当前位置:文档之家› 双足竞步机器人设计与制作技术报告

双足竞步机器人设计与制作技术报告

双足竞步机器人设计与制作技术报告
双足竞步机器人设计与制作技术报告

中国矿业大学徐海学院

双足竞步机器人设计与制作技术报告

队名:擎天柱班级:电气13-5班

成员:郭满意游世豪侯敏锐唐丽丽

侯伟俊王胜刘利强杨光

题目:双足竞步机器人

任课教师:李富强

2015 年12月

双足竞步机器人设计与制作任务书

班级电气13-5班学号22130263 学生姓名郭满意任务下达日期:2015年10月16 日

设计日期:2015 年11 月1 日至2014年12月31日

设计题目:双足竞步(窄足)机器人的设计与制作

设计主要内容和完成功能:

1、双足竞步机器人机械图设计;

2、双足竞步机器人结构件加工;

3、双足竞步机器人组装;

4、双足竞步机器人电气图设计;

5、双足竞步机器人控制板安装;

6、整机调试

7、完成6米的马拉松比赛。

教师签字:

摘要

合仿人双足机器人控制的机构。文章首先从机器人整体系统出发,制定了总体设计方案,再根据总体方案进行了关键器件的选型,最后完成了各部分机构的详细设计工作。经过硬件设计、组装;软件设计、编写;整体调试,最终实现外型上具有仿人的效果,在功能上完全满足电气各部件机载化的安装要求。本文介绍一个六个自由度的小型双足机器人的设计、调试与实现。包括机械结构设计、电路设计与制作,机器人步态规划算法研究,利用Atmega8 芯片实现了对六个舵机的分时控制,编写 VC 上位机软件,通过串口通信对双足竞步机器人进行调试,通过人体仿生学调试出机器人的步态规划。实现了双足竞步机器人稳定向前行走、立正。

关键词:双足机器人、机械结构

目录

1 系统概述 (1)

2 硬件设计 (2)

2.1机械结构 (2)

3.2 PC 上位机调试软件设计 (4)

4 系统调试 (5)

5 结束语 (6)

6 参考文献 (7)

7 附录 (8)

7.1源程序 (8)

7.2相关图片 (9)

1 系统概述

针对项目根据实际拟订目标,结合我们所学知识,从仿人外形和仿人运动功能实现,首先确定了双足双足机器人自由度。双足机器人的机构是所有部件的载体,也是设计两足双足机器人最基本的和首要的工作。它必须能够实现机器人的前后左右以及爬斜坡和上楼梯等的基本功能,因此自由度的配置必须合理。首先分析双足机器人的运动过程(前向)和行走步骤:重心右移(先右腿支撑)、左腿抬起、左腿放下、重心移到双腿中间、重心左移、右腿抬起、右腿放下、重心移到双腿间,共分8个阶段。

双足机器人系统,从硬件上可以分为机械结构部分、驱动部分、传感部分和控制部分;从功能上可以分为机构模块、驱动模块、感知模块和控制模块。机械结构部分的设计机械结构部分在整个系统中,起到一个平台的作用,机器人的其他部分都是在此机械结构的基础上进行安装调试的。本文首先对双足机器人进行机械结构的设计,搭建双足机器人控制系统和步态规划的平台。控制部分的设计因为我们选择舵机来对双足机器人进行驱动,而舵机一般都是通过PWM技术来进行控制的。所以,为了实现对舵机的精确控制,需要设计出一个能够输出多路PWM信号的舵机控制器。双足竞步机器人的步态规划由于双足竞步机器人具有多关节、多驱动器、多约束等特点,在对其进行步行规划及行走控制时有很大的难度。如何规划机器人步态使其稳定行走仍是双足机器人研究领域的关键技术之一。步态是在步行运动过程中,机器人的各个关节在时序和空间上的一种协调关系,通常由各关节运动的一组时间轨迹来描述。步态规划的目标是产生期望步态,即产生在某个步行周期中实现某种步态的各关节运动轨迹(期望运动轨迹)。步态规划是双足机器人稳定步行的基础,要实现和提高机器人的行走性能,必须研究实用而有效的步态规划方法,以实现机器人的稳定步行。

2 硬件设计

2.1机械结构

双足机器人机械结构设计中关节轴系的结构设计必须紧凑,传动精度高,效率高,并保证提供必要的输出力矩和输出速度,以满足机构动态步行运动速度和承载能力。在机械结构的总体设计方案制定后,我们对机械结构中关键器件进行了选型,主要包括轴系电机、传动杆件等,为此我们根据轴系对运动实现的重要性把机器人所有轴系分为两类:主要轴系和次要轴系。主要轴系包括下肢所有轴系,它们涉及双足机器人基本运动功能的实现问题,因此是本项目机构设计的核心问题,其基本元件和结构方式必须首先确定下来才能展开以此为核心的机构设计和机加工工作。

要使机器人能够平稳的行走,首先要设计好机械结构。我们选用了3个舵机作为机器人腿的 3个关键,因为舵机的理论旋转角度是 180 度,所以我们把腿部和膝盖的2个舵机竖直55 放置,脚步的 1 个舵机水平放置。在选材方面,我们主要用的是铝合金板为主要的框架材料,也用了一些塑料的电路板做底板。机器人的 2 个手臂也是用的金属做支撑,以保证机器人行走时的稳定,也减少了舵机震动所带来的影响。

2.2电路设计

为了避免舵机的供电电源产生的电压波动对控制电路的干扰,控制电路与舵机的电源要进行隔离,即分开供电。控制电路电源使用的是一个12V输出的AC-DC变压电源经7805芯片后提供的5V电源,而舵机的电源提供了一个接口,外接一个7806芯片进行供电。

