一种多功能智能自主机器人
摘 要：当今社会已逐渐老龄化，针对空巢老人越来越多，行动
不便的问题，基于室内导航，红外探测，三维立体识别等技术等技
术，制定了帮助老年日常生活的机器人。机器人解决了老年行动不
便的问题，具有高空取物，递送物品，语音读报等功能。
关键词：助老机器人；多功能机器人；家庭机器人；三维识别技
术
1 引言
把人从繁重单调的家务中解放出来，各国学者设计了很多家务机
器人[1～4]，也有学者针对老年人生活特性设计助老机器人[5～
7]。这些机器人的功能只侧重于某些家务劳懂方面，对于老年人精
神生活功能设计较少。目前我国进入独生子女社会，而且子女和老
年人生活在不同城市，有许多空巢老人，目前设计的机器人功能不
能满足空巢老人的家务劳动和精神生活灵的需要。本文设计了一种
多功能智能自主机器人，它可以帮助人们取东西，搬东西，放东西，
比如，从书架上取一本书，送到主人手里；可以帮助人进行低高空
作业，换灯泡，擦玻璃，还可以帮老年人取报纸，读报纸等等。
当今社会发展迅猛，科技日新月异，生活水平不断提高，我们的
国家人人都在追求高质量的生活。所以我们是从人文角度出发，设
计一个在日常生活中发挥巨大作用的设备，提高人们生活质量，节
约时间，提高效率，为人们的生活带来便捷，丰富生活。
2 功能设计
智能自主机器人，顾名思义，就是可以代替人们完成一些日常工
作，使其发挥更大的功能，为人们提供更多的便利。
它具有抓、举、升、降、行等功能，不仅可以人为操控，还可以
自主识别。根据不同需求，可以制作不同版本。但我们最初主要是
从人文角度出发，以方便人们，提高生活质量为宗旨设计的。
它可以遥控输入命令，操控它进行上升、飞行、抓取、下降等一
系列动作，帮助人们够取物品、搬运物品到人们手中。也可以语音
识别和红外线感应相结合，帮助特殊的人们进行任务。这在以下的
结构功能中将讲到。总而言之，这就是一款智能的搬运器，具有超
强大功能的搬运器，提高生活质量。
2.1 空间感知功能
机器人主要工作地点为室内，所以对家的空间感知尤为重要。在
传统机器人的基础上，在该机器人眼睛处安置了3d空间视觉识别
处理器。在机器人开始应用之前，先对主人家庭进行3d影像采集
录入数据库，在机器人工作时，眼睛看见的景象与数据库匹配，确
立所在的家庭位置。
当主人通过语音操控时，机器人会迅速从数据库中搜索到相应空
间影像，寻找命令地点，同时自动启动行走命令，到达指定位置。
2.2 定时工作
可以根据家庭生活习惯需要，给机器人的某项工作定时，让机器
人每次按时进行相应工作。比如给机器人定时每天早晨七点半取报
纸，八点做早餐等。当到定时时间时，机器人会自动工作，不需主
人重复输入命令。
2.3 身体健康护理
针对老年人设计的机器人，最重要的一点便是可以给老年人的生
活带来便利的同时，可以根据老年人身体健康状况，制定一套既有
针对性又灵活多变的健康提醒护理系统。将中医和西医的一些基本
检查方式设计到机器人中，可以定期自动检查老年人身体状况，并
提醒老年人注意饮食、运动等习惯，改善老年人生活质量，从而做
到疾病提前预防。然而，当主人生病时，机器人可以第一时间对主
人身体进行基本检查，可以根据病情严重与否，自主判断是自行开
药方还是打急救电话。
机器人的手是一个多功能感应器，可以根据操控命令，启动相应
感应器，进行比如三天一次给主人量血压，心跳脉搏频率等功能。
2.4 家务劳动
该机器人的最基本功能就是可以代替人们，做家务，让老年人从
繁琐的家务劳动中解脱。机器人可以根据主人需要“学习”多种菜
谱，多种面食等基础家务。定期清扫房屋。此外，机器人还可以和
老年人语音聊天，语音读报纸，陪老年人下棋等。
3 机器人结构构成
这是一个除了腿以外还有螺旋桨，仿生手，存储箱，红外线感应
器等结构的机器人，各个部件既分工又统一。
对主要结构说明如下：
a、螺旋桨：为了能够实现高处取物和换灯泡等功能，采用螺旋
桨实现机器人能够到达高处，实现机器人飞行功能。
b、仿生手：仿生手就是用来做一些动作，具有手的灵活，与传
统机器人的手有很大的区别，取代人们的劳作，节约时间，提高效
率。
c、感应器：为了实现机器人壁障和设置了各种感应器，主要有
红外感应器和温度感应器。
红外线感应器：机身共设置多个传感器，前方和后方分别设置三
个红外传感器侧面各设置两个红外传感器，前后放置传感器是为了
当遇到物体时能够迅速作出反应。
温度感应器：主人不在家时，可以提前输入命令，机器人根据温
度变化，做出反应，执行命令。
4 结束语
此机器人结合了飞行、地上行走、红外感应，语音读写等功能于
一身，将功能发挥到极致，大大的提高人们的生活品质，提升人们
的幸福指数。尤其，当今社会，空巢老人越来越多，他们配备了此
机器人，可以帮助他们做一些危险的事情，减少了事故的发生率，
让在外工作的儿女们放心。
智能自主机器人涉及机械、电子控制、检测识别技术、程序控制
等方面。包括各种传感器检测自身位置、检测目标位置、检测自身
姿态。
控制器编写程序控制整个遥控飞行智能搬运器的行为，多个执行
器实现行走、飞行、搬运、辅助，对周围环境识别，勘探等功能。
此机器人制作成本不高，应用广泛，家庭、办公室等场所都可使
用，具有很高的灵活性，适合市场生产。
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