基于模块化设计方法的服务机器人结构设计

工业机器人机械结构模块化设计工业机器人的机械结构模块化设计是指将其机械结构分为若干个模块，每个模块具有独立的功能和特点，并能够相互组装和拆卸，以适应不同的工作环境和任务要求。

其目的是提高机器人的灵活性、可扩展性和可维修性，同时降低设计和制造成本。

模块化设计一般包括机器人的基座、臂架、关节、手爪等部分。

基座是机器人的底座或平台，用于支撑机器人的其他部件。

臂架是机器人的运动部分，可以通过关节连接进行伸缩和旋转，实现机器人的多自由度运动。

关节是连接臂架和基座的枢纽部件，允许机器人进行多轴关节运动。

手爪是机器人的末端执行器，用于捕捉或操纵物体。

在实际设计中，可以根据不同的工作需求和任务特点将机器人的机械结构划分为几个模块。

每个模块都具有独立的结构和功能，可以进行自主设计和制造。

同时，这些模块之间应具有一定的标准接口和连接方式，以方便组装和更换。

模块化设计的一个重要优势是可以根据具体任务的需要对机器人的结构进行快速定制和扩展。

例如，如果一些任务需要机器人具有更大的工作范围和精度，可以通过增加臂架或关节的数量来实现。

如果需要机器人具有更强的抓取能力，可以根据任务需求更换不同类型的手爪。

另一个优势是模块化设计可以简化机器人的维修和维护工作。

由于机器人的各个模块相对独立，当一些模块发生故障或需要维修时，只需要更换或修复该模块，而不会影响其他部分的正常运行。

这大大减少了维修时间和成本。

此外，模块化设计还可以降低机器人的制造成本。

由于机器人的各个模块可以根据不同的需求进行重新组合和配置，可以实现多样化、灵活化的生产。

这样可以有效降低生产线的设备投资和维护成本。

同时，模块化设计还有利于机器人的标准化生产和批量生产，提高了生产效率和产品质量。

总之，工业机器人的机械结构模块化设计可以提高机器人的灵活性、可扩展性和可维修性，降低设计和制造成本。

它是实现机器人个性化定制和智能制造的重要手段，对于推动工业4.0的发展具有重要意义。

基于模块化设计的室内智能消毒机器人设计摘要：在新冠肺炎疫情防控常态化期间的消毒机器人大多功能简单，模式单一，不能满足人们对于消毒防疫的需求。

本文针对室内公共场所需要进行卫生消毒、安全指数及数据采集等工作设计了一种基于模块化设计的智能消毒防疫机器人。

该设备搭载控制主板以及多种传感器，通过摄像头和各种智能模块实现信息采集分析，通过消毒模块控制喷洒消毒装置，在具有人性化设计的同时减少工作人员以及用户感染的风险。

关键词：消毒防疫；智能消毒机器人；模块化设计引言：随着社会发展，科学技术不断进步，各类高新技术例如人工智能、虚拟现实、远程终端等被广泛应用到服务型机器上，使机器人更加智能化，大大推动了社会服务行业的迅速发展。

智能消毒防疫机器人作为服务类型机器人的一种，主要用于各种场所、不同环境下的日常消毒巡检工作，主要模块涉及到自主导航、环境建图、目标识别和紫外线消毒等技术。

随着智能技术的迅猛发展，防疫消毒机器人得到了广泛的应用，诸多国家对防疫消毒机器人进行了深入研究，尤其在突发疫情期间，对防疫消毒机器人的需求更是与日俱增。

针对室内场所需要达到的消毒指标进行分析，结合新型系统，利用人机工程学原理对消毒机器进行改造，使之能够被自主简便操作，更具人性化。

通过智能消毒机器人进行消杀防疫，有效减少人力资源的消耗以及交叉感染的风险，更重要的是能够提高工作效率，形成一套完整的快递消毒防疫体系，克服了传统人工消杀容易受到气候、环境等因素的影响，提高了工作效率。

智能消毒机器人区别于人工消毒较为单一且耗时费力的消毒方式，可以大幅度降低是人们的工作强度和被感染概率。

本项目基于新冠疫情之下需要消毒防疫的现实，通过对智能机器人与消毒原理的研究，设计了一款基于模块化的室内智能消毒机器人，该消毒机器人配有身份识别模块、语音识别模块、路径识别模块、语音播报模块等，通过控制主板来操作各模块，研究通过各模块的协作完成消毒防疫，辅助减轻消毒工作人员的工作强度。