运动控制器的控制芯片模块包括单片机、时钟电路、复位电路、外部程序存储芯片扩展。单片机采用Atmel公司的ATmega8AVR单片机,它是8位的高性能嵌入式控制器,其内部集成了8k的可在线编程的Flash存储器;256字节的RAM,可寻址64字节,具有32根I/O口、3个可编程定时器、8个中断源、6个中断矢量、1个看门狗定时器。时钟电路给系统提供时间基准,设计时采用11.05296MHz晶振。同时,本设计还扩展了一片8k×8位的外部存储芯片2864。运动控制器采用一片AVR的单片机实现了PWM的产生。由于AVR 具有他特有的并行处理能力和大量的IO接口,可以同时控制几十甚至上百个舵机同时工作,可以为后续的工作留出一定的空间。

串行通信模块主要用于ATmega8单片机与PC机之间的串行通信。由于PC机的COM口符合RS-232标准, ATmega8单片机上的串行接口是TTL电平,在RS-232与TTL电平通信时,需要电平转换,因此,设计时利用MAX232芯片来作电平转换。

3 软件设计

3.1 AVR 单片机程序设计

RB-150MG 舵机的控制信号为 PWM 信号,通过改变占空比进而改变舵机转动的角度。通过多次实验,测得脉宽在 0.5ms-2.5ms 时,对应舵机在 0 度-180 度区间转动,并呈线性关系。由于 atmega8 的 8 位 pwm 控制精度不高,为了可以精确调整舵机所转角度并能分时控制 6 路 pwm,利用 atmega8 t0 定时器软件仿真 pwm 信号输出。为了实现方便调试双足竞步机器人步态规划,我们设计 pc 上位机与 avr 单片机进行串口通信,设置 avr 单片机串口接收中断,接收对应舵机编号和该舵机 pwm 参数,并实时改变舵机角度,实现机器人仿真行走。

3.2 PC 上位机调试软件设计

选用 VC++6.0 开发环境,利用 MFC 应用程序框架设计 PC 上位机调试机器人软件。添加串口 MSComm 控件,添加对话框控件,每当通过滑动条改变舵机参数值触发串口响应函数,发送对应舵机编号和该舵机 pwm 参数,并在编辑框生成 AVR 单片机程序,再用正则表达式分析代码在上位机实现机器人的仿真行走,将调试出稳定的步态程序下载到单片机,实现机器人的规定动作。上位机调试方法可以大大加快机器人的开发周期,并且能够让步行机器人行走稳定,上位机具有操作简单、修改容易、使用灵活等特点

4 系统调试

首先对机器人的各个部位进行调试,组装完成后对软件部分进行调试。

各个部位:

1膝部:膝部的机械尺寸精度要求较高,打动位置要精确,孔径大小要合适,否则容易使机器人在弯曲腿是,脚面和腿出现较大偏移,出现摩擦甚至跌倒,调试时难以直线行走,过孔在侧面应在一条直线上,孔径刚过螺丝为宜。

2足部:对于交叉足和狭窄足,在不超过要求的情况下,尺寸越大越好,前后尺寸对步行时机器人机身的稳定性有直接影响。对于交叉足,左右脚伸出的交叉齿要坚硬,长度要尽量长,必须保证能够单腿站立,同时不会出现弯曲而导致机体倾斜。重量宜重不宜轻。对于狭窄足,尺寸应尽量大,以增加步行稳定性。机身中心不宜偏高。

调试软件:

软件的主旨是为了调试方便和自然,动作姿态连贯自然,所以软件可复杂但是调试要简单,需要调整的变量越少越好。动作算法要深入考虑机器人行走时的步态规律,对动作进行平滑处理,这是软件调试的工作重心。这一部分的任何改进都将对调试过程的效率产生很大的提高。嵌入式软件的精髓:用最低成本达到最优效果。

5 结束语

首先,在教室里在老师的教授下学习了许多关于机器人的知识,老师上课生动有趣,也引起了我对机器人的浓厚兴趣。在上完理论课后,我们在实验室领取到组装机器人的器件,并与另外七位同学组成一组进行机器人的拼装,在领取到零件后,我们明确的分工,有人裁剪图纸,有人打磨零件,有人折叠零件。经过我们的努力,终于完成了机器人的组装。然后开始进行机器人的程序设计,开始时像没头的苍蝇,完全找不到方向,然后想同学请教,终于有了初步的认识,开始自己设计程序,但是一直会出现问题,机器人走不起来,经过很长时间终于使机器人走了起来,可是走的过程中很不稳定,而且速度很慢,完全没有达到要求。最后,我们与另一组完成的较好的一组进行交流讨论,然后进行修改,将能够同时运动的步骤进行整合,实现同时运行这些步骤来节约时间,也使两条腿同时动起来,这样会使机器人的迈步距离增大,同时也降低重心,这样机器人更稳定,可以更好的完成指定任务。经过不懈努力终于完成了程序的编写,经过老师的检验,第一次以17秒完成任务。在同学的提醒下又进行了执行时间的修改,最终以10秒的成绩完成作业。

经过这次的学习和实验,我对机器人产生了浓厚的兴趣,希望以后可以继续接触机器人,养自己的努力与知识完成更多的机器人功能。也希望能和同学更好的合作完成任务,培养团队合作精神。

6 参考文献

[1] 《双足竞步机器人的设计与实现》作者:王冰,朱旭光,贺智宇,刘子龙,崔哲源。辽宁工程技术大学电子与信息工程学院 2001

[2] 《双足机器人技术设计》 2011

[3] 《单片机控制的多路舵机用PWM波产生方法》作者:付丽,刘卫国,伊强 2006

[5] 《双足足球机器人行走步态研究》作者:杨晶东,洪炳镕,黄庆成。哈尔滨工业大学学报 2005

7 附录

7.1源程序

#1P1567#2P1722#3P1544#4P989#5P1922#6P1189T1000 #4P1367#5P1611#6P1344T1000

#2P1567#3P1722#5P1567T1000

#1P1256#6P1211T1000

#2P2033#3P1078#4P1056#5P1944T1000

#2P1900#5P2056T1000

#1P1411#6P1344T1000

#1P1478#6P1256T1000

#1P1544#6P1456T1000

#1P1544#2P1700#3P1500#4P1078#5P1878#6P1456T1000 #2P1478#3P1811#4P1389#5P1567T1000

#1P1433#6P1211T1000

#2P1722#3P1633#4P989#5P1967T1000

#1P1278#2P2056#3P1078#4P811#5P2144#6P1211T1000 #1P1589#6P1278T1000

#6P1500T1000

7.2相关图片

机器人设计与制作课程设计报告(2011)-框架

“机器人设计与制作”课程设计报告 特种作业机器人 专业:楼宇自动化 班级: 08级2班 设计人及学号:张峰豪 66 指导教师:王国江 完成日期: 2011年11月

