摘 要

论文研究政企类环境的需求与痛点，从用户角度出发寻找出一种融入人工智能机器人解决问题的设计方向。我的智能服务机器人设计结合了多种政企类的使用场景。对于机器人本身的设计，在功能上以模块化打破以往机器人定向功能的设计常规有一定的指导意义。

论文主要研究了目前政企类环境的用户需求。研究结果表明：确实存在目前没有弥补的痛点和巨大的服务类市场空缺。模块化就是一个很好的解决办法，弥补了现有机器人可赋予的功能和政企类使用场景未能及时匹配的缺陷，同时也拓展了智能服务机器人的使用以满足广大用户的需求。是一种打破常规智能服务机器人设计方式，并以功能为基础创造外形的尝试。

本文的特色在于：切入点独特，政企类使用场景本身是一个较少被涉及的领域。功能性和创新性是本论文的一大特点。

关键词：人工智能；政企类；模块化

Abstract

The paper studies the demand and pain points of the enterprise environment, and from the perspective of the user, the design direction of solving the problem of artificial intelligence robot is sought out. My intelligent service robot design combines the use of various enterprise classes. The design of the robot itself has some guiding significance in the function to break the design of the robot orientation function.

The paper mainly studies the user demand of the enterprise environment. The results show that there is no gap between the pain points and the huge service market. Modularization is a very good solution, makes up for the robot gives function and existing enterprise class usage scenario failed to match the defects, but also to expand the use of intelligent service robot to meet the needs of users. It is an attempt to break the design of a conventional intelligent service robot and create a shape based on functionality.

The feature of this article is that the pointcut is unique, and the use of the scenario itself is a less involved area. Functionality and innovation are a feature of this paper.

Key words: Artificial intelligence Enterprise class Modularization

目录

1 绪论 4

1.1 研究的背景 4

1.2 研究的目的及意义 4

2市场调研 5

2.1 机器人调研 5

2.1.1机器人的分类 5

2.1.2机器人结构调研 5

2.1.3机器人的造型语言 6

2.1.4机器人的材质选择 9

2.2 政企类使用场景调研 10

2.3 相关内容参考调查 10

2.3.1人工智能技术 10

2.3.2触摸屏 11

2.3.3相关技术 11

3 设计过程 14

3.1 设计概念的确定 14

3.2 政企类智能服务机器人设计草图 14

3.3 政企类智能服务机器人草模推敲过程 19

3.4 政企类智能服务机器人最终造型确定 20

3.5 政企类智能服务机器人的建模过程 22

3.6 政企类智能服务机器人的配色方案 25

3.7 政企类智能服务机器人的模型制作过程 26

3.8 政企类智能服务机器人的细节设计 29

3.9 政企类智能服务机器人的结构 31

4 其他方案 32

5 效果图和工程图 34

结论 38

致谢 39

1 绪论

1.1 研究的背景

2014年，中国消费的机器人数量占全世界生产机器人的40%。在“中国制造2025”中，机器人产业是其中的一个重要组成部分。近年来，我国对机器人产业的发展愈发重视，把智能服务机器人列为重点发展的前沿技术，并制定了《服务机器人科技发展“十二五”专项规划》以支持行业发展。

得益于计算人工智能、处理、传感器、互联网等技术的高速发展，智能服务机器人在近年进入迅速发展阶段。智能机器人的各种功能已足够透明与稳定，智能服务机器人技术作为推动民生科技缓解、社会压力的关键技术俨然已成为科技发展的热点，利用智能机器以创造商业价值在众多的领域之中得到了较为广泛的应用，并且占有举足轻重的地位。如今高端科技所研制的诸多类型机器人，使人们在日常生活中亲身地感受到机器人深入生产、生活和社会使自身从繁琐单调有害健康的生产工作中解放出来，伴随而来的市场需求也在与日俱增。结合现在的技术，设计一款智能服务机器人运用于政企类的环境，可以优化政企类的日常重复繁冗的程序，将一些可以用机器替代的步骤通过机器人来完成，使枯燥程序的人机交互变得生动有趣。

1.2 研究的目的及意义

政企类智能服务机器人的设计就是为了应对于各种政企类使用场景面临的问题。随着老龄化社会的到来，现代生活节奏的加快和人们追求高效的生活品质，使得服务机器人的市场需求日益增加，而智能服务机器人集多种学科于一体，能够代替人从事多类工作的高度灵活的自动化机械系统，智能服务机器人技术作为缓解社会压力、推动民生科技的关键技术已成为科技发展的一个热点。面向不同应用场景的智能服务机器人日益丰富，智能服务机器人作为一种集成多种机器人技术的产业化成果，具有极其广阔的市场空间和实际应用价值。

2市场调研

2.1 机器人调研

机器人是自动控制机器（Robot）的俗称，一般是机电装置，通过电子电路或计算机程序控制，可用以取代或协助人类工作。机器人行业"四大家族"（即ABB、FANUC、安川和库卡），产品性能以及精度代表着世界领先水平，合计约占国内机器人50%以上市场份额。而以国内大型机器人企业为代表，如广数、新松、埃斯顿、埃夫特、博实等，这些公司的机器人业务与国际巨头相比较而言，起步较晚但发展迅速。对机器人的细致调研对我此次的毕业设计具有极大的帮助。

