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智能助老机器人设计 毕业论文+任务书+开题报告+图样+查重报告

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机电设计

编号:7886

2021届                            分类号:

                         单位代码 :10452

毕业设计(论文)

智能助老机器人设计

姓    名 

      学    号   

      年    级      2017级   

      专    业    机械电子工程

      系 (院)   机械与车辆工程

      指导教师 

2021年 4  月 8  日


智能助老机器人设计

摘  要

随着中国城市化进程不断推进,多年计划生育政策的实施,很多家庭正面临着一对夫妇赡养四位老人的社会难题,再加上老年人口逐渐增加,人口老龄化的问题逐渐凸显,使得老年人的养老和病痛护理面临很大的压力。人工智能助老服务机器人的出现有效解决了人口老龄化造成的社会护理人员不足的问题,同时也在很大程度上提高了老年人生活水平。

本次设计结合心理学,人机工程学,医学,机器人学,工业设计方法学等跨学科知识,始终贯彻以用户为中心的思想理念,以智能家居为平台,家用助老服务机器人为服务媒介,企业个性化定制生产模式为依托,按照"目标对象-问题出发-需求分析-产品设计-方案评估"的系统化流程,旨在满足未来老年人智能化养老服务需求以及个性化需求的意愿基础上解决老龄化社会难题。

本次设计主要实现,主体框架、控制部分、传感系统,驱动部分等组成。它可以通过控制装置,能在设定好的时间上提醒老人,并将药物送到老人面前,并自带饮用水,机器语音播报配合显示屏模块显示老人应服药物,避免重复服药,完成老人日常吃药等工作。

关键词:助老;机器人;服务机器人;智能;Arduino UNO R3

Design of Intelligent Robot for the Elderly

Abstract

With the continuous progress of urbanization in China and the implementation of family planning policy for many years, many families are facing the social problems of a couple supporting four elderly people, coupled with the gradual increase of the elderly population and the aging of the population. Make the elderly pension and pain care facing great pressure. The emergence of artificial intelligence service robot has effectively solved the problem of insufficient social nursing staff caused by the aging of the population, and has also greatly improved the living standard of the elderly.

This design combines psychology, ergonomics, medicine, robotics, industrial design methodology and other interdisciplinary knowledge, always implement user-centered ideas, smart home as a platform, home service robot as a service medium, Based on the target object-problem-needs analysis-product design-scheme evaluation, this paper aims to solve the problem of aging society on the basis of the will of intelligent old-age service and individualized demand for the elderly in the future.

This design mainly realizes, the main body frame, the control part, the sensing system, the drive part and so on composition. It can remind the elderly at a set time by means of a control device, send the medicine to the elderly, and bring its own drinking water. The machine voice broadcast and the display module show that the elderly should take the medicine and avoid repeated taking the medicine. Finish the old people's daily medicine and other work.

Keywords: helping the elderly; robot; service robot; intelligence; Arduino UNO R3


目  录

1. 绪论 1

1.1. 选题背景及意义 1

1.2. 国内外研究现状 1

1.2.1. 国外研究现状 1

1.2.2. 国内研究现状 2

1.3. 研究主要内容 2

2. 总体设计 3

2.1. 主要功能 3

2.2. 主要性能指标 3

2.3. 整体控制方案 3

3. 装置零件的选择 5

3.1. 底盘模块的相关计算与电机选择 5

3.1.1. 驱动轮的选择 5

3.1.2. 非驱动轮的选择 5

3.1.3. 电机驱动单元的选择 5

3.2. 样机重要零部件设计 6

3.2.1. 链轮链条传动 6

3.2.2. 固定心轴的设计 7

3.2.3. 悬臂梁的设计 8

3.2.4. 伞齿轮设计 9

3.2.5. 驱动轮模块设计 9

3.2.6. 非驱动轮模块 9

3.2.7. 辅助升降机构 9

3.3. 确定设计方案 10

3.3.1. 丝杠螺母选择 10

3.3.2. 电机及减速器等的选择 11

3.3.3. 功率计算和电机选择 11

3.3.4. 联轴器的选用 11

4. 控制系统 13

4.1. 采用RS-485通信的被控板的介绍 13

4.2. 被控板的相关模块介绍 14

4.2.1. 单片机电路 14

4.2.2. 通信电路模块 15

4.2.3. RS-232通信 18

4.3. 服务机器人的图像采集 19

4.3.1. 机械臂原理图 19

4.3.2. 图像采集装置 19

4.3.3. 图像采集系统效果及其分析 27

4.3.4. 视频采集系统总结 28

5. 总结与展望 29

5.1. 总结 29

5.2. 展望 29

参考文献 30

致  谢 32