随着国家老龄化问题不断加剧,以及大量需要护理的残疾人存在,这些问题的出现使得助老助残问题成为社会最关心和最棘手的问题。大量的护理群体不仅给家庭和个人带来了巨大的经济负担,同时也给社会和国家带来了沉重的经济和财政压力。目前,为缓解社会压力,更好的服务老残群体,智能服务型机器人成为了研究的热点。本文以此为契机,研究并设计了一款助老助残机器人系统。机器人以Arduino mega2560单片机为控制核心,以智能WiFi模块为通信媒介,利用Android平台和无线通信网络,结合视频图像,实现了机器人的远程控制;机械臂利用动作学习和模仿功能,结合语音控制技术,实现了机械臂的物体抓取;机器人的多种控制方式相互配合,实现了在特定场合下的机器人助老助残。本文主要研究机械臂的动作学习与模仿,研究的主要内容如下:首先,根据机械臂操作空间范围选择合适的自由度数和关节结构,针对残疾人走动不方便的特点,设计了机械臂动作学习与模仿的方式助老助残。紧接着对机械臂动作学习与模仿方式进行了深入细致的研究,分析了其过程控制理论和实现方法,最终实现了机械臂利用动作学习方式模仿人给的特定动作。其次,对机械臂进行了运动学分析,搭建了机械臂的运动学D-H模型,并根据D-H模型得到了机械臂的正解;随后,使用Matlab自带的Robotics Toolbox工具对机械臂运动学进行了仿真,并验证了机械臂运动学的正确性。再次,对机器人系统整体软件进行了设计,利用Eclipse开发软件,完成了机器人系统的Android手机App软件控制界面程序编写;再通过Arduino IDE上位机软件,编写了Arduino mega2560单片机的核心控制板程序,包括舵机和电机、语音等模块等控制程序。最后,完成了机器人系统的组装与测试,测试结果和实验数据表明,助老助残机器人系统移动灵活、稳定,抓取物体正确率高,在服务型机器人领域中具有一定的现实意义和实用价值。