我的机器人
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我想，现在的清洁工肯定是四点多钟起床，来为人们打扫清洁。这样的话她们肯定非常的累。
我想，我要设计一个机器人，它们天天起的非常的早、非常的准时。来为人们打扫清洁，这样人们就不用起
这么早了，可以多睡一会。
今天，老师布置的作业特别多，我回到家后，赶忙把晚饭吃完，就拿起书包，一个箭步冲到书房里“埋头苦干”。
写了一会儿，感到手好酸，于是我就开始幻想起来，如果我有一个机器人来帮我写作业该多好，并且知识还会自动的输入我的大脑。对呀，我为什么不来做一个这样的机器人呢？我说干就干。我从书包里取出一张白纸，用剪刀把纸截成两半，半张做机器人的头，半张做他的身体。我先将半张纸向里对折，
再摊开，在四个角上折起四个三角，三两下，就把机器人的头做好了。接着，我把另外半张纸做成一个圆筒，再把圆筒折成长方形，最后把头沾上去。这样，一个方头方脑的机器人做好了。他叫什么名字呢？他无所不能，就叫他万能吧。我半信半疑，不知他能不能讲话。“主人，我可以讲话”，我下了一大跳，他真能讲话，还能知道人心里在想什么。还没等我开口，万能就讲到：“不就是帮您完成作业吗，小菜一碟。”说完，就“唰唰唰”的写起来，不一会就写完了。
一声“河东狮吼”把我叫起，原来我趴在桌上睡着了。“什么？现在已经10点了？啊，我的作业！”
去年参观世博会，爷爷给我买了一个海宝智能机器人，它能同我对话，我可以让它给我讲故事，唱歌等，让我神奇无比。
每天爸爸妈妈工作那么辛苦，还要照顾我，我要制造一个做家务的机器人，为爸爸妈妈分忧。我制造的机器人是这
样的：头上有二个触角，一个触角用来接受外界的信息，一个触角用来分辨外人的信息和发射信息；头部是个显示器和喇叭；躯干是智能处理器和电池，也是它的心脏；二只手，用来干各种家务；二只脚，一只脚拖地，一只脚是吸尘器。把我们家人的信息输入到智能处理器中，小偷来时，它能及时分辨出来且发射信息给爸爸妈妈相连通的手机。妈妈在办公室里用手机给它发射指令，它能及时地接受，处理并且完成要干的任务。让它拖地，它就拖地，让它煮饭，它就煮饭。这样可以为爸爸妈妈节省很多时间，回到家里就能吃上热乎乎的米饭。
家务机器人，是我的愿望，我想尽快地去实现它。
读了《机器人农民》这篇作文，我内心十分兴奋，我也想发明一个机器人，因为它的用处很多，机器人在战争时可以拿起武器，为了不让子弹伤到系统，所以把它造得十分坚固，外壳可以防弹；在和平期间可以做些家务，人类能做的
事它都能够做到。
自从我读了《机器人农民》，就明白了机器人不仅可以在战争和家务方面得到运用，在农业方面也可以运用，它们在播种季节辛勤劳动，每个星期一次水，每个月施一次肥，看到虫子，还用针把它挑出来，不让它伤害果树，不一会儿，就长成小树苗，叶子翠绿翠绿的，到了秋天，它们先把成熟的果子摘下来，存入体内的一个容器里，这样就可以一次性摘很多。它的能量靠一个特殊电池维持，如果能量块耗尽的时候用不着充电，只要吃一些伤害果树的蛀虫和烂水果，有的时候只要晒晒太阳就可以了，也就是太阳能。如果一个容器满了，它就用传送装置直接传送到水果店，并把相应的钱数传送到老板的抽屉里，这样就可以防止水果在运输过程中坏了，还节省了时间。
我的机器人是不是很有创意？你们喜欢吗？
我想，现在的清洁工肯定是四点多
钟起床，来为人们打扫清洁。这样的话她们肯定非常的累。
我想，我要设计一个机器人，它们天天起的非常的早、非常的准时。来为人们打扫清洁，这样人们就不用起这么早了，可以多睡一会。
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什么是传感器？ 传感器是机器人的“感觉器官”，是一种电子元件或装置，能响应或感知被测量的物理量或化学量，并按一定规律转换成电信号，以供机器人核心识别。它就像人的眼睛、耳朵、鼻子一样，能够感应到周围环境的信息，并把这些信息传递给机器人的“大脑”。有了传感器，机器人就变得更加聪明了。 下图展示的是各种类型的传感器。 二、机器人的“嘴巴”和“耳朵” 1、机器人的“嘴巴”：它是一个峰鸣器，也叫扬声器，可以通过它发出声音，如音符、音乐等。 2、机器人的“耳朵”：它只能分辩声音的强、弱度，返回一个电信号，用相应的数值来表示，而现在此类传感器不能分辨具体的声音，也就是没办法进行高难度、复杂的语言智能识别。 声音传感器的原理：将其连接在机器人的模拟端口上，用它感觉外界声音的强度与给定的强度比较，超过时向主机发送“有声音”，反之“无声音”。 如图所示（纳英特声控传感器）：
