湖南工程学院机械工程学院 李晓天

随着电子信息、人工智能等技术的迅速发展，人们对助老类服务机器人方面的构想更多倾向于其具备适应复杂环境，能自主移动，具有环境感知和动态决策等能力。针对这一问题，文章从传感系统、机械系统、控制系统、驱动系统等四个方面设计开发了一种全地形跟随式多功能助老服务机器人。其能实现全地形跟随、多功能助老服务这两大功能，从而满足老年人对于一种全新、便捷、低碳、高效率、人性化、智能化的生活、出行方式的迫切需求。

根据全国老龄工作委员会办公室公布的数据，截至2017年底，我国60岁及以上老年人口2.41亿人，占总人口的17.3%，其中2017年新增老年人口首次超过1000万。随着全球老龄化的日益加剧，老年人逐渐增多，他们的身体机能有所退化，但是绝大部分生活还是可以自理的，如果在他们出行、买菜、锻炼、娱乐或者居家等生活过程中有一个能跟着老人在复杂多变非结构化的环境中去行驶并为他们提供运载、存取物品、监控、娱乐等行走辅助、日常监护和陪伴娱乐相关服务的产品，能大幅提高他们的生活质量。

1 超声波自主跟随原理

超声波自主跟随原理如图1所示。在机器人的两端各安装一个单发单收超声波，使用者手持一个超声波模块。这样左侧与右侧和使用者三者之间就构成了一个三角形。当机器人正对着使用者时，装在机器人上的两个超声波模块，距离A=B。当使用者左拐时，A必定小于B，同理当使用者右拐时，A大于B；……