护士助手机器人是一种移动服务机器人。它在医院环境中工作,自主导航,能给病人送各种物品,提高病房的自动化水平;另外,护士助手机器人能替代医护人员进入传染病病房,执行运送药品、喷雾消毒等医护任务,从而保护医护人员和避免交叉感染。本课题结合黑龙江省自然科学基金项目“护士助手机器人基础技术研究”,对涉及的关键技术进行研究。论文首先介绍了护士助手机器人在美国、日本和中国的研究和发展现状。针对护士助手机器人的具体功能,设计了机器人的总体结构、机器人底盘、物品摆放空间的结构和机械手、触摸屏的安装结构,建立了机器人运动学模型和差速驱动数学模型。基于分级递阶控制系统结构,设计了护士助手机器人控制系统。设计了控制系统硬件结构方案,其中主要包括以TMS320F2812为核心的主控制器最小系统设计、总线接口设计、驱动电路设计等。设计开发了基于AVR单片机的电机驱动系统。首先论述了电机选择,然后介绍了电机驱动系统结构,其中主要包括控制器系统设计、直流电机功率驱动模块设计。最后介绍了磁传感器系统、触摸屏人机界面的控制系统设计。针对护士助手机器人导航,提出了基于遗传模拟退火算法的路径规划方法。研究了模拟退火算法在护士助手机器人路径规划中的应用,并对算法中各个参数进行了研究和设置。然后在不同的参数设置情况下,利用MATLAB软件对算法进行了模拟仿真,并对结果进行了比较分析。