一、设计目的: 利用机器人平台进行具体的项目实施。在这次设计过程中主要是要求机器人在特殊情况下的运用,运用情况是在不知道着火地点的情况下进行探测,探测出火源所在地,并启动灭火程序和机械进行灭火。考虑到现有装备和条件,不要求在机器人实现的时候实现灭火,但要求机器人在寻找到火源的时候能够及时有效的报警,并提供火源位置。 二、设计任务: 首先对机器人进行选择根据实验室现有设备和实验的需要我们先选取了实验小车,小车经过行进假想是按照房屋建筑的内边缘也就是房屋的内壁进行行进,行进过程是挨个房屋一个接一个的搜索。如果查找到火源的所在则停下来并且报警。如果不停下来则继续行进。在行进过程中如果小车碰到了房屋的墙壁这自动矫正方向继续行进。 三、设计要求: 综合分析了小车的各项性能以及我们本次课程所需要达到的要求得出一下设计中必须注意的环节和要求。 1:小车的报警的处理,小车的目的是发现火源并报警灭火。因为实验设备限制以及自身学习的原因故不能实现灭火这项功能但是要实现报警。 2:小车行进的设计,在小车运动过程中肯定会碰到房屋墙角或者墙

壁,而小车碰撞之后的方向矫正以及行进速度等一系列问题必须考虑。 3:小车初始行进路线的考虑,因为没有无线遥控系统,则在给小车的初始设计时就要是小车能够按照预定的速度预定的方向进行行走。4:程序编写的代码和相关传感器的编好及选择,因为我们使用的小车有5个碰撞传感器和两个红外传感器。考虑到多个传感器的使用和配合以及红外传感器探测热源的使用。须详细谅解各个传感器所对应的编号以及对应的使用范围和方法,以便于编辑程序时把控好程序。5:小车的拐弯弧度,因为设计到小车有90度,270度以及360度的转弯情况,所以要根据车身大小和间出口宽度以及转角读书综合考虑设计出小车的转角弧度,亦随之设计出小车的左右轮转向的速度以此来达到控制小车转向弧度的目的。 四、系统设计: 1、介绍所使用的硬件情况及工作原理。 图一机器人小车全图

智能化机器人设计说明书

机械装备设计制造综合技能大赛 设 计 说 明 书 姓名:孙小平洪耀林徐海昌 指导老师:黄伟玲 2014年9月17日 江西·赣州

摘要 随着计算机技术,人工智能技术的迅速发展以及智能采集器的不断改进和推陈出新,智能信息采集装置已经取得了很大进展。但是对于应用比较复杂通用性较高的全自动信息采集车还没有突破性的进展。智能数据信息采集车的研究将会告别信息相互孤立缺乏联动性的现象,是一个复杂的,面向智能化的,不断发现的过程。近年来,很多关于信息采集的研究和设计,尤其是智能数据信息采集车更是吸引了很多人的眼球。对于智能信息采集车来说,不但要有环境信息获取功能,还要有对信息理解和信息处理的功能。对自动信息采集车的研究是针对环境空间的识别,然后建立相应数据通道,通过雷达和无线装置把获取的数据传送到终端。 智能信息采集车采用了应用范围广,性价比高的基于单片机的多数据通道采集系统,将来自传感器的信号通过转换器转换为数字信号后由单片机采集然后利用SPI通信将数据送到主机进行数据的存储后期处理与显示实现数据处理功能强大的智能化高端信息采集设备。 智能数据信息采集车是一个集自动驾驶、环境感知、规划决策等功能于一体的综合系统。它集中的运用了人工智能、导航、传感器及自动控制等技术;应用了计算机、信息传递、通信交流等现代装备,是典型的高新技术综合体。 关键词:智能信息采集车、智能化、传感器、数据通道、现代装备

第一章绪论 (1) 1.1 信息采集的现状及发展概述 (1) 1.2信息采集车国内外研究现状 (2) 1.3智能信息采集车的背景意义 (4) 1.4 设计要求及内容 (6) 第二章智能信息采集车的结构与工作原理 (6) 2.1 数据获取装置的设计 (6) 2.2 行走方案选择 (7) 2.3基本结构 (9) 2.4工作原理 (11) 第三章智能信息采集车的功能与特点 (12) 3.1 智能信息采集车的功能 (12) 3.2智能信息采集车的特点 (13) 第四章智能信息采集车的设计思路 (15) 4.1 基本工作思路 (15) 4.2动力选择思路 (15) 4.3设计后的调整 (16) 第五章总结与展望 (17) 参考文献 (18)

最新西华大学机器人创新设计实验报告(工业机械手模拟仿真)

实验报告 (理工类) 课程名称: 机器人创新实验 课程代码: 6003199 学院(直属系): 机械学院机械设计制造系 年级/专业/班: 2010级机制3班 学生姓名: 学号: 实验总成绩: 任课教师: 李炜 开课学院: 机械工程与自动化学院 实验中心名称: 机械工程基础实验中心

一、设计题目 工业机器人设计及仿真分析 二、成员分工:(5分) 三、设计方案:(整个系统工作原理和设计)(20分) 1、功能分析 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 本次我们小组所设计的工业机器人主要用来完成以下任务: (1)、完成工业生产上主要焊接任务; (2)、能够在上产中完成油漆、染料等喷涂工作; (3)、完成加工工件的夹持、送料与转位任务; (5)、对复杂的曲线曲面类零件加工;(机械手式数控加工机床,如英国DELCAM公司所提供的风力发电机叶片加工方案,起辅助软体为powermill,本身为DELCAM公司出品)

