李建勇，刘雪梅，王 泽

( 西北工业大学明德学院， 陕西 西安 710124)

0 引言

目前市场上已经出现了很多各式各样的家庭陪伴机器人[1]，其中大多数都是没有手臂而是偏向儿童早教方面的机器人[2]，如360儿童机器人、公子小白、小忆机器人和阿尔法蛋智能机器人等，少数具有简单的只能前后动作的手臂，如打令小宝和小度机器人等，这些机器人主要靠呆萌的外表、语音和脸部表情以及简单的动作等来进行交互。然而随着独居老人[3]和留守儿童[4]等越来越多的社会现象不断加剧，造成对陪伴机器人的需求日益剧增且功能要求越来越多，特别是要求陪伴机器人不仅能够像人一样进行肢体交互，甚至还能辅助人干一些家庭服务类的工作。虽然市场出现了像ASIMO[5]、HRP-4C和iCub[6]等仿人机器人，但是它们往往价格昂贵，造成大众负担不起而难以普及，针对这些问题，基于一款自行研制的家庭陪伴机器人，设计了一双仿人上肢并进行了肢体交互动作的研究。

1 仿人上肢机构设计

为家庭陪伴机器人设计的仿人上肢，其主要用来实现仿人的肢体动作，比如打招呼、再见和握手等等，因而家庭陪伴机器人的仿人上肢采用仿真人上肢结构设计，由仿人手臂和仿人机械手两部分组成。仿人手臂要像人臂一样灵活需要拥有7个自由度，其中肩部3个自由度、肘部1个自由度和腕部3个自由度[7]。而家庭陪伴机器人本体采用差分驱动的轮式底盘在室内进行移动，可与仿人手臂结合完成一些动作。……