2.1.1 机器人的分类

中国从应用环境出发将机器人分为工业机器人和特种机器人两大类。工业机器人即面向工业领域的多关节或多自由度机械手机器人。除工业机器人之外的用于非制造业且服务于人类的各种先进机器人则是特种机器人，包括：服务机器人、农业机器人、军用机器人、娱乐机器人、机器人化机器等。国际上从应用环境出发，将机器人分为两类即制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这一点上与中国的分类是一致的。

2.1.2 机器人结构调研

如下图2-1所示，机器人主要由三大部分即机械部分、控制部分、传感部分组成。这三大部分又可分成六个子系统分别为驱动系统、人—机交互系统、控制系统、机械结构系统、机器人—环境交互系统。

驱动系统是使机器人运行的传动装置。感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，获取内、外部环境状态中有意义的信息.智能传感器的使用有效提高了机器人的适应性、机动性和智能化的水准。机器人一环境交互系统是用于实现机器人与外部环境中的设备相互协调联系的系统，机器人和外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、装配单元、焊接单元等。人一机交互系统是人与机器人之间进行联系并参与机器人控制的装置、指令给定装置和信息显示装置。控制系统控制系统的任务是通过传感.器反馈的信号以及机器人的作业指令程序，来支配机器人通过执行机构去完成规定的运动和功能。根据控制运动的形式可分为点位控和连续轨迹控制。

（图2-1）

2.1.3 机器人的造型语言

我选取了pepper、jibo、公子小白进行简要的造型语言分析。Pepper（如图2-2所示）是一个人形机器人，身高4英尺，拥有十分简洁灵活的手臂，一个由三个滚轮组成的旋转底座，而且每一根手指活动自如。外形简约，配色以白色为主搭配浅灰色，体态优雅，极具亲和力。

（图2-2）

Jibo（如图2-3所示）是一款智能家庭机器人，小巧可爱，姿态呆萌，造型简洁，由头部和身体两部分组成，以白色和银灰色结合，头部正面覆盖黑色玻璃，大眼睛变幻莫测，时刻卖弄着机灵，视觉效果干净舒服。

（图2-3）

公子小白（如图2-4、2-5所示）是一对基于强人工智能的语言交互社交机器人，极致未来感的蛋形设计，更加柔润温婉，头部与腹部两个部分由中间一段空间以分隔开来，丰富的配色满足不同人群需求。

（图2-4）

（图2-5）

2.1.4 机器人的材质选择

工业机器人材质一般为以下三类：金属、塑料、木材。

金属材料因其具有较好的硬度，好看的光泽且不易磨损等属性被人们所喜爱，而金属制品往往被人们看做是品质的象征。由于金属材料不易加工，所以机器人常用的金属材料是铝合金，或少量不锈钢，铝合金比不锈钢更方便加工。

塑料相较于金属而言更加便于加工，也被人大量采用，不过塑料硬度低。常用的塑料有ABS、PVC、环氧树脂、尼龙、有机玻璃等。ABS树脂是一种用途广泛的热塑性工程塑料。其耐热耐低温性、耐化学药品性、抗冲击性、及电气性能优良，同时具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好、易于涂装着色等特点，可进行多种表面处理如喷镀金属、焊接、电镀等二次加工。PVC具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。使用中常会加入润滑剂、稳定剂、色料及其它添加剂。尼龙是一种高分子化合物合成纤维的工程塑料，具有较高的机械强度和电绝缘性，耐热，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，无毒，无臭，耐候性好，染色性差。但吸水性大，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作，与玻璃纤维亲合性十分良好，无毒性。固化后的环氧树脂对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度具有良好的物理化学性能，介电性能良好，变定收缩率小，硬度高，柔韧性较好，制品尺寸稳定性好。有机玻璃又叫亚克力，英文简称PMMA。表面光滑，耐腐蚀，耐湿，耐晒，比重小，强度较大，绝缘性能好，隔声性好且色彩艳丽等。

2.2 政企类使用场景调研

如今客户前去政企类环境办理业务，尤其对于第一次办理业务的客户而言，流程不明确且繁琐，且等待时间较长，用户体验不容乐观（如图2-6所示）。

（图2-6）

对于政企类环境提供的业务，大部分可以由机器替代的现在仍然依靠人工劳作（如图2-7所示）。

（图2-7）

2.3 相关内容参考调查

2.3.1 人工智能技术

人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写名为AI。它是一门新的技术科学，它由多种领域组成，如机器学习，计算机视觉等，是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能是计算机科学的一个分支，研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统，该领域的研究包括机器人、语言识别、自然语言处理、图像识别和专家系统等。人工智能从诞生以来，应用领域也不断扩大，理论和技术日益成熟，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。

2.3.2 触摸屏

触摸屏（如图2-8所示）是目前最自然简单的、极富吸引力的全新多媒体交互设备。从技术原理分为矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏五个基本种类，每种都各有优缺点。其中矢量压力传感技术触摸屏已被抛弃；红外线技术触摸屏价格低廉但外框易碎，易产生光干扰导致在曲面情况下失真；电容技术触摸屏图像失真难以根本解决；电阻技术触摸屏价格颇高，且怕刮易损；表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷，适用于诸多场合，但当屏幕表面有水滴或尘土则会使触摸屏变的迟钝，甚至罢工。触摸屏在我国的应用主要是办公、工业控制、多媒体教学、公共信息的查询如银行等部门的业务查询等。

（图2-8）