工业机器人课程设计

河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称:多功能机械手 专业:机电一体化技术 班级:机电124班 扣号: 姓名:流星 2014 年 10 月 1 日

目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展,各种电子产品和各种创新机械结构的出现,工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一

步提高,这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一,它不仅提高了劳动生产的效率,还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作,减轻人类劳动强度,可以说是一举两得。在机械行业中,机械手越来越广泛的得到应用,它可用于零部件的组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前,机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元,可以节省庞大的工件输送装置,结构紧凑,而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,应用规模和产业化水平低,机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高,从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此,进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化,我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分,用pc编程实现对机械手的自动控制,利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。 这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动,对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势

六轴工业机器人实验报告

六轴工业机器人模块 实验报告 姓名:张兆伟 班级:13 班 学号:2015042130 日期:2016年8月25日

六轴工业机器人模块实验报告 一、实验背景 六自由度工业机器人具有高度的灵活性和通用性,用途十分广泛。本实验是在开放的六自由度机器人系统上,采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台,实现机器人的运动控制。通过示教程序完成机器人的系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人的基本控制程序,学习实现六自由度机器人的运动控制的基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中的应用。 在当今高度竞争的全球市场,工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着,制造企业所承受的压力日益增大,既要应付低成本国家的对手,还要面临发达国家的劲敌,二后者为增强竞争力,往往不惜重金改良制造技术,扩大生产能力。 机器人是开源节流的得利助手,能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值,机器人就可确保生产工艺和产品质量的恒定一致,显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重的重复性劳动中解放出来,让人类的聪明才智和应变能力得以释放,从而生产更大的经济回报。 二、实验过程 1、程序点0——开始位置 把机器人移动到完全离开周边物体的位置,输入程序点 0。按下手持操作示教器上的【命令一览】键,这时在右侧弹出指令列表菜单如图: 按手持操作示教器【下移】键,使{移动 1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动 1}子列表,MOVJ 变蓝后,按下【选择】键,指令出现在命令编辑区。修改指令参数为需要的参数,设置速度,使用默认位置点 ID 为 1。(P1 必须提前示教好)。按下手持操作示教器上的【插入】键,这时插入绿色灯亮起。然后再按

机器人课程设计报告范例

机器人课程设计报告范例

**学校 机器人课程设计名称 院系电子信息工程系 班级10电气3 姓名谢士强 学号107301336 指导教师宋佳

目录 第一章绪论 (2) 1.1课程设计任务背景 (2) 1.2课程设计的要求 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1 结构设计 (3) 2.2电机驱动 (4) 2.3 传感器 (5) 2.3.1光强传感器 (5) 2.3.2光强传感器原理 (6) 2.4硬件搭建 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1 步态设计 (8) 3.1.1步态分析: (8) 3.1.2程序逻辑图: (9) 3.2 用NorthStar设计的程序 (10) 第四章总结 (12) 第五章参考文献 (13)

第一章绪论 1.1课程设计任务背景 机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成.这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域,如汽车制造,医疗领域,如远程协助机器人,微纳米机器人,军事领域,如单兵机器人,拆弹机器人,小型侦查机器人(也属于无人机吧),美国大狗这样的多用途负重机器人,科研勘探领域,如水下勘探机器人,地震废墟等的用于搜查的机器人,煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为:横向上,应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷,还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制,只要能想到的,就可以去创造实现;纵向上,机器人的种类会越来越多,像进入人体的微型机器人,已成为一个新方向,可以小到像一个米粒般大小;机器人智能化得到加强,机器人会更加聪明 1.2课程设计的要求 设计一个机器人系统,该机器人可以是轮式、足式、车型、人型,也可 以是仿其他生物的,但该机器人应具备的基本功能为:能够灵活行进,能感知光源、转向光源并跟踪光源;另外还应具备一项其他功能,该功能可自选(如亮灯、按钮启动、红外接近停止等)。 具体要求如下: 1、根据功能要求进行机械构型设计,并用实训套件搭建实物。 2、基于实训套件选定满足功能要求的传感器; 3、设计追光策略及运动步态; 4、用NorthStar设计完整的机器人追光程序;

迎宾机器人设计

1引言 1.1设计目的 机器人可以干人不愿意干的事,把人从有毒的、有害的、高温的或危险的,这样的环境中解放出来,同时机器人可以干不好干的活,比方说在汽车生产线上我们看到工人天天拿着一百多公斤的焊钳,一天焊几千个点,就重复性的劳动,一方面他很累,但是产品的质量仍然很低;另一方面机器人干人干不了的活,这也是非常重要的机器人发展的一个理由,比方说人们对太空的认识,人上不去的时候,叫机器人上天,上月球,以及到海洋,进入到人体的小机器人,以及在微观环境下,对原子分子进行搬迁的机器人,都是人们不可达的工作。 机器人是一个具有有类人的功能,比如说作业功能;感知功能;行走功能;还能完成各种动作,还有一个特点是根据人的编程能自动的工作,这里一个显著的特点,就是可以编程,改变工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。是人造的机器或机械电子装置,所以这种机器人仍然是个机器。但是目前还没有一个统一的有关机器人定义,一般来说认为机器人是计算机控制的可以编程的目前能够完成某种工作或可以移动的自动化机械,这是美国工程师协会定的一个定义,但日本和其他国家也对机器人有不同的看法,从完整的更为深远的机器人定义来看,应该更强调机器人智能,所以又提出来机器人的定义是能够感知环境,能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求,所以要求设计出机器人。 1.2设计背景 首先我介绍一下机器人产生的背景,机器人技术的发展,它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果,也同时,为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术,它的发展归功于在第二次世界大战中,各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的发展。 另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果,也是人类自身发展的必然结果,那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况,人们越来越不断探讨自然过程中,在改造自然过程中,认识自然过程中,实现人们对不可达世界的认识和改造,这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。 “迎宾机器人”是一个机电结合的制作。在现实当中,当客人来到门口时,会向客人热情的说一句“欢迎光临”,同时记下进入人数,同样当有客人从门口离

