新技术例如人工智能、虚拟现实、远程终端等被广泛应用到服务型机器上，使机器人更加智能化，大大推动了社会服务行业的迅速发展。
智能消毒防疫机器人作为服务类型机器人的一种，主要用于各种场所、不同环境下的日常消毒巡检工作，主要模块涉及到自主导航、环境建图、目标识别和紫外线消毒等技术。
随着智能技术的迅猛发展，防疫消毒机器人得到了广泛的应用，诸多国家对防疫消毒机器人进行了深入研究，尤其在突发疫情期间，对防疫消毒机器人的需求更是与日俱增。
针对室内场所需要达到的消毒指标进行分析，结合新型系统，利用人机工程学原理对消毒机器进行改造，使之能够被自主简便操作，更具人性化。
通过智能消毒机器人进行消杀防疫，有效减少人力资源的消耗以及交叉感染的风险，更重要的是能够提高工作效率，形成一套完整的快递消毒防疫体系，克服了传统人工消杀容易受到气候、环境等因素的影响，提高了工作效率。
智能消毒机器人区别于人工消毒较为单一且耗时费力的消毒方式，可以大幅度降低是人们的工作强度和被感染概率。
本项目基于新冠疫情之下需要消毒防疫的现实，通过对智能机器人与消毒原理的研究，设计了一款基于模块化的室内智能消毒机器人，该消毒机器人配有身份识别模块、语音识别模块、路径识别模块、语音播报模块等，通过控制主板来操作各模块，研究通过各模块的协作完成消毒防疫，辅助减轻消毒工作人员的工作强度。
机器人模块化设计的说明书
机器人模块化设计的说明书1. 引言机器人技术的不断发展，为工业生产、医疗保健、家庭服务等领域带来了巨大的便利性和效率提升。
而机器人的模块化设计则是实现机器人多功能、多样化应用的关键之一。
本说明书将详细介绍机器人模块化设计的原理、方法和实施步骤，旨在帮助用户理解和应用这一理念。
2. 理论基础2.1 模块化概念模块化是指将一个系统或产品划分为相对独立的模块，每个模块完成特定的功能。
这种设计理念使得模块可以独立开发、测试和维护，同时也方便了模块的替换和升级。
在机器人设计中，模块化设计能够使机器人的功能、结构和性能更加灵活可变。
2.2 机器人模块化设计的优势机器人的模块化设计具有以下优势：- 可扩展性强：通过添加、替换或调整模块，机器人可以实现各种不同的功能和应用。
- 维修和升级便捷：模块化设计使得机器人的维修和升级更加方便，只需更换故障模块或升级模块即可。
- 技术共享和复用性高：模块化设计促进了不同机器人之间的技术共享和模块的复用，提高了资源利用效率。
3. 模块化设计原则在进行机器人的模块化设计时，需要遵循以下原则：- 功能独立性：每个模块应具备独立的功能，能够直接实现一项或多项任务。
- 接口标准化：模块之间的接口应定义清晰，遵循标准化的接口规范，确保模块的互换性。
- 通信协议一致性：各个模块之间的通信协议应保持一致，以实现信息的传递和共享。
- 硬件兼容性：模块化设计中应考虑到硬件的兼容性，以便不同模块可以互相匹配使用。
- 模块尺寸统一：模块的尺寸应统一规范，以方便组装和替换。
4. 模块化设计步骤4.1 分析需求：首先，对机器人的功能和应用进行全面分析，明确需要哪些模块来实现这些功能。
4.2 划分模块：根据需求分析的结果，将机器人分解为若干个相对独立的模块，每个模块负责实现一个或多个功能。
4.3 设计接口：为每个模块设计清晰的接口，明确输入输出的接口规范和数据格式。
4.4 开发模块：根据模块设计的接口规范，分别开发各个模块，确保模块能够独立运行和通信。
送餐服务机器人研究及设计
送餐服务机器人研究及设计研究一款送餐服务机器人，是结合了电路设计、电子通信、机械设计、远程控制等多方面技术领域上的一个产物，它采用模块化设计，运用显示模块、超声波模块、驱动模块、巡线模块、蓝牙模块、语音模块等模块搭建而成。
使其具备迎宾、点餐、送餐、娱乐等一系列的功能。
并使用藍牙无线传输技术，手机控制送餐服务机器人，使其具备良好的人机互动。
