1.2.4 服务机器人

服务机器人广泛应用于医疗、教育、餐饮、交通、旅游及工业等领域。近年，我国服务机器人产业快速增长，医疗服务机器人在医疗救治中发挥了重要作用。我国服务机器人市场发展潜力巨大，呈现出规模化、智能化和专业化趋势，预计2023年市场规模将达7518亿元。规模化指除商业化水平较高的扫地机器人和无人机外，娱乐机器人、教育机器人、商用机器人等更多类型的服务机器人将迎来量产阶段。智能化指随着人工智能技术和硬件制造水平的提高，服务机器人的智能化水平不断提高，逐步实现目前仍无法完全满足人们服务需求的功能。专业化指水下机器人、消防机器人、医疗机器人等特殊应用场景下的服务机器人将具有更强的专业性、适应性和实用性。

（1）扫地机器人 扫地机器人的设计要考虑家庭和办公场所等环境，家中主要有床、沙发、桌椅等各种家具，办公场所主要有办公座椅、文件柜等。因此，扫地机器人应具备运动灵活、机动性强的特点。基于这些考虑，设计扫地机器人时，首先应考虑清扫效率，其次考虑体积及尺寸参数，在满足使用条件的前提下尽可能减小体积、减轻质量，提升运动灵活性及机动性。扫地机器人配备了清扫刷、风机与垃圾仓等工作装置，用于完成地面垃圾的清扫。

扫地机器人的技术指标主要包括外形尺寸、净重、速度、爬坡能力、电动机最大功率/最大功率转速等。作者指导设计的一款扫地机器人的三维结构示意如图1-6所示。

图1-6 扫地机器人的三维结构示意

（2）图书分拣机器人 根据图书分拣机器人在图书馆工作环境中的运行情况，分析机器人正常运行的可行性，拟定合理的图书分拣工作路线及图书分拣方案，以此开展图书分拣机器人的结构设计。当设计的图书分拣机器人需要满足一定的作业空间要求时，应进行尺寸优化设计，选择最小的臂杆尺寸，这样既能提高操作机构的刚度，又能进一步降低运动惯量。机械手本身的大臂、小臂、手腕及基座，都起负载作用，选用质量轻、强度高的材料，其主要目的是减轻机器人本体重量。

作者指导设计的图书分拣机器人分为循迹移动底盘、夹取机械臂及人机交互系统三个结构模块。循迹移动底盘的主要功能是实现机器人大范围空间内运动；夹取机械臂的主要功能是实现图书的夹取；人机交互系统的主要功能是实现对图书分拣机器人的精准控制，其三维总体结构示意如图1-7所示。

图1-7 图书分拣机器人的三维总体结构示意