机器人KOBOKER 的运动学和工作空间的分析

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1、机器人KOBOKER的运动学和工作空间的分析刘伟（电气工程，6131920009）摘要：这篇文章分析了作为家庭应用的服务机器人KOBOKER的工作空间。KOBOKER是一种移动机械手，为了适应韩国人主要依赖于地板生活的生活方式它有两只胳膊和两个轮子。他不仅可以在桌子上而且可以在地板上执行处理任务。在它众多新的设计理念中，最典型的设计理念是两个臂的滑动机构使它很容易够到地板上的目标。机器人的工作区通过运动学分析，合适的轮毂尺寸是由机器人在地板上的工作区分析决定的。关键词：韩国服务机器人工作区运动分析KinematicDesignandWorkspaceA

2、nalysisofaKoreanServiceRobot:KOBOKERLiuWei(electricengineering,6131920009)Abstract:ThispaperanalyzestheworkspaceofKOBOKERbuiltasaservicerobotforhomeapplications.KOBOKERisakindofmobilemanipulatorsthathavetwoarmsandtwowheelstofitKoreanlifestylewhichreliesmostlyonfloorliving.KOBOKE

3、Rperformshandlingtasksnotonlyonthedeskbutalsoonthefloor.AmongseveralnewdesignconceptsofKOBOKER,themosttypicaldesignistheslidingmechanismoftwoarmsthatallowstherobottoreachobjectsontheflooreasily.Theworkspaceoftherobotisanalyzedthroughkinematics.Asuitablewheelsizeisdeterminedbyana

4、lyzingtheworkspaceoftherobotonthefloor.Keywords:Koreanservicerobot,workspace,kinematicanalysis1介绍服务机器人的发展行为就像人类为家庭应用是我们研究机器人的最终目标。为了开发类似人类服务的机器人必须解决一些相关的问题。其中最重要的问题是类似人口流动，机器人必须走动。在一个实际的角度来看，轮式驱动滚动机制无论在成本还是在稳定性方面都比行走机构更可行。第二个问题是类似人类的操作性，机器人需要操作对象执行给定的任务。最后的问题是类似人类的智慧，机器人需要通过物体识别

5、，组织和制造决策的能力与人类沟通。虽然前两个问题基于目前的技术可以实现，与人类的智能通信似乎是最难实现的。像行走和滚动的机械问题已经解决。阿西莫和汇博是行走机器人不错的例子。然而，服务型机器人的轮式移动基本结构更可行因为它的稳定运动和成本。为了具有良好的可操作性工业机械手有着悠久的发展历史。机器人技术从机器人时代的开始就开始发展。虽然我们仍然有为了适应小型机器人的尺寸大小问题，这是最小的问题。工业机械手的技术同样可以应用到服务型机械手。继机械和控制发展之后，智能是下一代机械手应有的技术。软机器人是处理智能机器人的新的领域。在本文中，考虑的是类似人类服务

6、的机器人的前两个要求。韩国的服务机器人叫KOBOKER，它被构建为家庭应用的服务机器人的原型。它具有移动机械手的结构，有两只手臂和两个轮子。它的典型设计是考虑韩国人的生活方式，大部分韩国人住在地板上。在KOBOKER多数新的设计中，两个手臂向上向下滑动机制使机器人在地板上更容易够到目标物体和执行任务。因此，它设计用来不仅在桌子上而且在地板上执行处理任务，如图1所示。虽然它被设计制造成如图2所示，以两只手臂在地板上可操作性为基础选择合适的轮毂尺寸。另一个减小车轮尺寸的准则是K的可分离的车身结构。操作和移动部分可以分离并且每一部分单独执行任务。由于轮子底座

7、部分用来清扫房间，所以尺寸越小越便于操作。因此，它的工作区分析和轮子尺寸以机器人工作区的运动学分析为基础来决定。2设计图3列出了几种设计策略。整个机器人的身体可以分为两个部分:上部和下部。上部主要负责操纵，下部主要负责移动。底部移动部分可以独立完成清洁任务。腰部前后滑动为了调节当两只手臂举起目标物体或者手臂上下移动为了够到更高或者更低的目标物体时的重心。移动基站有2轮和4轮结构。当机器人是两个轮子结构，平衡控制启动到用两个轮子保持稳定平衡。肩关节的两只手臂上下滑动可以容易的够到地板上的目标物体，图3示出了它的每一部分的设计特征。2.1连接部分和轮子的设

8、计2.1.1最后一个环节设计如图4所示，K已经建成并且被控制。剩余的问题是怎样决定最后一个环节