多功能——互联网+家庭
服务机器人
项
目
计
划
书
摘要：在人力成本逐步提高的今天，机器人代替一部分人的工作已经成为了发展趋势；而如今的机器人大多是专一化的完成特定工作的机器人，在家庭服务方面更是如此。在此特定的环境下，我们设计研发一款针对家庭服务的服务型机器人，尽可能的综合各种家用机器人的功能，集家政服务、娱乐、安全于一身的多功能互联网+机器人，以此来满足更多家庭的需求。
关键字：机器人、家庭服务、多功能
第一部分：项目创意
一、背景及目的
机器人发展背景：
我国在服务机器人领域的研发与日本、美国等国家相比起步较晚。近年来, 在国家863计划的支持下，我国在服务机器人研究和产品研发方面已开展了大量工作，并取得了一定的成绩，如哈尔滨工业大学研制的导游机器人、迎宾机器人、清扫机器人等；华南理工大学研制的机器人护理床；虽然我国在上世纪90年代中后期就已经开始了服务机器人相关技术的研究，但是我国服务机器人市场从2005年前后才开始初具规模。目前，我国的家用服务机器人主要有吸尘器机器人、教育、娱乐、保安机器人、智能轮椅机器人、智能穿戴机器人、智能玩具机器人，同时还有一批为服务机器人提供核心控制器、传感器和驱动器功能部件的企业。目前市场上销售的保洁机器人有北京利而浦电器有限责任公司的福玛特保洁机器人、浙江海星电子科技有限公司的HAC-2智能吸尘器、深圳银星智能电器有限公司的kv8家用清
洁机器人、台湾某公司的QQ-2保洁机器人、上海罗宝公司的罗宝智能吸尘器机器人等。服务机器人在家庭中的应用是其发展的一个重要方向，势必涉及到智能传感器单元的应用、通信协议接口、无线通信网络等技术，这也是服务机器人技术在广义上的应用，并有可能带动服务机器人在家用领域的产业应用。
针对目前市场上的家庭服务类机器人，主要存在以下几个问题：机器人功能专一化，一类机器人只能完成专门的特定任务，然而针对复杂繁多的家庭服务问题，功能专一化的机器人很难完成，我们也不可能针对各项家庭服务问题都购买专门的服务机器人。而且当前的机器人发展不完善，成本过高，只能是一些高端消费人群的奢侈品，很难进入寻常百姓家。
研发目的：主要针对机器人发展的一系列问题，解决机器人专一化造成的资源浪费和机器人成本过高限制了机器人发展的问题。让机器人能够像汽车和手机一样进入寻常百姓家，成为大众消费的必需品。主要研发一款集家政、教育训练、娱乐等与一身的多功能，高智能机器人。（使用互联网技术为人、烹饪器具和机器人提供通讯的渠道，协助完成各项任务。即就是将家庭中各类有必要连接的设备连接为一个统一的整体，统一指挥、协助完成各项任务）。
研发意义：多功能家庭服务机器人通过功能上的综合体系，提高了机器人工作的对象使得机器人的功能从传统的单一化到集成化；这样势必会大大降低机器人的成本，推动机器人更快的进入市场，扩大市场空间，推动机器人产业的迅猛发展，同时更多的将人从复杂繁琐
的劳动中解放出来。
二、项目功能
项目功能规划：
一个基于互联网控制的产品，可以通过手机APP、电脑软件窗口、人机交互界面进行控制。
功能：机器人的各部分功能设计着眼应用于家庭服务的各个环节的需要以及人们现代生活的需要，尽可能多的给机器人赋予更多的功能，满足不同人群的需要。本设计具备以下功能：
家政服务：
清洁（地面清洁、洗涤等）、辅助烹饪（切菜等）、护理（老人、婴儿）。
家庭环境监测：
空气质量监测（温度、PM2.5、湿度等）、燃气管道（安全监测等）、电网（安全监测等）、水管（安全、控制等）、防盗报警、家庭设备运行监测与控制（灯光、空调、冰箱、电视等）、健康监测管理（体温等）。
娱乐（教育训练）：（赞美）投影仪、模拟KTV、情感心理、人性化。
自我故障监测：为机器人设定特定的自我检测程序，监测机器人的运行情况。由于机器人控制着几乎整个家庭设备的运行情况以及家庭的安全保障，所以必须时刻保证机器的良好运行。在检测到设备故障，机器必须交出控制权，以保证家庭设备的正常运行。
机器人控制：机器人支持网络远程控制、手机APP网络控制以及人机交互界面控制。为安全控制设置控制优先权，人机交互控制优先权高于网络控制。
三、产品设计
1、产品模型图
（1）机器人手臂设计：采用六自由度设计。
间任意一点的定位，满足任意工作的需求。
（2）关节驱动方案：
采用直齿轮、伞齿轮配合驱
动，正向力矩短，减小驱动力臂。
反向力矩长，有利于自锁。
（3）行走机构：
行走机构采用四台电机分别驱动四个轮子。轮子采用左旋、右旋两种轮子，采用对角安装方式，可以实现一个平面内的三个自由度的运动。（4）清扫机构：
毛刷将垃圾卷入垃圾导引通道，通道内部安装刮板，将垃圾从毛刷上刮落，送入垃圾收集箱。
行走机构与垃圾清扫机构的整体安装：
（5）头部结构设计
头部预留两个自由度，机器人头部可以实现点头和摇头的动作，内置两个图像传感器充当机器人的眼睛，头部两侧安装两个扬声器。额头部安装红外温度传感器采集外界温度。机器人唇部安装微型MIC 采集外界声音信号。
（6）接口
机器人预留各种外部接口通道，连接各种家庭必备的传感器，用以扩展机器人的功能已达到万能、多用途的目的。例如在家庭电网中加装电流、电压传感器，采集电网电流、电压信号，传输给机器人，由机器人对所采集的信息进行处理，以监测电网的运行情况，并适时做出处理。