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智能制造22年23期

基于 ROS 的育婴机器人设计与仿真
刘玉佼 ¹ ,杨一潇 ² ,徐淑琼 ¹ ,杨子豪 ³
(1. 东莞职业技术学院 电子信息学院,广东 东莞 523808;2. 西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳 621010; 3. 轮趣科技有限公司,广东 东莞 523000)

摘  要:文章提出一种基于 ARM® Cortex®-A57ROS 和 STM32F103RBT6 的机器人控制系统硬件设计方案,设计了适用于 ROS 机器人的控制系统软件,利用 SolidWorks 完成了育婴机器人的机械结构设计。介绍一种借助 Solidworks 插件sw2URDF,将 Solid works 装配体文件转换为 URDF 文件的方法。构建了基于 ROS 的育婴机器人 URDF 仿真模型,利用 RViz和 Moveit! 对育婴机器人进行模型验证和运动学仿真。仿真结果表明育婴机器人的机械结构设计合理,具有一定的可行性和实用性,为服务机器人在育婴领域的应用提供了参考。


关键词:ROS;育婴机器人;SolidWorks;URDF;RViz



DOI:10.19850/j.cnki.2096-4706.2022.23.042


基金项目:东莞职业技术学院校级基金项目(2021d04);广东省教育厅 2019 年度特色创新类项目(2019GKTSCX138);东莞职业技术学院智能终端及智能制造专项(ZXF001)


中图分类号:TP242                                          文献标识码:A                                  文章编号:2096-4706(2022)23-0160-06


Design and Simulation of Infant Care Robot Based on ROS

LIU Yujiao1, YANG Yixiao2, XU Shuqiong1, YANG Zihao3

(1.School of Electronic Information, Dongguan Polytechnic, Dongguan 523808, China; 2.School of Information Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China; 3.Wheeltec Intelligent Technology, Dongguan 523000, China)

Abstract: This paper proposes a hardware design scheme of robot control system based on ARM® Cortex®-A57ROS and STM32F103RBT6, designs control system software for ROS robot, completes the mechanical structure design of the infant care robot with SolidWorks. It introduces a method of converting SolidWorks assembly files into URDF files with the help of SolidWorks plug-in sw2URDF. The URDF simulation model of infant care robot based on ROS is established. The model validation and kinematics simulation of the infant care robot are carried out by using RViz and Moveit. The simulation results show that the mechanical structure design of the infant care robot is reasonable, has certain feasibility and practicality, and provides a reference for the application of service robot in the field of infant care.

Keywords: ROS; nurserymaid robot; SolidWorks; URDF; RViz 


参考文献:

[1] 郭彤颖,安东 . 机器人系统设计及应用 [M]. 辽宁:辽宁大学出版社,2020.

[2] 张赟,操雅琴,刘雨 . 服务机器人拟人化与用户接受关系模型研究 [J]. 重庆科技学院学报:社会科学版,2022(4):24-33.

[3] 索寒雪,蔡昉:“劳动人口减少,经济增长潜力仍在” [N].中国经营报,2022-02-28(A04).

[4] 袁丹鹤,杜玉晓,江鑫,等 . 基于 ROS 的人形机器人建模与仿真 [J]. 自动化与信息工程,2020,41(6):6-12.

[5] 朱建军,王明园,张博文 . 基于 ROS 的轮式机器人建模方法与仿真研究 [J]. 吉林化工学院学报,2021,38(3):61-65.

[6] 李建勇,赵静,刘雪梅,等 . 基于 ROS 的自主家庭陪伴机器人设计 [J]. 电子技术应用,2021,47(2):58-62.

[7] 陈永平,何永艳,王凯凯 . 基于 ROS 的机械臂模型构建及优化方法研究 [J]. 微型电脑应用,2020,36(2):13-16.

[8] ROCHA R. mrgs:A Multi-Robot SLAM Framework for ROS  with Efficient Information Sharing [EB/OL].[2022-07-12].https://www.academia.edu/41491602/mrgs_a_Multi_Robot_SLAM_framework_for_ ROS_with_Efficient_Information_Sharing. 

[9] YAO S,LUXIMON A,YAN L. The effect of facial features on facial anthropomorphic trustworthiness in social robots [J/OL].Applied Ergonomics,2021,94:103420[2022-07-08].https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S0003687021000673?via%3Dihub.

[10] 常赛赛,杨洋,樊玉琦 . 基于 ROS 通信的运行管理系统的设计与实现 [J]. 网络安全技术与应用,2021(12):49-52.

[11] 孙婷婷 . 基于 ROS 系统的多传感器室内移动机器人自主定位的研究 [J]. 物联网技术,2021,11(12):33-35.

[12] 王东霞 .ROS 在移动机器人自动导航系统设计研究中的应用 [J]. 电子世界,2021(21):198-199.

[13] 孙正旺 . 基于 ROS 通信机制的形式化建模与验证 [D].上海:华东师范大学,2021.

[14] 勾骅.基于ROS的机器人智能导航系统研究 [D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2021.

[15] 赖润平,周鹏程,张梓赫,等 . 基于 Jetson Nano 的目标跟踪小车的设计与实现 [J]. 现代信息科技,2021,5(4):181-183+187.

[16] 鹿霖,谢树新 .ROS 环境下的机器人仿真模型构建方法研究 [J]. 现代电子技术,2018,41(7):102-105+110.


作者简介:刘玉佼(1988—),男,汉族,四川内江人,工程师,硕士,研究方向:自动化装备与集成、工业互联网、机器视觉。