技术指标： 外形尺寸：30.5×15.0×14.5mm(长×宽×高) 重量：20g 额定电压：直流电源5.0V 线长：17.2cm±0.2cm 调节方式：多圈电阻式调节，顺时针方向旋转功率调强，逆时针方向旋转功率调弱连接方式：单条3芯排线，2510型3脚插头安装方式：单颗?3螺丝安装 返回值：有声音返回1，无声音返回0（相对）指示方式：白灯发出绿光指示 使用方法: 使用单颗?3螺丝将声控传感器安装于要检测的环境之内，将其连接线接入任何空闭的数字传感器接口中。 声控传感器上配有信号指示灯，当有声音时指示灯会亮，还配有检测强度调节器。欲使声控传感器在给定的环境中有无声音时，可以使其先处于相对无声音的情况中，利用距离调节器可调出给定的初始声音强度。方法如下： a）如果指示灯不亮，将调节器顺时针方向旋转，旋转至指示灯刚刚不亮为止； b）如果灯不亮，将调节器逆时针方向旋转，旋转至指示灯刚刚亮起为止； 此时，声控传感器的检测强度即为给定的强度。 三、机器人的“眼睛” 眼睛是人们心灵的窗户，人们80%的信息都是通过视觉获取的，所以是非常重要的器官。机器人的视觉传感器也一样非常重要，它主要通过红外传感器或光电传感器两种传感器来“看”东西，“辨别”颜色。 现目前主要的红外传感器、灰度传感器和光电传感器： 纳英特红外传感 器
学人走路身体灵活 在17日召开的美国科学促进协会会议上，研究人员展示了他们的最新发明成果——新型步行机器人。相关研究报告将刊登在本周出版的《科学》杂志上。 新型机器人运用自己能弯曲的双脚和电动化脚踝带动双腿迈步，其双臂也会随着脚步的移动来回摆动保持身体平衡。 康奈尔大学研究人员安迪·鲁伊纳说新型步行机器人走路时一起一伏，使身体灵活运动，跟人没什么两样。鲁伊纳说“我们让它更多地注意动作。”而其动作就是孩子学走路时必须掌握的。因此，科学家们把此类机器人形象地称为“初学走路的孩子”。 任何路面行走自如 麻省理工学院科学家泰德拉克说，这种机器人内置多个传感器，使其“在20分钟内学会像人一样走路”。传感器能以每秒200次的速度测量机器人每个动作的倾斜度和速度，然而向其他电动机下达新指令来调节身体姿势。传感器还指示制动器控制机器人脚踝上弹簧的压力，使其整体平稳向前。 “每走一步，制动参数都会有所改变，”泰德拉克说，“机器人可以在任何路面上走路，并调节走路的姿势。” 实际上，新型机器人在沙滩、草地和人行道等不同路面上走路时，能像人一样改变步伐的大小。新型机器人还学会了在水车上走路，它配合水车倾斜度和速度的改变不断调节姿势。它可以自动启动，并会向后倒着走。 动力设计节省能量 众所周知，不换新电池的情况下，机器人用的能量越少，其操作时间越长。新型机器人最大的优点莫过于它非常节能。 科学家在发明新型机器人时，运用了“被动动力设计”的原理和装置，使机器人依靠重心的改变和类似肌肉的弹簧和电动机带动其走路。因此，此类机器人维持走路所需的能量仅仅相当于其他步行机器人的很小一部分。为此，鲁伊纳对学步机器人颇为自得。他说：“机
双足机器人制作及其步态运行 一、实验目的 1 . 掌握实验室设备使用方法 2 . 学会AutoCAD知识并运用以及学习arduino单片机的基本开发 3 . 了解双足机器人平衡控制方法。 二、原理说明 1．Arduino使用说明 Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE)。它构建于开放原始 码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言的 Processing/Wiring开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是可 以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE，你的 计算机中的程序开发环境。你只要在IDE中编写双足步态程序代码，将 程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做怎样 的步态运行。 2 . 双足步态算法 双足机器人平衡控制方法其中的“静态步行”（static walking），这种方法是在机器人步行的整个过程中，重心（COG，Center of Gravity）在机器人底部水平面的投影一直处在不规则的支撑区域（support region）内，这种平衡控制方法的好处是整个机器人行走的过程中，保证机器人 稳定行动，不会摔倒。但是这个平衡控制方法缺点是行动速度非常缓慢 （因为整个过程中重心的投影始终位于支撑区域）。另一种使用的平衡 控制方法是“动态步行”（dynamic walking），在这个控制方法中机器 人的步行速度得到了极大的飞跃，显而易见，在得到快速的步行速度同 时，机器人很难做到立即停止。从而使得机器人在状态转换的过程中显 现不稳定的状态，为了避免速度带来的影响。零力矩点（ZMP）被引入 到这个控制策略中，在单脚支撑相中，引入ZMP=COG。引入ZMP的好 处在于，如果ZMP严格的存在于机器人的支撑区域中，机器人绝不摔倒。