机器人模块化设计的说明书1. 引言机器人技术的不断发展，为工业生产、医疗保健、家庭服务等领域带来了巨大的便利性和效率提升。

而机器人的模块化设计则是实现机器人多功能、多样化应用的关键之一。

本说明书将详细介绍机器人模块化设计的原理、方法和实施步骤，旨在帮助用户理解和应用这一理念。

2. 理论基础2.1 模块化概念模块化是指将一个系统或产品划分为相对独立的模块，每个模块完成特定的功能。

这种设计理念使得模块可以独立开发、测试和维护，同时也方便了模块的替换和升级。

在机器人设计中，模块化设计能够使机器人的功能、结构和性能更加灵活可变。

2.2 机器人模块化设计的优势机器人的模块化设计具有以下优势：- 可扩展性强：通过添加、替换或调整模块，机器人可以实现各种不同的功能和应用。

- 维修和升级便捷：模块化设计使得机器人的维修和升级更加方便，只需更换故障模块或升级模块即可。

- 技术共享和复用性高：模块化设计促进了不同机器人之间的技术共享和模块的复用，提高了资源利用效率。

3. 模块化设计原则在进行机器人的模块化设计时，需要遵循以下原则：- 功能独立性：每个模块应具备独立的功能，能够直接实现一项或多项任务。

- 接口标准化：模块之间的接口应定义清晰，遵循标准化的接口规范，确保模块的互换性。

- 通信协议一致性：各个模块之间的通信协议应保持一致，以实现信息的传递和共享。

- 硬件兼容性：模块化设计中应考虑到硬件的兼容性，以便不同模块可以互相匹配使用。

- 模块尺寸统一：模块的尺寸应统一规范，以方便组装和替换。

4. 模块化设计步骤4.1 分析需求：首先，对机器人的功能和应用进行全面分析，明确需要哪些模块来实现这些功能。

4.2 划分模块：根据需求分析的结果，将机器人分解为若干个相对独立的模块，每个模块负责实现一个或多个功能。

4.3 设计接口：为每个模块设计清晰的接口，明确输入输出的接口规范和数据格式。

4.4 开发模块：根据模块设计的接口规范，分别开发各个模块，确保模块能够独立运行和通信。

送餐服务机器人研究及设计研究一款送餐服务机器人，是结合了电路设计、电子通信、机械设计、远程控制等多方面技术领域上的一个产物，它采用模块化设计，运用显示模块、超声波模块、驱动模块、巡线模块、蓝牙模块、语音模块等模块搭建而成。

使其具备迎宾、点餐、送餐、娱乐等一系列的功能。

并使用藍牙无线传输技术，手机控制送餐服务机器人，使其具备良好的人机互动。

标签：送餐服务；点/送餐；迎宾；娱乐送餐机器人的应用范围很广，只要是服务行业都可以使用它，譬如在学校、医院、餐厅等地方，都可以使用它来替代服务人员为顾客服务，大大满足人们对快捷服务的需求。