基于单片机及传感器的机器人设计与实现

基于单片机及传感器的机器人设计与实现 摘要:本设计基于单片机及多种传感器,完成了一个自主式移动机器人的制作。单片机作为系统检测和控制的核心,实现对机器人小车的智能控制。反射式红外光电传感器检测引导线,使机器人沿轨道自主行走;使用霍尔集成片,通过计车轮转过的圈数完成机器人行走路程测量;接近开关可探测到轨道下埋藏的金属片,发出声光信息进行指示,并能实时显示金属片距起点的位置。 关键词:单片机; 机器人; 传感器 1前言 机器人技术是融合了机械、电子、传感器、计算机、人工智能等许多学科的知识,涉及到当今许多前沿领域的技术。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段。如日本每年都要举行诸如“NHK杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛,参加者多为学生,旨在通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神,同时也普及智能机器人的知识.[1] 开展机器人的制作活动,是培养大学生的创新精神和实践能力的最佳实践活动之一,特别是机电专业学生开展综合知识训练的最佳平台。本文针对具有引导线环境下的路径跟踪这一热点问题,基于单片机控制及传感器原理,通过硬件电路制作和软件编程,制作了一个机器人,实现了机器人的路径跟踪和自动纠偏的功能,并能探测金属,实时显示距离。 2机器人要完成的功能 选取一块光滑地板或木板,上面铺设白纸,白纸上画任意黑色线条(线条不要交叉),作为机器人行走的轨迹,引导机器人自主行走。纸下沿黑线轨迹随机埋藏几片薄铁片,铁片厚度为0.5~1.0mm。机器人沿轨迹行走一周,探测出埋藏在纸下铁片,发出声光报警,并显示铁片距离起点的位置。 3 硬件设计方案 机器人总体构成

智能机器人设计报告

智能机器人设计报告 参赛者:庆东肖荣于腾飞 班级:级应用电子技术 指导老师:远明 日期:年月日 一、元器件清单: ,,,,,,,蜂鸣器,光敏电阻,光敏三极管,电阻、电容若干,超亮及普通发光管。二、主要功能: 本设计按要求制作了一个简易智能电动车,它能实现的功能是:从起跑线出发,沿引导线到达点。在此期间检测到铺设在白纸下的薄铁片,并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车到达点以后进入“弯道区”,沿圆弧引导线到达点继续行驶,在光源的引导下,利用轻触开关传来的电信号通过障碍区进入停车区并到达车库,完成上述任务后能够立即停车,全程行驶时间越少越好。 本寻迹小车是以有机玻璃为车架,单片机为控制核心,加以减速电机、光电传感器、光敏三极管、轻触开关和电源电路以及其他电路构成。系统由通过口控制小车的前进后退以及转向。寻迹由超亮发光二极管及光敏电阻完成,避障由轻触开关完成,寻光由光敏三极管完成。 并附加其他功能: .声控启动 .数码显示 .声光报警 三、主体设计 车体设计 左右两轮分别驱动,后万向轮转向的方案。为了防止小车重心的偏移,后万向轮起支撑作用。对于车架材料的选择,我们经过比较选择了有机玻璃。用有机玻璃做的车架比塑料车架更加牢固,比铁制小车更轻便,美观。而且裁减比较方便! 电机的固定采用的是铝薄片加螺丝固定,非常牢固,且比较美观。 轮子方案 在选定电机后,我们做了一个万向轮,万向轮的高度减去电机的半径就是驱动轮的半径。轮子用有机玻璃裁出来打磨光华的,上面在套上自行车里胎,以防止打滑。 万向轮 当小车前进时,左右两驱动轮与后万向轮形成了三点结构,这种结构使得小车在前进时比较平稳。

搬运机器人结构设计与分析设计说明

搬运机器人结构设计与分析 摘要 在当今大规模制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,工业机器人作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。 本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论,对原有的机械结构提出了新的改进方法,并把现在的新技术应用到本课题中,从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状,提出了具体的搬运机器人设计要求,并根据搬运机器人各部分的设计原则,进行了系统总体方案设计以及包括:机器人的手部、腕部、臂部、腰部在的机械结构设计。此搬运机器人的驱动源来自液压系统,执行元件包括:柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动,进而实现搬运机器人的实际作业。 关键词:搬运机器人;液压系统;机械结构设计;操作

Abstract In the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work. The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot. Keywords:Transfer robot;Hydraulic System;Mechanical Design;Operating

精品-智能机器人设计与制作word

智能机器人的设计与制作WORD版本可编辑

智能机器人的设计与制作 引言 近几年机器人已成为高技术领域内具有代表性的战略目标。机器人技术的出现和发展,不但使传统的工业生产面貌发生根本性变化,而且将对人类社会产生深远的影响。随着社会生产技术的飞速发展,机器人的应用领域不断扩展。从自动化生产线到海洋资源的探索,乃至太空作业等领域,机器人可谓是无处不在。目前机器已经走进人们的生活与工作,机器人已经在很多的领域代替着人类的劳动,发挥着越来越重要的作用,人们已经越来越离不开机器人帮助。机器人工程是一门复杂的学科,它集工程力学、机械制造、电子技术、技术科学、自动控制等为一体。目前对机器人的研究已经呈现出专业化和系统化,一些信息学、电子学方面的先进技术正越来越多地应用于机器人领域。目前机器人行业的发展与30 年前的电脑行业极为相似。今天在汽车装配线上忙碌的一线机器人,正是当年大型计算机的翻版。而机器人行业的利基产品也同样种类繁多,比如协助医生进行外科手术的机械臂、在伊拉克和阿富汗战场上负责排除路边炸弹的侦察机器人、以及负责清扫地板的家用机器人,还有不少参照人、狗、恐龙的样子制造机器人玩具。舞蹈机器人具有人类外观特征、可爱的外貌、又兼有技术含量,极受青少年的喜爱。我从前年开始机器人方面的研究,在这过程中尝试过很多次的失败,也感受到了无比的乐趣。 图1.1、机器人 1 绪论