《机器人技术及应用》综合 习题 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
《机器人技术及应用》综合习题 一、判断 1.机器人是在科研或工业生产中用来代替人工作的机械装置。（对） 2. 19世纪60年代和20世纪70年代是机器人发展最快、最好的时期，这期间的各项研究发明有效地推动了机器人技术的发展和推广。（错） 3. 对于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。（对） 4. 所谓特种机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。（错） 5. 机器人机械本体结构的动作是依靠关节机器人的关节驱动，而大多数机器人是基于开环控制原理进行的。（错） 6. 机器人各关节伺服驱动的指令值由主计算机计算后，在各采样周期给出，由主计算机根据示教点参考坐标的空间位置、方位及速度，通过运动学逆运算把数据转变为关节的指令值。（对） 7. 为了与周边系统及相应操作进行联系与应答，机器人还应有各种通信接口和人机通信装置。（对） 8. 轮式机器人对于沟壑、台阶等障碍的通过能力较高。（错） 9. 为提高轮式移动机器人的移动能力，研究者设计出了可实现原地转的全向轮。（对） 10. 履带式机器人是在轮式机器人的基础上发展起来的，是一类具有良好越障能力的移动机构，对于野外环境中的复杂地形具有很强的适应能力。（对） 11. 腿式（也称步行或者足式）机构的研究最早可以追溯到中国春秋时期鲁班设计的木车马。（对） 12. 机器人定义的标准是统一的，不同国家、不同领域的学者给出的机器人定义都是相同的。（错） 13. 球形机器人是一种具有球形或近似球形的外壳，通过其内部的驱动装置实现整体滚动的特殊移动机器人。（对） 14. 可编程机器人可以根据操作员所编的程序，完成一些简单的重复性操作，目前在工业界已不再应用。（错） 15. 感知机器人，即自适应机器人，它是在第一代机器人的基础上发展起来的，具有不同程度的“感知”能力。（对） 16. 第三阶段机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制，它可以把感知和行动智能化结合起来，称之为智能机器人。（对） 17. 工业机器人的最早研究可追溯到第一次大战后不久。（错） 18. 20世纪50年代中期，机械手中的液压装置被机械耦合所取代，如通用电气公司的“巧手人”机器人。（错）
认识机器人 机器人的发展史： 认识机器人首先先了解下robot机器人这一词是怎么来的。1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”，“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。从此，“robot”以及相对应的中文“机器人”一词开始在全世界流行。 上个世纪60年代前后，随着微电子学和计算机技术的迅速发展，自动化技术也取得了飞跃性的变化，开始出现了现在普遍意义上的机器人。1959年，美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，取名“尤尼梅逊”，意为“万能自动”。尤尼梅逊的样子像一个坦克炮塔，炮塔上伸出一条大机械臂，大机械臂上又接着一条小机械臂，小机械臂再安装着一个操作器。这三部分都可以相对转动、伸缩，很像是人的手臂了。它的发明人专门研究了运动机构与控制信号的关系，编制出程序让机器记住并模仿、重复进行某种动作。英格伯格和德沃尔认为汽车制造过程比较固定，适合用这样的机器人。于是，这台世界上第一个真正意义上的机器人，就应用在了汽车制造生产中。 经过近百年来的发展，机器人已经在很多领域中取得了巨大的应用成绩，其种类也不胜枚举，几乎各个高精尖端的技术领域更是少不了它们的身影。在这期间，机器人的成长经历了三个阶段。第一个阶段中，机器人只能根据事先编好的程序来工作，这时它好像只有干活
儿的手，不懂得如何处理外界的信息。打个比方，如果让这样的机器人去抓会损坏它的东西，它也一定会去做。第二个阶段中，机器人好像有了感觉神经，具有了触觉、视觉、听觉、力觉等功能，这使得它可以根据外界的不同信息做出相应的反馈。如果再让它去抓某些东西，它可能就不干啦。第三个阶段，机器就真正长大成人啦，这时它不仅具有多种技能，能够感知外面的世界，而且它还能够不断自我学习，用自己的思维来决策该做什么和怎样去做。第一阶段的机器人，是小孩子，人们称它为“示教再现型”；第二阶段的机器人是一个青年，人们称它为“感觉型”；第三阶段的机器人则是成年人，称为“智能型”。1968年，美国斯坦福研究所研制出世界上第一台智能型机器人。这个机器人可以在一次性接受由计算机输出的无线遥控指令后，自己找到目标物体并实施对该物体的某些动作。1969年，该研究所对机器人的智能进行测定。他们在房间中央放置了一个高台，在台上放一只箱子，同时在房间一个角落里放了一个斜面体。科学家命令机器人爬上高台并将箱子推到地下去。开始，这个机器人绕着台子转了20分钟，却无法登上去。后来，它发现了角落里的斜面体，于是它走过去，把斜面体推到平台前并沿着这个斜面体爬上了高台将箱子推了下去。这个测试表明，机器人已经具备了一定的发现、综合判断，决策等智能。 到了上个世纪70年代，第二代机器人开始迅速发展并进入实用和普及的阶段，而第三代机器人在今天也已经得到了突飞猛进的变化。它能够独立判断和行动，具有记忆、推理和决策的能力，在自身