目前设计点餐，送餐、迎宾、娱乐等功能的一款送餐服务机器人，不但能提高服务效率，减少服务人员数量，更能建立餐厅特色，打造餐厅品牌，进而提升餐厅的业绩。

1 总体设计方案送餐机器人总共分为三个模式状态，根据用户的选择，可以对三种模式进行切换，以下是对三种模式的描述。

模式一：点餐/送餐模式，一方面通过机器人携带触摸屏显示，向顾客呈现当前的菜单以及打折信息。

另一方面通过手机或者按键模块控制机器人移动，通过巡线传感器、红外线传感器以及行走电机使机器人按照规定的行进路线前进，使机器人顺利到达对应的餐桌位置。

模式二：迎宾模式设计，当用户选择迎宾模式时，则送餐机器人自动通过循迹走到相应的迎宾位置，并通过监测当有人进入时则机器人发出声音。

模式三：娱乐模式设计，包括播放音乐、动作表演等。

设计是采用单片机（STC89C51RC）为主要控制电路，配有各式传感器、执行驱动、人机交互、界面显示等模块。

同时采用蓝牙模块配合手机使其创建链接，从而使手机通过蓝牙模块向单片机发送指令，人们可以通过手机蓝牙执行相应的操作，完成送餐、点餐、娱乐等功能。

如图1所示。

2 机器人整体结构设计机器人设计完成后，对其进行行走路线的设计，设计一条主干道，在主干道上增加几条分支用来工位的设置。

UG设计图如图2所示。

3 机器人系统测试对于送餐机器人来说，行走路线的测试尤为重要，通过红外线对黑标的色差识别，来达到巡线的目的，在机器人行走过程中，当机器人朝左偏时，则左电机速度提高，右电机速度下降。

模块化机器人的设计与实现近年来，随着科技的不断进步和人们对智能机器人需求的提高，模块化机器人成为了研究和开发的热点。

模块化机器人具有可拆卸、可组合的特点，使得机器人可以根据不同的任务需求进行灵活的组装。

本文将探讨模块化机器人的设计原理和实现方法。

一、模块化机器人的设计原理模块化机器人的设计原理基于模块化思维和模块化技术。

模块化思维强调将机器人的各个部分划分为相互独立的模块，每个模块具有特定的功能，模块之间可以进行组合和替换。

这种思维方式有利于提高机器人的灵活性和可维护性。

模块化技术是实现模块化机器人设计的基础。

主要包括模块标准化、接口设计和通信协议等方面。

模块标准化是指将机器人的各个模块进行统一的尺寸、接口和电气连接方式设计，以便于模块之间的组装和替换。

接口设计是指为每个模块设计合适的接口，使得模块之间可以进行有效的通信和数据交换。

通信协议是指定义模块之间的通信规则和数据格式，以保证模块之间的协同工作。

二、模块化机器人的实现方法模块化机器人的实现方法主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

在硬件设计方面，需要注意以下几点。

首先，需要选择适合模块化设计的硬件结构，例如模块化机械臂、模块化传感器等。

其次，需要进行模块标准化设计，确保各个模块之间的尺寸和接口兼容。

此外，还需要考虑模块之间的电源供给和电气连接方式，以确保模块之间的正常工作和通信。

在软件设计方面，需要考虑以下几点。

首先，需要设计一个适合模块化机器人的操作系统，以管理模块之间的通信和协作。

其次，需要设计模块之间的通信协议，以确保模块之间的正确交互。

此外，还需要设计模块化机器人的控制算法和路径规划算法，以实现机器人的智能化操作和任务执行。

三、模块化机器人的应用前景模块化机器人的研究和应用前景广阔。

首先，模块化机器人可以应用于工业生产线上，实现自动化生产和灵活的任务分配。

其次，模块化机器人可以应用于医疗领域，实现手术机器人和康复机器人的定制化设计和灵活组装。

专题102摘要：随着人们对生活质量要求不断提高，家庭机器人渐渐走入百姓家。

家庭功能性机器人需求日益增长，不同的需求需要数个专门机器人分别实现，对家庭空间和经济状况都有较高要求，成为机器人铺开的一大阻力。

文章设计了一款多用途家庭服务机器人Super Care。

通过三类主要机械电气装置的组装结合，能实现机器人的人车双形态变化。

Super Care机器人同时满足搬运重物、抓取物品、儿童娱乐的需求，降低人们家务劳动强度。

在满足多种家居智能化需求的同时减少不必要经验资源与家庭空间的占用。

该机器人能帮助现代人提高家居生活品质，也为下一代集成机器人在人机交互设计上提供了新思路。

关键词：家庭服务 机器人 少年儿童 设计 人工智能中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：1003-0069（2021）02-0102-04Abstract：With the continuous improvement of people's requirements for the quality of life, home robots gradually enter people's homes to carry heavy objects, grab items, children entertainment and other functional robot demand is increasing. This paper designed a multi-purpose family service robot Super Care, by handling the machine clamping manipulator arms combined with the design of mechanical legs,can realize humanoid form with changes in the form of car people walking through mechanical leg, handling mechanical arm of big items for moving and lifting weight,use of clamping manipulator take small items form by wheeled mobile car, the user to sit in the back of the robot, used for children's entertainment. At the same time, the robot can meet the needs of carrying and grasping entertainment. The robot can help modern people improve the quality of life at home.Keywords：Home service Robot Children Design Artificial Intelligent 武汉理工大学艺术与设计学院 李欣原武汉理工大学机电工程学院 聂子杰引言随着人类经济社会的不断发展、物质文明的不断提升，人们的生活水平不断提高，对生活家居的质量要求也不断提高[1]。