机器人技术作为20 世纪人类最伟大的发明之一,自20 世纪60 年代初问世以来,经历40 余年的发展已取得长足的进步。未来的机器人是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器,是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。走向成熟的工业机器人,各种用途的特种机器人的多用化,昭示着机器人技术灿烂的明天。 1.1 国内外机器人技术发展的现状 为了使机器人能更好的应用于工业,各工业发达国家的大学、研究机构和大工业企业对机器人系统开发投入了大量的人力财力。在美国和加拿大,各主要大学都设有机器人研究室,麻省理工学院侧重于制造过程机器人系统的研究,卡耐基—梅隆机器人研究所侧重于挖掘机器人系统的研究,而斯坦福大学则着重于系统应用软件的开发。德国正研究开发“MOVE AND PLAY”机器人系统,使机器人操作就像人们操作录像机、开汽车一样。从六十年代开始日本政府实施一系列扶植政策,使日本机器人产业迅速发展起来,经过短短的十几年。到80 年代中期,已一跃而为“机器人王国”。其机器人的产量和安装的台数在国际上跃居首位。按照日本产业机器人工业会常务理事米本完二的说法:“日本机器人的发展经过了60 年代的摇篮期。70 年代的实用期。到80 年代进人普及提高期。” 并正式把1980 年定为产业机器人的普及元年”。开始在各个领域内广泛推广使用机器人。中国机器人的发展起步较晚,1972 年我国开始研制自己的工业机器人。"七五"期间,国家投入资金,对工业机器人及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发,研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986 年国家高技术研究发展计划(863 计划)开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。20 世纪90 年代,我国的工业机器人又在实践中迈进一大步,先后研制出了点焊、装配、喷漆、切割、搬运等各种用途的工业机器人,并实施了一批机器人应用工程,形成了一批机器人产业化基地,为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 1.2 机器人技术的市场应用 机器人融入我们日常生活的步伐有多快?据国际机器人联盟调查,2004 年,全球个人机器人约有200 万台,到2008 年,还将有700 万台机器人投入运行。按照韩国信息通信部的计划,到2013 年,韩国每个家庭都能拥有一台机器人;而日本机器人协会预测,到2025 年,全球机器人产业的“蛋糕”将达到每年500 亿美元的规模(现在仅有50亿美元)。与20 世纪70 年代PC 行业的情况相仿,我们不可能准确预测出究竟哪些用途将推动这个新兴行业进入临界状态。不过看起来,机器人很可能在护理和陪伴老年人的工作上大展宏图,或许还可以帮助残疾人四处走走,并增强士兵、建筑工人和医护人员的体力与耐力。目前,我国从事机器人研发和应用工程的单位200 多家,拥有量为3500 台左右,其中国产占20%,其余都是从日本、美国、瑞典等40 多个国家引进的。2000 年已生产 各种类型工业机器人和系统300 台套,机器人销售额6.74 亿元,机器人产业对国民经济的年收益额为47 亿元,我国对工业机器人的需求量和品种将逐年大幅度增加。1.3 机器人技术的前景展望机器人是人类的得力助手,能友好相处的可靠朋友,将来我们会看到人和机器人会存在一个空间里边,成为一个互相的助手

六轴工业机器人实验报告

六轴工业机器人模块 实验报告

六轴工业机器人模块实验报告 一、实验背景 六自由度工业机器人具有高度得灵活性与通用性,用途十分广泛。本实验就是在开放得六自由度机器人系统上,采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台,实现机器人得运动控制。通过示教程序完成机器人得系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人得基本控制程序,学习实现六自由度机器人得运动控制得基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中得应用。 在当今高度竞争得全球市场,工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着,制造企业所承受得压力日益增大,既要应付低成本国家得对手,还要面临发达国家得劲敌,二后者为增强竞争力,往往不惜重金改良制造技术,扩大生产能力。 机器人就是开源节流得得利助手,能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值,机器人就可确保生产工艺与产品质量得恒定一致,显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重得重复性劳动中解放出来,让人类得聪明才智与应变能力得以释放,从而生产更大得经济回报。 二、实验过程 1、程序点0——开始位置 把机器人移动到完全离开周边物体得位置,输入程序点 0。按下手持操作示教器上得【命令一览】键,这时在右侧弹出指令列表菜单如图: 按手持操作示教器【下移】键,使{移动 1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动1}子列表,MOVJ 变蓝后,按下【选择】键,指令出现在命令编辑区。修改指令参数为需要得参数,设置速度,使用默认位置点 ID 为 1。(P1 必须提前示教好)。按下手持操作示教器上得【插入】键,这时插入绿色灯亮起。然后再按下【确认】键,指令插入程序文件记录列表中。此时列表内容显示为: MOVJ P=1 V=25 BL=0 (工作原点)

机器人课程设计报告

机器人课程设计报 告

智能机器人课程设计 总结报告 姓名: 组员: 指导老师: 时间:

一、课程设计设计目的 了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论,并应用于实践。经过学习,具体掌握智能机器人的控制技术,并使机器人能独立执行一定的任务。 基本要求:要求设计一个能走迷宫(迷宫为立体迷宫)的机器人。要求设计机器人的行走机构,控制系统、传感器类型的选择及排列布局。要有走迷宫的策略(软件流程图)。对于走迷宫小车控制系统设计主要有几个方面:控制电路设计,传感器选择以及安放位置设计,程序设计 二、总体方案 2.1 机器人的寻路算法选择 将迷宫看成一个m*n的网络,机器人经过传感器反馈的信息感知迷宫的形状,并将各个节点的与周围节点的联通性信息存储于存储器中,再根据已经构建好的地图搜索离开迷宫的路径。这里可选择回溯算法。对每个网格从左到右,每个网格具有4个方向,分别定义。并规定机器人行进过程中不停探测前方是否有障碍物,同时探测时按左侧规则,进入新网格后优先探测当前方向的左侧方向。探测过程中记录每个网格的四个方向上的状态:通路、不通或未知,探测得到不同状态后记记录,同时记录当前网