标签：送餐服务；点/送餐；迎宾；娱乐送餐机器人的应用范围很广，只要是服务行业都可以使用它，譬如在学校、医院、餐厅等地方，都可以使用它来替代服务人员为顾客服务，大大满足人们对快捷服务的需求。
目前设计点餐，送餐、迎宾、娱乐等功能的一款送餐服务机器人，不但能提高服务效率，减少服务人员数量，更能建立餐厅特色，打造餐厅品牌，进而提升餐厅的业绩。
1 总体设计方案送餐机器人总共分为三个模式状态，根据用户的选择，可以对三种模式进行切换，以下是对三种模式的描述。
模式一：点餐/送餐模式，一方面通过机器人携带触摸屏显示，向顾客呈现当前的菜单以及打折信息。
另一方面通过手机或者按键模块控制机器人移动，通过巡线传感器、红外线传感器以及行走电机使机器人按照规定的行进路线前进，使机器人顺利到达对应的餐桌位置。
模式二：迎宾模式设计，当用户选择迎宾模式时，则送餐机器人自动通过循迹走到相应的迎宾位置，并通过监测当有人进入时则机器人发出声音。
模式三：娱乐模式设计，包括播放音乐、动作表演等。
设计是采用单片机（STC89C51RC）为主要控制电路，配有各式传感器、执行驱动、人机交互、界面显示等模块。
同时采用蓝牙模块配合手机使其创建链接，从而使手机通过蓝牙模块向单片机发送指令，人们可以通过手机蓝牙执行相应的操作，完成送餐、点餐、娱乐等功能。
如图1所示。
2 机器人整体结构设计机器人设计完成后，对其进行行走路线的设计，设计一条主干道，在主干道上增加几条分支用来工位的设置。
UG设计图如图2所示。
3 机器人系统测试对于送餐机器人来说，行走路线的测试尤为重要，通过红外线对黑标的色差识别，来达到巡线的目的，在机器人行走过程中，当机器人朝左偏时，则左电机速度提高，右电机速度下降。
模块化机器人的设计与实现
模块化机器人的设计与实现近年来，随着科技的不断进步和人们对智能机器人需求的提高，模块化机器人成为了研究和开发的热点。
模块化机器人具有可拆卸、可组合的特点，使得机器人可以根据不同的任务需求进行灵活的组装。
本文将探讨模块化机器人的设计原理和实现方法。
一、模块化机器人的设计原理模块化机器人的设计原理基于模块化思维和模块化技术。
模块化思维强调将机器人的各个部分划分为相互独立的模块，每个模块具有特定的功能，模块之间可以进行组合和替换。
这种思维方式有利于提高机器人的灵活性和可维护性。
模块化技术是实现模块化机器人设计的基础。
主要包括模块标准化、接口设计和通信协议等方面。
模块标准化是指将机器人的各个模块进行统一的尺寸、接口和电气连接方式设计，以便于模块之间的组装和替换。
接口设计是指为每个模块设计合适的接口，使得模块之间可以进行有效的通信和数据交换。
通信协议是指定义模块之间的通信规则和数据格式，以保证模块之间的协同工作。
二、模块化机器人的实现方法模块化机器人的实现方法主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
在硬件设计方面，需要注意以下几点。
首先，需要选择适合模块化设计的硬件结构，例如模块化机械臂、模块化传感器等。
其次，需要进行模块标准化设计，确保各个模块之间的尺寸和接口兼容。
此外，还需要考虑模块之间的电源供给和电气连接方式，以确保模块之间的正常工作和通信。
在软件设计方面，需要考虑以下几点。
首先，需要设计一个适合模块化机器人的操作系统，以管理模块之间的通信和协作。
其次，需要设计模块之间的通信协议，以确保模块之间的正确交互。
此外，还需要设计模块化机器人的控制算法和路径规划算法，以实现机器人的智能化操作和任务执行。
三、模块化机器人的应用前景模块化机器人的研究和应用前景广阔。
首先，模块化机器人可以应用于工业生产线上，实现自动化生产和灵活的任务分配。
其次，模块化机器人可以应用于医疗领域，实现手术机器人和康复机器人的定制化设计和灵活组装。
基于模块化的机器人运动控制节点的设计
明 ． 块化 设 计 降低 了机 器人 控制 的复 杂 度 。 高 系统 可靠 性 ， 模 块化 设 计 在 复 杂控 制 系 模 提 为