机器人软件架构设计与实现随着科技和人工智能技术的不断发展，机器人已经逐渐成为了人们日常生活中不可或缺的存在。

机器人已经被广泛应用于制造业、医疗健康、金融服务、交通运输、物流等多个领域。

机器人软件架构设计与实现是机器人技术的重要组成部分，本文将详细介绍机器人软件架构设计的基本原则，以及机器人软件架构设计的实现过程和具体实现方法。

一、机器人软件架构设计的基本原则机器人软件架构设计是机器人技术的核心部分之一，它涉及到机器人软件系统的设计、开发和实现过程。

在机器人软件架构设计中，必须遵循以下几个基本原则：1.模块化设计机器人软件架构设计应该采用模块化设计的原则。

这样，可以降低整个系统的复杂度，增强系统的可扩展性和可维护性。

同时，模块化设计也可以方便程序员进行软件开发和测试，使得软件开发的效率更高。

2.层次化设计机器人软件架构设计应该采用层次化设计的原则。

这样，可以将复杂的机器人软件系统分为不同的层次，每一层都有自己的职责和功能。

这样，可以降低整个系统的耦合程度，从而增强系统的可维护性和可扩展性。

3.适应性设计机器人软件架构设计应该采用适应性设计的原则。

这样，可以根据不同的机器人应用场景和不同的机器人系统需求，灵活地选择适合的软件设计和实现方法。

这样，可以让机器人软件系统更加适应不同的环境和使用场景，提高机器人的应用价值。

4.可重用设计机器人软件架构设计应该采用可重用设计的原则。

这样，可以让机器人软件系统的模块和组件可以被重复地使用在不同的机器人系统中。

这样，可以降低软件开发的成本和风险，提高机器人软件系统的可靠性和质量。

二、机器人软件架构设计的实现过程机器人软件架构设计的实现过程通常包括以下几个步骤：1.确定机器人软件系统的功能和需求首先，需要确定机器人软件系统的具体功能和需求，包括机器人系统的目标和应用场景、机器人软件系统的功能模块、机器人软件系统的性能和可用性等。

这样，可以根据具体需求，选择合适的软件设计和实现方法。

基于模块化的机器人开发技术研究近年来，随着科技的不断发展和智能化时代的到来，机器人逐渐成为各行业中不可或缺的助手。

机器人的设计和开发技术也不断提高。

其中，基于模块化的机器人开发技术研究引起了许多人的关注。

一、模块化技术的优势模块化是指将机器人的不同部分，如头部、身体、胳膊、手等分离成独立的模块，然后再按需组装起来。

这种技术的优势显而易见，首先就是提高了机器人的可扩展性和可维护性。

因为现在科技不断发展，各种新技术也不断涌现，如果采用模块化的设计方法，机器人可以轻松地升级配件或换配件。

此外，机器人的维护也更加容易，因为只需更换有问题的模块即可，不必对整个机器人进行大规模的修理或更换。

二、模块化设计方法的实现模块化设计方法的实现需要满足以下条件：1. 提供标准化的接口：这一点非常重要，因为只有在所有模块的接口统一的情况下，才能实现模块化的组装和拆卸。

同时，标准化接口也有助于推动行业的发展和标准化进程。

2. 模块设计的独立性：模块之间应该是独立的，即各模块应该有自己的控制系统和电源，这样可以保证每个模块都能够单独运行。

3. 模块间通信：各模块之间的通信也非常重要。

模块之间需要进行信息的共享和反馈，同时也需要协同完成任务。

三、应用模块化设计方法的应用十分广泛，下面列举一些实际的应用例子：1. 救援机器人：救援机器人的模块化设计，可以让救援机器人根据不同的救援任务，自由调配各种模块，从而提高救援的效率和成功率。

