機(jī)器人制作開(kāi)源方案 | 家庭清掃拾物機(jī)器人
作者：羅誠(chéng)、李旭洋、胡旭、符?？?/p>
單位：南昌交通學(xué)院 人工智能學(xué)院
指導(dǎo)老師：揭吁菡
? ? ? 在家庭中我們有時(shí)無(wú)法到一些低矮陰暗的地方進(jìn)行探索，比如茶幾下或者床底下，特別是在部分家庭中，如果沒(méi)有及時(shí)對(duì)這些陰暗低矮的地方進(jìn)行清掃，則會(huì)導(dǎo)致這些地方不干凈與不整潔；還有在平時(shí)生活中手機(jī)鑰匙等物品可能會(huì)掉落床底等低矮陰暗的角落，不方便拾取；綜合多種情況下考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)了這款家庭清掃拾物機(jī)器人，來(lái)解決我們生活中的這些煩惱。
1. 作品細(xì)節(jié)圖
① 該機(jī)器人裝備了履帶，可以更好地跨越低矮的障礙物。
② 該機(jī)器人前身部分設(shè)計(jì)了鏟夾結(jié)合功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品進(jìn)行鏟取和夾取功能。
③ 鏟取模塊中正常情況下進(jìn)行平鏟，此機(jī)器人也設(shè)計(jì)了可以實(shí)現(xiàn)抬鏟與低鏟功能，更方便的鏟取物品。
④ 前身部分的鏟子下方添加了拖地模塊，可以實(shí)現(xiàn)在道路上進(jìn)行拖地操作，達(dá)到清掃功能。
⑤ 該機(jī)器人在尾部部分參考了道路清掃車(chē)，設(shè)計(jì)了清掃功能，可以對(duì)前進(jìn)道路中的垃圾進(jìn)行清掃，內(nèi)部還裝有回收垃圾的模塊。
⑥ 機(jī)器人搭載WiFi模塊與藍(lán)牙模塊，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與遠(yuǎn)程操控的功能。
2. 作品效果圖
① 履帶設(shè)計(jì)可以越過(guò)低矮障礙物（模擬家庭環(huán)境房間門(mén)口的小臺(tái)階）
② 進(jìn)行掃垃圾功能（以紙屑為例）
③ 夾取物品（以小孩子的玩具車(chē)輪為例）
④ 鏟取功能（以鑰匙為例）
⑤ 拖地功能（以地面上灑落的可樂(lè)為例）
⑥ 巡邏功能（模擬家庭中陰暗低矮環(huán)境）
3. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容
此作品設(shè)計(jì)采用了“鏟夾拖掃視”多功能一體化理念。我們結(jié)合生活中鏟車(chē)的實(shí)物以及生活中道路垃圾灰塵清掃車(chē)，為該機(jī)器人頭部設(shè)計(jì)了“鏟夾結(jié)合”模型。通俗的說(shuō)，就是在車(chē)子的頭部設(shè)計(jì)了夾子，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些物品進(jìn)行夾取功能，同時(shí)當(dāng)夾子合并之后就會(huì)形成一個(gè)鏟子的模型，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)一些難以?shī)A取的物品進(jìn)行“鏟”的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)拾取功能，在家庭中也可以實(shí)現(xiàn)“搬運(yùn)功能”。在鏟子一端中，我們加入了拖地功能，可以對(duì)地面進(jìn)行清潔能力。在尾部部分，我們?cè)O(shè)計(jì)了一對(duì)鏟子，可以對(duì)地面進(jìn)行清掃功能，通過(guò)首尾的功能結(jié)合，可以對(duì)家庭進(jìn)行清掃功能。
? ? ? 同時(shí)此設(shè)計(jì)可以用手機(jī)終端對(duì)該機(jī)器人進(jìn)行控制功能。通過(guò)藍(lán)牙與局域網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控；搭載攝像頭模塊，可以實(shí)現(xiàn)該機(jī)器人對(duì)該環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)手動(dòng)操控的功能可以讓家庭成員也能親身感受到該機(jī)器人的功能，在不進(jìn)行家庭清掃拾物功能時(shí)，該機(jī)器人也可以充當(dāng)“家庭巡邏機(jī)器人”，觀(guān)察家庭周?chē)h(huán)境的變化，以助于我們的生活可以更加便利。
4. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)
? ? ? 根據(jù)目前行業(yè)發(fā)展形式，我國(guó)的城市建設(shè)正逐步在向智慧城市方向發(fā)展，而這其中智能化的進(jìn)步，直接帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，機(jī)器人的普及會(huì)隨著其技術(shù)發(fā)展越來(lái)越走向現(xiàn)實(shí)。 ? ??
