智能教室管家机器人设计与研究  

作　　者：屈世龙 杨瑞青 张庆晨 张善群 韩浩 王玉飞 

机构地区：[1]山东华宇工学院机械工程学院,山东德州253000

出　　处：《装备制造技术》2022年第5期87-89,93,共4页Equipment Manufacturing Technology

基　　金：山东华宇工学院大学生创新创业训练计划项目(X202113857110)。

摘　　要：针对目前教室课桌没有智能机器人整理课桌功能的问题,设计了一种智能教室管家机器人。该机器人设置了4个可运动模块,其中一模块采用吸尘方式实现扫地功能并装有自动吸盘功能,以实现增大支撑面积,便于稳固拖动课桌。同时,可采取扫地机器人路线规划方式对智能教室管家机器人进行全面路径规划;另一模块基于中心对称的自动伸缩夹杆机构设计完成拖动桌腿功能;内部升降模块基于移动装置传动完成对自动伸缩夹杆模块的升降功能和水平伸缩功能,以实现机器人改变之间间距并顺利夹住课桌腿部;中间模块采用千斤顶装置,可以通过搭载有无线远程控制和实时通信模块的移动式千斤顶,运用手机等设备来控制千斤顶的起落和移动。对机器人使用的电机进行计算并选型,然后采用有限元分析法对机器人的关键部件进行了强度和刚度校核,分析结果表明,所设计的机器人结构可满足使用要求。另外,伺服电机驱动的麦克纳姆轮底盘通过算法补偿可实现底盘系统的等百分比操纵特性,速度低时操纵平稳缓和,速度高时操纵灵敏有效。根据不同负载及电机性能设定系统的可调比和启动死区,可进一步优化操纵特性,增强系统适应能力。最后对该机器人进行了课桌搬运和清洁试验,结果表明其能够平稳完成课桌搬运及地面清扫任务,有效地节省了人力、时间问题,提高对教室课桌摆放的整齐性,确保教室课桌摆放以及地面清扫的高效性。

关 键 词：智能教室管家机器人 自动伸缩夹杆机 全面路径规划 

分 类 号：TP242.6[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]