统 的 应 用提 供 了 依 据
关键 词 ： 块 化 ； 能 节 点 ； 磁直 流 无 刷 电机 ； Ａ 总线 模 智 永 Ｃ Ｎ 中 图分 类 号 ： Ｍ ３ １ Ｔ ６ 文献 标 志 码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ １９ ４ （０００ —０ ０ ０ １０ —９４２ １）４０ ５ — ４
基 于模 块化 的机器人 运动控制 节点 的设计
何 志琴 ． 杨 超
（ 州 大 学 电气 Ｘ 程 学 院 ，贵 阳 ５ ０ ０ ） 贵 － ５ ０ ３
摘 要 ： 对 机 器人 的复 杂 控 制 ． 出 了基 于Ｃ Ｎ总 线 的 模 块 化 分 布 式 控 制 设 计 思 想 ， 行 针 提 Ａ 进 了机 器人 运 动控 制 节 点 的硬 软 件 设 计 开发 ． 并详 细描 述 了 系统软 件 算 法设 计 实验 结 果表
部件 能够 协调 工作 ，并 将 系统 和各 单 元 的状 态 、 运
行模式 、 制 指令等 参 数及 时 显示 。机 器 人 的开发 控
设计 应 遵 循 开放 式 系 统 、 理 的模 块 化设 计 、 合 有效 的任务 划分 、 有实 时性和 网络通 讯功能 。 具
模 块化设 计使 系统具有 开放 性 ， 于修改 、 易 重构
收稿 日期 ：０ ９ １ — ５ 修订 日期 ：０ ０ ０ 一 ６ ２０—２２ ； ２ １— ｌ０ 基 金项 目 ： 州 省科学 技 术基 金 项 目（２ ０ Ｊ ０ ４ １ ０ ８ ９ 贵 ５ ０ ８Ｐ ０ ０ ０ ０ ２ ）
针 对机 器人 的上 述需 求 ． 出基 于 Ｃ Ｎ总线 的 提 Ａ 模 块 化分 布式 数据 采集 和控制 系 统 的设计 方 案 ， 便 于完 成对 多个 现 场信 号 的实 时测 量 、 传输 控 制 和数
智能家庭服务机器人设计
专题102摘要：随着人们对生活质量要求不断提高，家庭机器人渐渐走入百姓家。
家庭功能性机器人需求日益增长，不同的需求需要数个专门机器人分别实现，对家庭空间和经济状况都有较高要求，成为机器人铺开的一大阻力。
文章设计了一款多用途家庭服务机器人Super Care。
通过三类主要机械电气装置的组装结合，能实现机器人的人车双形态变化。
Super Care机器人同时满足搬运重物、抓取物品、儿童娱乐的需求，降低人们家务劳动强度。
在满足多种家居智能化需求的同时减少不必要经验资源与家庭空间的占用。
该机器人能帮助现代人提高家居生活品质，也为下一代集成机器人在人机交互设计上提供了新思路。
关键词：家庭服务 机器人 少年儿童 设计 人工智能中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：1003-0069（2021）02-0102-04Abstract：With the continuous improvement of people's requirements for the quality of life, home robots gradually enter people's homes to carry heavy objects, grab items, children entertainment and other functional robot demand is increasing. This paper designed a multi-purpose family service robot Super Care, by handling the machine clamping manipulator arms combined with the design of mechanical legs,can realize