? ? ? 在家庭中，我們無(wú)法到一些低矮陰暗的地方進(jìn)行探索，比如茶幾下或者床底下，特別是在部分家庭中，由于沒(méi)有及時(shí)對(duì)這些陰暗低矮的地方進(jìn)行清掃會(huì)導(dǎo)致這些地方不干凈與不整潔。還有在平時(shí)生活中手機(jī)鑰匙等物品可能會(huì)掉落床底等低矮陰暗的角落，不方便拾取。綜合多種情況下考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)了家庭清掃拾取機(jī)器人，來(lái)解決我們生活中的這些煩惱。
? ? ? 以前傳統(tǒng)的智能家居采用有線(xiàn)通訊方式傳播，需要破壞墻體結(jié)構(gòu)，鑿壁布置線(xiàn)路，而且在墻外有密密麻麻的線(xiàn)頭，有礙美觀(guān)，需要專(zhuān)門(mén)的施工人員進(jìn)行操作，施工周期較長(zhǎng)，成本高；尤其當(dāng)消費(fèi)者看到有新的智能設(shè)備，想要更新升級(jí)時(shí)比較困難，需要重新破墻布線(xiàn)，而需要售后維修時(shí)難度更大，由于線(xiàn)路埋入墻壁，不能及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出故障和修復(fù)，頗讓人頭疼。
? ? ? 相比較而言，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)步，家庭智能服務(wù)機(jī)器人表現(xiàn)出明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。主人只要拿著手機(jī)就能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制家居設(shè)備，就能過(guò)上懶人生活。讓人滿(mǎn)意的是，它不需要扒開(kāi)墻壁，布置紛繁復(fù)雜的線(xiàn)路，外觀(guān)簡(jiǎn)潔大方，只要具備初中以上學(xué)歷，就可自行組合安裝;自動(dòng)組網(wǎng)，設(shè)備擴(kuò)展性強(qiáng)；成本低，功耗低，符合現(xiàn)代家庭綠色生活理念。我們的家庭清掃拾取機(jī)器人可以成為每一個(gè)家庭的海螺姑娘，讓每一個(gè)家庭更省心更省力節(jié)約時(shí)間，打掃效果好，讓家庭清掃拾取機(jī)器人完成衛(wèi)生工作。
5. 研究路線(xiàn)及解決的主要問(wèn)題
研究路線(xiàn)：
? ? ? 我們?cè)O(shè)計(jì)的家庭清掃拾取機(jī)器人，把清掃、拾物和監(jiān)控功能巧妙地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)家庭清掃拾取機(jī)器人服務(wù)終端。相對(duì)于市場(chǎng)上的家庭服務(wù)機(jī)器人，我們的機(jī)器人打掃衛(wèi)生效果很好，可以代替人為清掃，更快捷更方便地完成家庭衛(wèi)生工作；可以拾取到我們不方便拾取的物品，在平時(shí)生活中手機(jī)鑰匙等物品可能會(huì)掉落床底等低矮陰暗的角落，不方便拾取；可以在家庭中隨意走動(dòng)，可以讓用戶(hù)監(jiān)控到家庭中的每一個(gè)地方。
解決的主要問(wèn)題：
? ? ? ① 我們的家庭清掃拾取機(jī)器人功能齊全，可以完成清掃家庭的每一個(gè)角落，打掃衛(wèi)生效果很好，可以代替人為清掃，更快捷更方便地完成家庭衛(wèi)生工作。
? ? ? ② 可以拾取到我們不方便拾取的物品，在平時(shí)生活中手機(jī)鑰匙等物品可能會(huì)掉落床底等低矮陰暗的角落，不方便拾取。這個(gè)時(shí)候我們的家庭清掃拾取機(jī)器人可以完美實(shí)現(xiàn)這些操作，更方便地為每一位家庭成員服務(wù)。
? ? ? ③ 同時(shí)替代了監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭24小時(shí)的監(jiān)控能力。當(dāng)你不在家的時(shí)候，想要關(guān)注家庭情況，可以啟動(dòng)我們的家庭清掃拾取機(jī)器人，同時(shí)家庭清掃拾取機(jī)器人可以在家庭中隨意走動(dòng)，可以讓用戶(hù)監(jiān)控到家庭中的每一個(gè)地方。
同時(shí)我們維修十分簡(jiǎn)單，一旦出現(xiàn)了問(wèn)題，我們可以很快地解決，讓家庭清掃拾取機(jī)器人可以繼續(xù)正常工作。
6. 項(xiàng)目創(chuàng)新及特色
? ? ? 家庭清掃拾物機(jī)器人在家庭中都有著無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)，解決家庭中由于沒(méi)有及時(shí)對(duì)這些陰暗低矮的地方進(jìn)行清掃會(huì)導(dǎo)致的不干凈與不整潔的問(wèn)題；還有在平時(shí)生活中手機(jī)鑰匙等物品可能會(huì)掉落床底等低矮陰暗的角落，不方便拾取等等問(wèn)題。其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：
① 操作簡(jiǎn)單
? ? ? 現(xiàn)在的家庭機(jī)器人操作十分簡(jiǎn)單，只要為家庭機(jī)器人充滿(mǎn)電，即可開(kāi)始工作。
② 省工省力
? ? ? 在家庭中都希望存在著一位海螺姑娘，而正是家庭機(jī)器人的誕生，使得這一希望也逐漸成為現(xiàn)實(shí)，在家庭中放置一臺(tái)家庭清掃機(jī)器人可以更加