2. 工业机器人：工业机器人要求的运动和协作性非常高，这就需要机器人模块具有很高的可靠性和实时性，同时还要有强大的动力和精密的控制。

3. 养老机器人：随着老龄化问题越来越突出，养老机器人的需求越来越大。

养老机器人需要具有鲁棒性和易操作性，而且还要有很好的互动效果。

这就涉及到语音识别和人脸识别技术等多种技术。

四、总结总之，基于模块化的机器人开发技术是当今机器人领域的研究热点，具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力。

机器人结构设计说明一、引言机器人是一种能够执行一些任务或者活动的多功能自动机械设备，能够为人类提供各种各样的服务。

机器人的结构设计决定了其功能和性能是否能够得到有效发挥。

本文将对机器人结构设计进行详细说明。

二、机器人结构设计原则1.结构合理性：机器人的结构设计应合理、简洁、稳定，能够有效地支撑并完成所需任务。

2.功能完整性：机器人的结构设计应满足所需的各项功能，例如机械臂的灵活性、机器人头部传感器的准确性等。

3.模块化设计：机器人的结构设计应采用模块化的方式，可以将其拆分为单独的组件，便于生产制造、维修和升级。

4.可定制性：机器人的结构设计应允许用户根据具体需求进行个性定制，使用者可以根据实际情况调整机器人的结构和参数。

三、机器人结构设计要素1.机械臂设计：机械臂是机器人的重要组成部分，其结构设计应考虑到其灵活性、刚度和载荷能力。

同时，机械臂的关节设计也应尽量减少能量损耗，并具备较高的稳定性。

2.轮式和足式移动系统设计：机器人的移动系统设计应考虑到地面环境、工作场所的特点以及机器人所需移动的速度和精度。

轮式和足式移动系统各有优势，需要根据具体应用场景选择合适的设计。

3.电子控制系统设计：电子控制系统是机器人的神经中枢，其设计应考虑到各个部件的连接和控制方式，确保机器人能够准确地执行任务。

4.传感器系统设计：传感器系统是机器人的感知器官，其设计应包括各类传感器的选择和布局，以获取所需的环境信息。

传感器系统的设计应准确、稳定，并具备较高的灵敏度和抗干扰能力。

四、机器人结构设计步骤1.明确机器人的任务和功能需求；2.根据机器人的功能需求，确定机器人的骨架结构；3.根据机器人的骨架结构，设计机械臂和移动系统；4.设计电子控制系统和传感器系统，并与机械结构相结合；5.进行机器人结构的整体组装和测试；6.对机器人结构的功能和性能进行评估和改进。