humanoid form with changes in the form of car people walking through mechanical leg, handling mechanical arm of big items for moving and lifting weight,use of clamping manipulator take small items form by wheeled mobile car, the user to sit in the back of the robot, used for children's entertainment. At the same time, the robot can meet the needs of carrying and grasping entertainment. The robot can help modern people improve the quality of life at home.Keywords：Home service Robot Children Design Artificial Intelligent 武汉理工大学艺术与设计学院 李欣原武汉理工大学机电工程学院 聂子杰引言随着人类经济社会的不断发展、物质文明的不断提升，人们的生活水平不断提高，对生活家居的质量要求也不断提高[1]。
模块化双足机器人的结构设计及仿真
灰色控 制 的响应 曲线 的 跟 踪误 差 降低 了 ０ １ ｍ， ．５
极 大地 提高 了定位 的精 确 度 ； 两 者 控 制信 号 的对 从
比 ， 色控制 的信 号 更 具 规律 性 ， 于控 制 ， 振 荡 灰 便 无 产 生 ， 于提 高微 动 平 台的 稳 定性 和鲁 棒 性 。运 用 利 灰 色设计 可使 系统 的特 性 显 著 改善 ， 而证 明 了灰 从
摘 要 ： 用 德 国 ＡＭＴＥ 公 司 生 产 的 Ｐ ｗｅ— 利 Ｃ ｏ ｒ
Ｃｕ ｅ模 块 设 计 了 ３种 不 同 结 构 的 双 足 机 器 人 ， ｂ 以 Ｐ ｏ Ｅ软 件 绘 出 简 化 后 的 三 维 图 形 ， 借 助 Ｍ ａｌｂ ｒ／ 并 ｔａ
ｏｆｔ ｉ ｌ ｅ ｏ ｅ ｎｔ ｎｄ ｒ ｔ ｇ ｎｉａ ｉ ｎ ｈｅ ｓｎｇ ｅ ｌ ｇ ｍ ｖ ｍｅ ｕ ｅ ｈｅ ｏｒ ａ ｚ ｔｏ
ｓ ｓｅ ｍｏ ｕ ｅｃ ｌ ｃ ｉ ｎ （ ｉ ｙ ｔ ｍ ｄ ｌ ｏ ｌ ｔ ｅ ｏ Ｓ ｍＭ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｃ ｓ ｔ ｃ ａ ｉｓ Ｂ ｏ ｋ ｅ ）
ｏｆｔ ａ ｌ ｂ ｓ ｆ ｗａ ｅ ｓ ｐｐ ｒ ｉ ．Ｆｉ ｌｙ， ｈ ｅ ｈｅ Ｍ ｔａ ｏ ｔ ｒ ｕ ｏ ｔｎｇ ｎａ ｌ ｔ ｅ ｒ — ｓ ｌ ｎｄ ｃ ｅ ｈａ ｔ ｓｇｎｅ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ａ ｅ ｒ ａ ｕ ｔ ｉ ｉａｔ ｔ ｔ ｈｅ ｄｅ ｉ ｄ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｒ ｅ — ｓ ａ ｅ ｏｎ ｂｌ． Ｋｅ ｒ ｓ ｂｉ ｄ ｒ ｂｏ ； ｄｕ ａ ｓ ｇ ｓｍｕ— ｙ ｗｏ ｄ ： ｐｅ ｏ ｔ ｍｏ ｌ ｒ ｄｅ ｉ ｎ ｉ
ｌ ｔｏ ａｉｎ
软件 的机 构 系统模块 集 （ｉ ＳｍＭｅｈ ｎｃ ｌｃ ｓｔ对 ｃ ａ ｉｓ ｏ ｋ ｅ） Ｂ
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２１ ０ ０年 ２ 月
机
电
工
பைடு நூலகம்
程
Ｖ０ ． ７ ＮＯ ２ １２ ． Ｆｅ ｂ．２ ０ ０１