? ? ? ?方便地幫助人們清掃家庭衛(wèi)生，做到全面覆蓋，更快捷地完成家庭衛(wèi)生。
③ 打掃效果好
? ? ? ?如今的家庭機(jī)器人發(fā)展迅速，各種功能都得到了穩(wěn)步提升，特別是在清掃效果方面，家庭機(jī)器人可以做到比人工更干凈的程度，既方便又可以
? ? ? ? 完美打掃好家庭衛(wèi)生。
7. 項(xiàng)目綜述
前期預(yù)研基礎(chǔ)：通過(guò)現(xiàn)有的資料學(xué)習(xí)了嵌入式開(kāi)發(fā)模塊，同時(shí)經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研確定了研究目標(biāo)與方向，實(shí)現(xiàn)了家庭拾物機(jī)器人的實(shí)物。
自身具備的知識(shí)條件：熟練c++、python語(yǔ)言，同時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)嵌入式開(kāi)發(fā)。
項(xiàng)目實(shí)施的科學(xué)性：我們?cè)诩彝ナ拔餀C(jī)器人上安裝了多個(gè)傳感器，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了藍(lán)牙局域網(wǎng)連接手機(jī)終端連接家庭拾物機(jī)器人，可以實(shí)現(xiàn)清掃、
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 拾物和監(jiān)控等功能
創(chuàng)新性及技術(shù)可行性：與市場(chǎng)上常規(guī)的家庭機(jī)器人相比，我們有更多的實(shí)用性與更方便的操作性，可以迅速入手，開(kāi)始為每一個(gè)家庭服務(wù)。
8. 項(xiàng)目實(shí)施方案
? ? ? 在產(chǎn)品初期，我們會(huì)先使用資金生產(chǎn)我們的產(chǎn)品，同時(shí)選擇幾家信譽(yù)較好、推銷(xiāo)能量較強(qiáng)和自己對(duì)口的批發(fā)商進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的合作，這樣前期我們可以不用花太多心思與精力投入到產(chǎn)品推銷(xiāo)與宣傳方面，先大規(guī)模生成產(chǎn)品后，我們?cè)匍_(kāi)始我們的用戶(hù)體驗(yàn)計(jì)劃，與我們的中間商建立良好的合作關(guān)系，讓我們的產(chǎn)品可以適當(dāng)?shù)膶?shí)現(xiàn)市場(chǎng)覆蓋化。
? ? ? 到了產(chǎn)品中期，我們的產(chǎn)品在市場(chǎng)中有了一定知名度的情況下，我們可以開(kāi)始生產(chǎn)大規(guī)模家庭清掃拾取機(jī)器人投入到市場(chǎng)中，與各家企業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)我們可以利用廣告對(duì)我們的產(chǎn)品再次進(jìn)行宣傳，現(xiàn)如今廣告是面對(duì)所有人最方便知曉信息的一定媒介，可以向廣大目標(biāo)用戶(hù)提供我們家庭清掃拾取機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)與功能。現(xiàn)代廣告不單單只是宣傳我們的產(chǎn)品，而是一種雙向溝通，即我們的產(chǎn)品可以讓每一個(gè)家庭知曉的情況下，也可以收集大部分家庭對(duì)于我們家庭清掃拾取機(jī)器人的建議，讓我們的家庭清掃拾取機(jī)器人知名度提高。
? ? ? 產(chǎn)品后期，我們將繼續(xù)開(kāi)展我們的計(jì)劃，為我們的產(chǎn)品進(jìn)行宣傳，大規(guī)模投入市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)大額盈利。在資金充足的情況下，我們可以通過(guò)大部分家庭的用戶(hù)體驗(yàn)的基礎(chǔ)上去對(duì)我們的家庭清掃拾取機(jī)器人功能方面進(jìn)行逐一地優(yōu)化與改善，讓我們的家庭清掃拾取機(jī)器人可以更加完美，更加貼合每一個(gè)家庭中，充分實(shí)現(xiàn)我們家庭清掃拾取機(jī)器人的價(jià)值。
9. 項(xiàng)目預(yù)期成果
? ? ? 前期我們先進(jìn)行生產(chǎn)工作，生產(chǎn)出小規(guī)模的家庭清掃拾取機(jī)器人后，我們?cè)匍_(kāi)展用戶(hù)體驗(yàn)計(jì)劃，讓每一個(gè)家庭都能夠切身體會(huì)到我們家庭清掃拾取機(jī)器人的功能。然后再引入資金進(jìn)行廣告宣傳工作，讓我們的家庭清掃拾取機(jī)器人更快地被大部分家庭所認(rèn)識(shí)。同時(shí)我們也會(huì)收集用戶(hù)的體驗(yàn)與感想，在后期資金充足的情況下可以對(duì)我們的家庭清掃拾取機(jī)器人產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化和改善，不斷地增強(qiáng)我們家庭清掃拾取機(jī)器人地功能。
10. 示例程序
11. 資料下載
資料內(nèi)容：
①程序源代碼
②樣機(jī)3D文件
資料下載地址：家庭清掃拾物機(jī)器人 https://www.robotway.com/h-col-264.html