五、机器人结构设计案例以家庭服务机器人为例，其结构设计包括机械结构、电子控制系统和传感器系统等。

《基于STM32的扫地机器人设计与实现》一、引言随着科技的不断进步和人工智能的广泛普及，智能扫地机器人已经成为了家庭生活的一部分。

基于这样的时代背景，本文以STM32作为主控芯片，探讨扫地机器人的设计与实现，以提高机器人的清洁效率和智能化水平。

二、系统概述本系统以STM32微控制器为核心，通过集成电机驱动、传感器模块、电源模块等，实现扫地机器人的自动扫地、避障、充电等功能。

系统采用模块化设计，便于后期维护和升级。

三、硬件设计1. 主控芯片选型：STM32微控制器。

其具备高性能、低功耗、高集成度等优点，适合用于扫地机器人等智能设备。

2. 电机驱动模块：采用直流电机和电机驱动芯片，实现扫地机器人的运动控制。

3. 传感器模块：包括红外传感器、超声波传感器等，用于实现避障、测距等功能。

4. 电源模块：为系统提供稳定的电源供应，包括电池管理和充电管理等功能。

四、软件设计1. 操作系统与开发环境：采用嵌入式操作系统，如RT-Thread等，为软件开发提供良好的环境。

2. 算法实现：通过优化扫地算法和路径规划算法，提高机器人的清洁效率和智能化水平。

3. 通信协议：设计合理的通信协议，实现扫地机器人与上位机之间的数据传输和指令控制。

五、功能实现1. 自动扫地：通过电机驱动模块和传感器模块，实现扫地机器人的自动扫地功能。

2. 避障功能：利用红外传感器和超声波传感器等，实现扫地机器人的避障功能，避免在清洁过程中碰到家具等障碍物。

3. 充电功能：当电池电量低时，扫地机器人可自动返回充电座进行充电。

4. 路径规划：通过优化算法，实现扫地机器人的高效路径规划，提高清洁效率。

六、实验与测试为了验证本设计的可行性和性能，我们进行了大量的实验和测试。

实验结果表明，本设计的扫地机器人具有较高的清洁效率和智能化水平，能够有效地完成自动扫地、避障、充电等功能。

同时，我们还对系统的稳定性和可靠性进行了测试，结果表明系统具有良好的性能和稳定性。

［新设备·新材料·新方法］ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５ ２８９５．２０２０．０６．０１７收稿日期：２０２０ ０８ ２６；修回日期：２０２０ ０９ ３０基金项目：上海市级大学生创新创业训练计划项目支持（编号Ｓ２００６０）。

第一作者简介：郦滢澄（２０００），女，浙江诸暨人，本科，主要研究方向为家用机器人设计。

Ｅ ｍａｉｌ：ｙｉｎｇｃｈｅｎｇ ｌｉ＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｍ多功能模块化居家整理机器人的结构设计郦滢澄，虞泽宇，张龙涵，郭兆阳，马新玲（华东理工大学机械与动力工程学院，上海　２００２３７）摘　要：为了实现日常居住环境的智能化，课题组设计了一款基于语音识别和移动端ＡＰＰ控制的多功能模块化居家整理机器人。

采用树莓派处理信息、下达指令，利用单片机控制的摄像头对物品进行识别，通过超声波和红外线２种测距模块实现机器人整体避障和循迹，由搭载的６轴机械臂及配套机械爪对物品进行抓取与整理。

设计了该机器人的机械爪模块、升降转台、清洁模块、万向移动底盘和摩天轮置物台等结构。

实物样机运行结果表明：该机器人能够有效抓取不同形状的物品，使用过程自动化程度高，环境适应性强，整理与搬运效率高。

关　键　词：智能家居；人机交互；机械抓取；模块化；树莓派中图分类号：ＴＰ２４２．３；ＴＨ１２２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５ ２８９５（２０２０）０６ ００８６ ０６ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＭｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌＭｏｄｕｌａｒＨｏｍｅＴｉｄｙｉｎｇＲｏｂｏｔＬＩＹｉｎｇｃｈｅｎｇ，ＹＵＺｅｙｕ，ＺＨＡＮＧＬｏｎｇｈａｎ，ＧＵＯＺｈａｏｙａｎｇ，ＭＡＸｉｎｌｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｏｆｓｍａｒｔｄａｉｌｙｌｉｖｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍｏｄｕｌａｒｈｏｍｅｔｉｄｙｉｎｇｒｏｂｏｔｂａｓｅｄｏｎｖｏｉｃｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｍｏｂｉｌｅＡＰＰｃｏｎｔｒｏｌｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＲａｓｐｂｅｒｒｙＰｉｗａｓｕｓｅｄｔｏｐｒｏｃｅｓｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｉｓｓｕｅｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄｔｈｅｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｃａｍｅｒａｗａｓｕｓｅｄｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｏｂｊｅｃｔｓ．Ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｏｂｓｔａｃｌｅａｖｏｉｄａｎｃｅａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｎｄｉｎｆｒａｒｅｄｒａｎｇｉｎｇｍｏｄｕｌｅｓ，ａｎｄｔｈｅｅｑｕｉｐｐｅｄｓｉｘ ａｘｉｓｒｏｂｏｔｉｃａｒｍｗｉｔｈｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙｃｌａｗｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｇｒａｓｐａｎｄａｒｒａｎｇｅｔｈｅｏｂｊｅｃｔｓ．Ｖａｒｉｏｕｓｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔｓｕｃｈａｓｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｌａｗｍｏｄｕｌｅｓ，ｌｉｆｔｉｎｇｔｕｒｎｔａｂｌｅｓ，ｃｌｅａｎｉｎｇｍｏｄｕｌｅｓ，ｕｎｉｖｅｒｓａｌｍｏｂｉｌｅｃｈａｓｓｉｓａｎｄＦｅｒｒｉｓｗｈｅｅｌｓｔｏｒａｇｅｔａｂｌｅｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｒｏｂｏｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｇｒａｓｐｏｂｊｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈａｐｅｓ，ｗｉｔｈｈｉｇｈｌｅｖｅｌｏｆａｕｔｏｍａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｕｓｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｓｔｒｏｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｓｏｒｔｉｎｇａｎｄｈａｎｄｌｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔｆｕｒｎｉｔｕｒｅ；ｈｕｍａｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｇｒａｓｐｉｎｇ；ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ；ＲａｓｐｂｅｒｒｙＰｉ 近年来，德国提出的“工业４．０”与中国提出的“中国制造２０２５”引领了工业数字化、智能化的潮流。

