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作品方案设计书

学院：机电工程学院

项目名称：智能茶饮机器人

项目负责人：黄前本

指导教师：刘军

兰州理工大学机电工程学院

二〇一五年一月六日

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一、简介：

该项目是智能家具的一种。主要实现自动送递茶饮、自动烧开水、

煮咖啡等功能，为人们的茶饮需求提供全方位的服务。当人们需要茶

饮时，只需要按下桌子或者手中的遥控按钮，该机器人就会自主移动

到其身边，然后用设计的机械手自行取杯子、倒水，并递给饮用者，

当完成茶饮的送递之后，再按下按钮（或者开发语音系统，机器人与

人对话，通过话语提示机器人做出相应的反应）机器人便返回到原来

的位置。该机器人主要四大系统组成：茶饮系统、路径规划系统、机

械手系统和动力系统组成。茶饮系统是由茶叶投放装置和冷水加热装

置组成的。主要通过遥控装置实现路径的控制。通过机械手来取空纸

杯和泡好茶水的纸杯。动力系统，主要由步进电机组成，接受控制系

统发出的信号以及环境的要求，采取不同的路径到达指定地点。该茶

饮机器人可以应用在许多场合，除了家庭之外，还可以将其应用在医

院，它可以为病人送茶饮，它还可以应用到各大办公室，为办公人员

送递茶饮，它还可以应用在快餐店、自助餐馆等饭店，减少了服务员

的数量。本作品一旦问世，一定会给广大人民带来很大益处，不仅减

少了物力人力，从长远的角度看来还可以节省财力，加快了人类智能

化发展的步伐。

二、研究内容及方法：

该机器人主要由四大系统组成，包括：茶饮系统、路径规划系

统、机械手系统和动力系统。该机器人的茶饮系统主要分为水加热系

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统和茶叶装置系统，即纸杯从茶叶装置中装好茶叶饮品后倒入加热好

的热水。同时内设有加热器，以满足人们对茶饮的温度的要求。机器

人寻找目标的系统，主要是由单片机、传感器、测距系统等组成，通

过控制电机转动和停止，实现选择路径到达茶饮者身边的功能。机械

手部分，由舵机组成手臂各关节，并由单片机控制舵机的转向，从而

完成预期的各种功能。动力系统，主要由电机组成，接受控制系统发

出的信号以及环境的要求，采取不同的路径到达指定地点。

研究方法：三维模仿、制作

工业制造及生产过程:

产品的生产过程主要分为3个部分，一是市场需求调研，通过对

市场需求的分析，了解必威体育精装版的产品需求，为产品研发提供实践依据。

二是产品研发及测试，为满足市场需求而专门设计具有不同功能的服

务机器人。研发生产的初始样机经过测试合格后，再进行产品优化并

最终完成机械结构出图和控制电路出图以及软件程序保存优化。最后

将机械结构图和控制电路图分别交由材料成型厂和PCB板印刷厂进

行批量生产。三是产品生产及组装并进行成品检测，先将印刷好的

PCB板焊上设计的电子元件，再将机械零部件和电子产品进行组装并

且在适当的时候将具有完整功能系统的电路板固定在其中，以此得到

完整的具有使用需求机器人。机器人组装完成后要进行全方位的硬件

检测和软件测试。如果成品各方面检测都合格即完成了一个产品生

产。

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三、项目研究意义：

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、

智能家居系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将

家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管

理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节

能的居住环境。在智能家居环境中工作的家具大都具有自动化的特

点，其中机器人的应用较为广