Ｊ ｕ ｎ Ｉ ｆＭ ｅ ｈ ｎｃ ｌ＆ Ｅｌ ｃｒｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ ｒ ａ ｏ ｃ ａ ｉａ ｅ ｔｉａ ｇ ｎ ｅ ｉｇ
基于模块化设计方法 的服务机器人结构设计
性 的 设 计 和 研 制 ， 同 应 用 的 机 器 人 机 械 结 构 事 实 上 不
种 模 块 化 结 构 设 计 方 案 ， 行 模 块 化 结 构 分 析 ， 细 介 进 详
绍各模 块 的功 能定 义 和 结 构设 计 。 实验 结 果 证 明 ： 其 具有 良好 的移 动特性 ， 各模 块 的性 能达 到设计 要求 。
了模块 化划 分 ， 并对传 动结 构布局 、 动 实现 、 传 身体 稳 固性 、 块化 结构设 计等 内容 进行 了详 细 阐述 。样 模
机 组 装 及 实验 结 果 表 明 ， 于 模 块 化 设 计 方 法 的 服 务 机 器 人 产 品 开 发 周 期 短 ， 性 能 达 到 了设 计 要 求 。 基 其
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｍ ｏ ｕ ａ ｉａ ｉ ｎ： ｓ ｒ ｉ ｅ ｒ ｂ ｔ ｔ．ｃ ｕｒ ｌｄ ｉ ｎ ｄ ｌ ｒ ｚ ｔｏ ｅ ｖ ｃ ｏ ｏ ；ｓ ｌ ａ ｅｓｇ Ｔ ｕ
０ 引 言
随着 科学 技术 的发 展 和礼 会 的进 步 ， 器 人 的 应 机 用领 域越 来越 广泛 ， 传 统 的 Ｔ业 领 域 向军事 、 从 医疗 、 服 务等各 个 领 域 渗 透 。传 统 的 机 器 人 没计 主 要 面 向特定 的应用 场合 ， 械 结 构往 往 根 据 应用 展 开 定 制 机
关 键 词 ： 块 化 ； 务 机 器人 ； 构 设 计 模 服 结
中 图 分 类 号 ：Ｐ ４ ． Ｔ ２ ２３
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： ０ — ５１２ １）２ ００ — ４ １ １ ４５ （００ ０ — ０ １ ０ ０
Ｓｔ ｕ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｓ ｒ ｉ ｅ ｒ ｏ ｓ ｄ ｏ ｏ ｌ ｒ ｄｅ ｉｎ ｍ ｅ ｈｏ ｒ ｃ ｕｒ ｅ ｉ ｎ ｏ ｅ ｖ ｃ ｏｂ ｔｂａ ｅ ｎ ｍ ｄｕ ａ ｓｇ ｔ ｄ Ｓ ＨＵ ａ ｇ Ｃｈ ｎ ．ＸＩ ＯＮＧ ｎ ．ＦＵ ｏ — ｏ Ｒｏ ｇ Ｚｈ ｕ ｄ ｎｇ
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舒 畅 ’ 熊 蓉 傅 周 东’ ， ，
（ ． 江 大 学 流 体 传 动 与 控 制 同 家 重 点 实验 室 ， 江 杭 州 ３ ０ ２ ； ． 江 大 学 控 制 科 学 与 工 程 系 ， 江 杭 州 ３ ０ ２ ） １浙 浙 １０ ７ ２ 浙 浙 １０７
摘 要 ： 了降 低 服 务 机 器人 的 开 发 周 期 与 成 本 ， 于模 块 化 设 计 方 法 ， 服 务 机 器 人 的 机 械 结 构 进 行 为 基 对
ｔ ｅ ｅｏ ｈｅ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｃ ｃｅ ｏ ｈ ｅ ｖｃ ｏ ｏ ｓ ｄ ｏ ｄ ｌ ｒｄｅ ｉｎ ｍ ｅｈ ｄ ｉ ｈ ｒｅ ｄ，ａ ｄ ｉｓｐｅｆ ｒ ｎ ｅ ｓ ｔｓｉｓｔ ｅ ｕ ｒ — ｎ ｙ ｌ ｆｔｅ ｓ ｒ ｉｅ ｒ ｂ ｔｂａ ｅ ｎ ｍｏ ｕ ａ ｓｇ ｔ ｏ ｓｓ ｏ ｔｎｅ ｎ ｔ ｒｏ ｍａ ｃ ａｉｆｅ ｈｅｒ ｑ ｉｅ ｍｅ ｔｏ ｈ ｓｇ ｎ ｆｔ ｅ ｄｅ ｉｎ．
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