模块化机器人设计摘要如今，机器人的发展突飞猛进，机器人服务已经覆盖了人们生活、工作、娱乐的方方方面。

随着人类的需求的不断增加，对机器人领域的探索也越走越远，机器人模块化技术已在各个领域的产品研究和开发中广泛应用。

于传统机器人相对比，模块化机器人柔性更好，自修复能力强柔性高，且容错性强、成本较低。

模块化结构较简单，便于加工，各模块能互相替换，组装快捷简便。

由于模块化机器人结构和功能的可重组性，对任务和环境有很强的适应能力。

采用模块化技术，有利于机器人的维护和保养，缩短了机器人设计的时间。

因此，本文将采用模块化的方法开发一种新机器人系统，希望有利于改善目前机器人控制复杂、通用性差和操作繁琐等问题。

本文一共分为六个部分，第一部分绪论主要概括模块化机器人的研究背景、意义和国内外模块化机器人研究现状，第二部分探讨了机器人模块化的设计原理和方法，第三部分主要讨论了机器人控制系统设计，第四部分分析机器人主从控制策略。

第五部分概述了机器人构型，最后进行了小结。

关键词：机器人；模块化；系统设计；构型Nowadays, the development of robots is advancing by leaps and bounds. Robot service has covered all aspects of people's life, work and entertainment. With the increasing demand of human beings, the exploration of robot field is more and more far away. Robot modularization technology has been widely used in product research and development in various fields. Compared with the traditional robot, modular robot is more flexible, self repairing ability, high flexibility, and good fault tolerance and low cost. The modular structure is simple, easy to process, each module can replace each other, and the assembly is quick and easy. Because of the reconfiguration of modular robot structure and function, it has a strong adaptability to task and environment. Modular technology is beneficial to the maintenance and maintenance of robots, and shortens the time of robot design. Therefore, this paper will use modular method to develop a new robot system, in the hope of improving the complexity of robot control, low universality and tedious operation. This paper is divided into six parts, the first part is the introduction mainly summarizes the modular robot research background, significance and research status quo of inside and outside of the modular robot, the second part discusses the design principle and method of modular robot, the third part mainly discusses the design of robot control system, the fourth part of the analysis of the master-slave robot control strategy. In the fifth part, the configuration of robot is summarized, and finally a brief summary is made.Key words: robot; modularization; system design; configuration摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (4)1.1研究背景及意义 (4)1.2国内外研究现状 (4)第二章机器人模块化设计原理及设计方法 (5)2.1模块的划分 (5)2.1.1模块化思想概述 (5)2.1.2模块划分原理 (6)2.2模块化设计方法 (6)2.3随遇平衡的实现 (6)2.3主机器人模块 (8)2.3.1 I模块 (8)2.3.2 T模块 (9)2.3.3 应用模块化方法的效果 (10)3.1控制系统硬件设计 (10)3.2单片机最小系统模块 (11)3.3 CAN通信模块设计 (11)3.4控制器设计 (12)第四章机器人主从控制策略 (12)4.1从机器人系统搭建 (12)4.2同构型主从控制策略 (13)4.3镜像同构型主从控制策略 (14)第五章机器人构型 (16)第六章结论 (18)参考文献 (19)第一章绪论1.1研究背景及意义机器人结构不同，通用性也不一样。

rpa的体系结构设计RPA的体系结构设计RPA（Robotic Process Automation）是一种自动化技术，通过使用软件机器人来模拟和执行人类用户的操作，从而实现自动化的业务流程。