格的四个方向是否已被探测过。若某网格四个方向全部探测过则利用标志位表示该网格已访问。为了寻找到从起点到终点的最佳路径,记录当前网格在四个方向上的邻接网格序号,由此最后可在机器人已探测过的网格中利用Dijkstra算法找到最佳路径。并为计算方便,记录网格所在迷宫中行号、列号。并机器人探索过程中设置一个回溯网格栈记录机器人经过的迷宫网格序号及方向,此方向是从一个迷宫网格到下一个迷宫网格经过的方向。设置一个方向队列记录机器人在某网格内探测方向的顺序。设置一个回溯路径数组记录需要回溯时从回溯起点到回溯终点的迷宫网格序号及方向。 考虑到迷宫比较简单,且主要为纵横方向的直线,可采用让小车在路口始终左转或者始终右转的方法走迷宫,也就是让小车沿迷宫的边沿走。这样最终也能走出迷宫。本次课程设计采用此方法。即控制策略为机器人左侧有缺口时,向左进入缺口,当机器人前方有障碍是,向右旋转180°,其余情况保持前进。 2.2 传感器的选择 由于需要检测机器人左侧和前方是否有通路,采用红外传感器对机器人行进方向和左侧进行感知。红外避障传感器是依据红外线的反射来工作的。当遇到障碍物时,发出的红外线被反射面反射回来,被传感器接收到,信号输出引脚就会给出低电平提示信号。本机器人系统的红外避障信号采用直接检测的方式进行,直接读取引脚电平。传感器感应障碍物的距离阈值能够经过调节

机器人设计说明书

机械制造装备设计说明书 设计日期:2015年6月16日

前言 机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。

目录 1、机器人型号.................................................................................. 错误!未定义书签。 2、关节机械原理图 ....................................................................... 错误!未定义书签。 3、各关节运动范围及最快速度 (4) 4、拆装过程 (6) 5、零件明细表 (6) 6、所拆关节减速器工作原理 ....................................................................................... 小结.......................................................................................................................................... 参考文献................................................................................................. 错误!未定义书签。

类人机器人设计与制造

国为研发机构 Guowei Research and Develop Institute

目录:Catalog 1.前言 (2) 2.骨架 (3) 3.弹性关节 (4) 4.弹性体液压肌肉 (5) 5.液压驱动装置 (6) 6.自动化驱动系统 (7) 7.液压管路系统 (9) 8.凸轮步行足 (9) 9.高仿真眼球 (10) 10.坐姿驱动器 (10) 11.弹性体液压肌肉的制备 (11) 12.无机人类的产业构成与布局 (12) 13.研发团队与研发对象 (13) 14.无机人类与社会变革 (14) 15.附录 (16)

前言:这是一部关于类人机器人设计与制造的书,内容包括骨架结构,弹性关节,弹性体液压肌肉,电动液压驱动系统和人工智能及控制系统等。与工业机器人不同的是;类人机器人主要加入人类生存环境,制造精度远低于工业机器人和机械臂。既然是类人性质的产物,它的形体,重量,行为动作等设计严格遵照仿真原则。此书的基本目的是促生无机人类的诞生,将自然人类从方方面面解放出来。 当今工业机器人的成熟技术派生出来的仿真机器人和机器狗已经达到相当的制造与控制水准。但始终不能脱离传统的机械设计理念和材料应用,原因不外乎基础学科教育内容一致性的制约。但制约并非绝对;日本和美国的性别仿真机器人开辟了新的方向,尽管其内核依然停留在机器狗的钢铁结构设计思路范畴。 《国为研发机构》主要宗旨是重点研发刚体和柔性或弹性体材料的结合应用。根据长期的调查研究发现此类设计与应用相对稀缺,主要原因是理想的柔性和弹性体材料在市场上的出现较晚,早期品种和性能远落后于当下。另外专业的教学研究几乎没有涉及。从机会方面讲;轻质的仿真机器人正逢时机。 本书内容将延续并推进新方向上的仿真机器人的设计和制造,作者力求努力提供新的创意,从而引出繁花似锦的不分地域的更多无机人类品种。

智能化机器人设计报告

上海应用技术学院Shanghai Institute of Technology 组长:王文博 组员:严格,熊祚强 指导教师:周文 项目工期:2014年6月10日——2015年6月15日

摘要:本项目研发智能家庭监督机器人是基于智能手机平台之下所应用的, 在借助于ug三维建模设计,机械设计以传动设计,及嵌入式硬件的插入,成功地实现了人远距离分身控制并监督家庭情况,能够随时随地掌握家庭环境的变化,为家庭安全的保障提供了基础,并且解决了目前市场家政机器人价格昂贵的现象。 前言: 随着物联网,智能家居以及智能手机的兴起,针对国内的市场环境, 本项目研发出的一系列四款智能家庭服务机器人,本项目研发的机器人管家是一种远程交互型机器人家政机器人采用低功耗WIFI技术连接互联网及手机终端通过强大智能手机及网络云服务器的数据计算处理能力对机器人进行智能化控制,从而降低了机器人的所需硬件成本,使得家政机器人能被国内消费者所接受。此机器人装配了红外,433射频的家电控制系统,实现了远程家电控制功能,并解决了目前智能家居家电设备接口协议不统一,传统家电难以兼容的问题。此外,机器人本身留有各种传感器接口,通过采用本项目研发的红外热式,温湿度,甲醛以及PM2.5传感器机器人能够实现远程家庭环境监控,家居安防的功能。能够解决目前家庭服务类机器人依赖进口,售价高昂的市场现状。 正文:(建模方面)

