一种基于ROS的家庭服务机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109822582A(43)申请公布日2019.05.31(21)申请号201910004290.X(22)申请日2019.01.03(71)申请人广州大学地址510006广东省广州市番禺区广州大学城外环西路230号(72)发明人朱静叶家杰谭韵桐尹邦政王茹皓钟长岳(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人李斌裘晖(51)Int.Cl.B25J11/00(2006.01)B25J19/02(2006.01)B25J9/16(2006.01)B25J13/08(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种基于ROS的家庭服务机器人(57)摘要本发明公开了一种基于ROS的家庭服务机器人，该机器人包括清洁移动平台，躯干，三自由度双臂和二自由度头部，清洁移动平台上装有操作系统为ROS的Linux主机、激光雷达、惯性测量单元、行走组件和清洁组件，二自由度头部包括显示屏、深度相机、麦克风模块和触觉传感器。该机器人通过激光雷达对未知环境构建三维地图，利用ROS的轨迹规划库，在环境中按照要求进行清洁轨迹规划与优化，躲避动、静态障碍；通过头部的显示屏、深度相机和麦克风模块进行人机交互，深度相机获取人的肢体动作信息，头部的触觉传感器能感知是否有人触碰，三自由度双臂能实现类似人类双臂前后上下摆动，能满足家庭娱乐需求，提高了该机器人的智能性与多功能性。CN109822582ACN109822582A权利要求书1/2页1.一种基于ROS的家庭服务机器人，其特征在于，包括躯干、第一活动手臂、第二活动手臂、活动头部和清洁移动平台，所述躯干安装在清洁移动平台上，所述第一活动手臂、第二活动手臂分别安装在躯干两侧，所述活动头部通过头部支撑组件安装在躯干上，所述清洁移动平台包括Linux主机、激光雷达、惯性测量单元、行走组件和清洁组件，所述激光雷达、惯性测量单元、行走组件和清洁组件均与Linux主机通信，所述惯性测量单元用于获取机器人角速率和加速度，所述行走组件用于驱动机器人移动，所述清洁组件用于室内清扫。2.根据权利要求1所述的家庭服务机器人，其特征在于，所述躯干包括第一电机驱动模块、第二电机驱动模块和第三电机驱动模块，所述第一电机驱动模块、第二电机驱动模块和第三电机驱动模块均与Linux主机相连，用于驱动电机，带动所述活动头部、清洁组件和行走组件动作，所述躯干还包括第一充电电池、第二充电电池、降压模块、供电板和头部支撑组件；所述供电板通过降压模块给第一充电电池、第二充电电池供电，所述第一充电电池单独给Linux主机供电，所述第二充电电池给驱动电机供电，所述头部支撑组件用于支撑活动头部和驱动活动头部动作。3.根据权利要求2所述的家庭服务机器人，其特征在于，所述头部支撑组件包括第一驱动电机、电机固定架、轴承和轴承座，所述电机固定架上安装第一驱动电机，所述第一驱动电机与躯干的第一电机驱动模块相连，所述轴承座与轴承的外圈固定连接，所述活动头部包括支撑柱、第一舵机和转动组件，所述支撑柱一端与轴承的内圈固定连接，另一端与第一舵机相连，所述第一舵机与转动组件传动连接，所述转动组件与活动头部外壳相连，所述第一舵机与Linux主机连接通信，所述头部支撑组件还包括第一限位开关、第二限位开关和限位触碰件，所述限位触碰件与第一驱动电机传动连接，限位触碰件两侧设有第一限位开关和第二限位开关，所述限位触碰件安装在轴承的内圈。4.根据权利要求2所述的家庭服务机器人，其特征在于，所述行走组件包括第二驱动电机、第三驱动电机、第一光电编码器、第二光电编码器、第一驱动轮、第二驱动轮和万向轮，所述的第二驱动电机和第三驱动电机均与躯干的第二电机驱动模块连接，所述的第二驱动电机通过第一光电编码器与第一驱动轮传动连接，所述的第三驱动电机通过第二光电编码器与第二驱动轮传动连接，所述第一光电编码器、第二光电编码器与清洁移动平台的Linux主机相连，所述第一驱动轮、第二驱动轮和万向轮呈三角形布置安装，所述第一驱动轮和第二驱动轮的轴线互相重合。5.根据权利要求2所述的家庭服务机器人，其特征在于，所述清洁组件包括滚刷、集尘箱、第一联轴器、第二联轴器、第一扇形刷、第二扇形刷、第六驱动电机、第五驱动电机和第四驱动电机，所述滚刷安装在集尘箱进尘口前端，所述滚刷的中心轴与第六驱动电机传动连接，所述第六驱动电机与躯干的第一电机驱动模块连接，所述第五驱动电机和第四驱动电机与躯干的第三电机驱动模块连接，所述第一扇形刷通过第一联轴器与第五驱动电机相连，所述第二扇形刷通过第二联轴2CN109822582A权利要求书2/2页器与第四驱动电机相连。6.根据权利要求5所述的家庭服务机器人，其特征在于，所述滚刷可拆卸，