为了实现高效、可靠和可扩展的RPA解决方案，需要进行合理的体系结构设计。

一、简介RPA的体系结构设计是指对RPA系统的整体结构进行规划和设计，以满足业务需求和技术要求。

一个良好的体系结构设计能够确保RPA系统具备高度的可扩展性、灵活性和可维护性。

二、体系结构设计原则1. 模块化设计体系结构应采用模块化设计，将整个系统划分为多个独立的模块，每个模块负责特定的功能。

这样可以提高系统的可维护性和可扩展性，并且便于团队合作和开发。

2. 分层架构体系结构应采用分层架构，将系统划分为多个层次，每个层次负责不同的功能。

常见的分层架构包括表现层、业务逻辑层和数据访问层。

分层架构能够使系统具备更好的可维护性、可测试性和可扩展性。

3. 高可用性设计体系结构应考虑系统的高可用性需求，采用主从架构或集群架构来实现系统的冗余和负载均衡。

这样可以提高系统的稳定性和可靠性，避免单点故障。

4. 安全性设计体系结构应考虑系统的安全性需求，采用适当的安全措施来保护系统和数据的安全。

例如，对用户身份进行认证和授权，对数据进行加密和防篡改等。

5. 可扩展性设计体系结构应考虑系统的可扩展性需求，采用松耦合的设计和可伸缩的架构，能够方便地扩展系统的容量和性能，适应业务的增长和变化。

三、常见的RPA体系结构设计模式1. 中心控制模式中心控制模式是指将所有的RPA机器人连接到一个中心控制器上，由中心控制器进行任务调度和协调。

这种模式适用于任务量较小、机器人数量较少的场景。

2. 分布式模式分布式模式是指将RPA机器人分布在不同的地理位置或部门中，每个机器人独立运行并处理任务。

这种模式适用于任务量较大、机器人数量较多的场景。

3. 联邦模式联邦模式是指将RPA机器人部署在不同的组织或企业中，每个组织或企业独立管理和控制自己的机器人。

送餐服务机器人研究及设计作者：袁银瑶宋天麟来源：《科技创新与应用》2017年第04期摘要：研究一款送餐服务机器人，是结合了电路设计、电子通信、机械设计、远程控制等多方面技术领域上的一个产物，它采用模块化设计，运用显示模块、超声波模块、驱动模块、巡线模块、蓝牙模块、语音模块等模块搭建而成。

使其具备迎宾、点餐、送餐、娱乐等一系列的功能。

并使用蓝牙无线传输技术，手机控制送餐服务机器人，使其具备良好的人机互动。

关键词：送餐服务；点/送餐；迎宾；娱乐送餐机器人的应用范围很广，只要是服务行业都可以使用它，譬如在学校、医院、餐厅等地方，都可以使用它来替代服务人员为顾客服务，大大满足人们对快捷服务的需求。

目前设计点餐，送餐、迎宾、娱乐等功能的一款送餐服务机器人，不但能提高服务效率，减少服务人员数量，更能建立餐厅特色，打造餐厅品牌，进而提升餐厅的业绩。

1 总体设计方案送餐机器人总共分为三个模式状态，根据用户的选择，可以对三种模式进行切换，以下是对三种模式的描述。

模式一：点餐/送餐模式，一方面通过机器人携带触摸屏显示，向顾客呈现当前的菜单以及打折信息。

另一方面通过手机或者按键模块控制机器人移动，通过巡线传感器、红外线传感器以及行走电机使机器人按照规定的行进路线前进，使机器人顺利到达对应的餐桌位置。

模式二：迎宾模式设计，当用户选择迎宾模式时，则送餐机器人自动通过循迹走到相应的迎宾位置，并通过监测当有人进入时则机器人发出声音。

模式三：娱乐模式设计，包括播放音乐、动作表演等。

设计是采用单片机（STC89C51RC）为主要控制电路，配有各式传感器、执行驱动、人机交互、界面显示等模块。

同时采用蓝牙模块配合手机使其创建链接，从而使手机通过蓝牙模块向单片机发送指令，人们可以通过手机蓝牙执行相应的操作，完成送餐、点餐、娱乐等功能。

如图1所示。

2 机器人整体结构设计机器人设计完成后，对其进行行走路线的设计，设计一条主干道，在主干道上增加几条分支用来工位的设置。