如上图所示,主观三视图,以及大致轮廓视图,外观视图上采取了全新的外观设计,底部以正六棱柱作为底座,并且采用抽壳技术,扩大内部空间,方便内部嵌入传动系统,机械设计等等,并且为以后的硬件电子设施提供了空间基础,上部采用圆弧拉伸,同样扩大内部空间,便于齿轮,马达等传动设施插入,放手机的补位,采用加盖模式,内部设有弹簧等设施,加紧设备。具体如下: 一:底轮 底轮采用一般的轮胎设计,圆弧效果便于运动,轮胎表面加拉伸效果,增加抓地,增大摩擦,内部增加五角星设计,省材料, 增加美观 二:转向轮: 由于底面为正六棱柱,两个轮子不能稳定行走,并且转向不方便,故在底面加上两个可以自由旋转的转向轮,转向轮 采用平常滑板上的轮子,这样的轮,自由性比较大,可以随 意转向,而传统的车轮,自由性较低,两者互相结合,既可 以自由转向,又可以稳抓底面。建模设计上主要采用了草图 拉伸方式。 三:滚轴:

机器人设计与制作报告

中国矿业大学徐海学院 双足竞步机器人设计与制作技术报告 队名:班级: 成员: 题目:双足竞步机器人的设计与制作(交叉足) 任课教师: 2015 年1月

双足竞步机器人设计与制作任务书班级学号学生姓名任务下达日期:2014年11 月24 日 设计日期:2014年11月24日至2015年1 月8 日设计题目:双足竞步机器人设计与制作(交叉足) 设计主要内容和完成功能: 1、双足竞步机器人机械图设计; 2、双足竞步机器人结构件加工; 3、双足竞步机器人组装; 4、双足竞步机器人电气图设计; 5、双足竞步机器人控制板安装; 6、整机调试 7、完成6米的马拉松比赛。 教师签字:

摘要 文章介绍了一个六个自由度的小型双足机器人的设计加工、调试与最后实现。设计过程包括机械结构设计、电路设计与制作,机器人步态规划算法研究,利用Atmega8芯片实现了对六个舵机的分时控制,编写VC上位机软件,通过串口通信对双足竞步机器人进行调试,通过人体仿生学调试出机器人的步态规划。实现了双足竞步机器人稳定向前行走、立正、向前翻跟头、向后翻跟头。 关键词:机器人,串口通信,步态规划,舵机

目录 一、系统概述 (5) 1.1 机器人的简述 (5) 1.2 机器人的组成 (5) 1.2.1执行机构 (5) 1.2.2驱动装置 (5) 1.2.3检测装置 (5) 1.2.4控制系统 (5) 二、硬件设计 (6) 2.1硬件设计的整体分析 (6) 2.2舵机的介绍 (6) 三、软件设计 (7) 四、系统调试 (8) 4.1步态的规划 (8) 4.2软件调试 (8) 五、结束语 (8) 六、参考文献 (8) 七、附录 (9) 程序代码 (9)

《工业机器人》实验报告

北京理工大学珠海学院实验报告 实验课程:工业机器人实验名称:实验一:工业机器人认识 教师:时间:班级:姓名:学号: 一、实验目的与任务 了解6自由度工业机器人的机械结构,工作原理,性能指标、控制系统,并初步掌握操作。了解6自由度工业机器人在柔性制造系统中的作用。 二、实验设备 FMS系统(含6-DOF工业机器人) 三、实验内容与步骤 1、描述工业机器人的机械结构、工作原理及性能指标。 2、描述控制系统的组成及各部分的作用。

3、描述机器人的软件平台及记录自己在进行实际操作时的步骤及遇到的问题以及自己的想法。教师批阅:

北京理工大学珠海学院实验报告 实验课程:工业机器人实验名称:实验二:机器人坐标系的建立 教师:时间:班级:姓名:学号: 一、实验目的与任务 了解机器人建立坐标系的意义;了解机器人坐标系的类型;掌握用D-H方法建立机器人坐标系的方法与步骤。 二、实验设备 FMS系统(含6-DOF工业机器人) 三、实验内容与步骤 1、描述机器人建立坐标系的意义以及机器人坐标系的类型。 2、深入研究机器人机械结构,建立6自由度关节型机器人杆件坐标系,绘制机器人杆件坐标系图。

教师批阅:

实验课程:工业机器人实验名称:实验三:机器人示教编程与再现控制 教师:时间:班级:姓名:学号: 一、实验目的与任务 了解机器人示教编程的工作原理,掌握6自由度工业机器人的示教编程与再现控制。 二、实验设备 FMS系统(含6-DOF工业机器人) 三、实验内容与步骤 1、描述机器人示教编程的原理。 2、详细叙述示教编程与再现的操作步骤,记录每一个程序点,并谈谈实验心得体会。教师批阅:

机器人课程设计说明书

机器人课程设计说明书 指导教师: 院系: 班级:

: 学号:

一、课程设计的容 1、目的和意义 机器人涉及机械、电子、传感、控制等多个领域和学科。本课程设计是在《机器人学》课程的基础上,利用多传感技术、控制技术实现机器人控制系统的综合与应用,达到锻炼学生综合设计能力的目的。让我们把理论与实践结合起来,掌握更多技能。 2、设计容 (一)、机器人硬件 本课程设计使用实验室已有的移动机器人。机器人有两个驱动轮、一个从动轮,驱动轮由舵机直接驱动。机器人控制器为89S52单片机。机器人结构图如图1所示。 图1 机器人结构简图

(二)、设计任务 利用多传感器技术,实现对机器人的轨迹规划及控制。具体为:控制机器人在规定的场地避开障碍物走遍整个场地。 二C51单片机编程环境与机器人智能 1、单片机与C51系列单片机 (一)、单片机 单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的32位300M的高速单片机。 (二)、C51系列单片机 MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称。这一系列单片机包括了好些品种,如8031,8051,8751等,其中8051是最典型的产品,该系列单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的。 本课程设计所用的AT89S52单片机是在此基础上改进而来的。AT89S52是一种高性能、低功耗的8位单片机,含8k字节ISP可反复擦写1000次的FLASH只读程序存储器,兼容标准MCS51指令系统及其引脚结

相关主题
相关文档 最新文档