M ac hine B uilding A uto mation,Jun 2008,37(3):21～23,33 作者简介:马东兴(1982— ),男,江苏省丹阳市人,在读硕士研究生,主要从事虚拟样机和四足机器人技术研究。 新型四足机器人步态仿真与实现 马东兴,王延华,岳林 (南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016) 摘 要:研究一种背部带关节的新型四足机器人,通过三维建模软件Pr o /E 和机械系统动力学 仿真分析软件ADAMS 建立了四足机器人虚拟样机,规划了四足机器人的步态,并且利用AD 2AM S 仿真软件对该四足机器人进行了步态仿真,同时利用单个AT89C52单片机成功实现对四足机器人5个舵机的独立控制以及舵机的速度控制。仿真与实验结果表明四足机器人能够根据设计步态实现直线行走。 关键词:四足机器人;步态仿真;舵机;单片机中图分类号:TP24 文献标识码:A 文章编号:167125276(2008)0320021203 Ga it S i m ul a ti on and I m plem en t a ti on of a New Quadruped Robot MA Dong 2xing,WANG Yan 2hua,Y UE L in (Co ll ege o f M echan i ca l and E l ec tri ca l Eng i nee ri ng,N a n ji ng U n i ve rs ity o f Ae r o na u ti c s & A s tr o na u ti c s,N a n ji ng 210016,C h i na ) Abstract:A new qua drup e d r obo t w ith w a ist 2j o i nt is d iscu sse d i n this p ap e r .The virtua l p r o t o type o f quad rup ed r obo t is c re a te d by P r o /E a nd ADAM S a nd the ga it o f the r obo t is p l a nne d.The ga it s i m ul a ti o n of the qua drupe d r o bo t is do ne by ADAM S virtua lp r o t o ty 2p i ng so ft w a re.M e a nw hil e ,w e succe s sfull y con tr o l fi ve rudde r se rvo s by a s i ngl e AT89C52SCM a nd a lso rea li ze the ve l o c ity co ntr o l of the rudde r se rvo.The s i m ul a ti o n a nd e xp e ri m e nta l re sults show tha t the qua drup e d r o t w ith w a is t 2j o i n t ca n w a l k s tra i ght s te a dil y thr ough the de s i gned ga it . Key words:qua drup e d r obo t;ga it s i m ul a ti o n;rudde r se rvo;SCM 0 引言 与轮式机器人或履带式机器人相比,由于足式机器人的立足点是离散的点,可以在可能到达的地面上选择最优的支撑点,足式机器人对崎岖路面也具有很好的适应能力,因此足式机器人受到各国研究人员的普遍重视,目前已成功开发了多款足式机器人。例如日本东京工业大学 研发的TI T AN 2V III [1] 机器人,每个腿具有3个自由度,其 中大腿关节具有前后转动和上下转动2个自由度,膝关节具有1个上下转动自由度。采用新型的电机驱动和绳传动。上海交通大学马培荪等人研制的JT UWM 2III 四足机器人[2, 3] ,腿为开链式关节型结构,膝关节为一纵摇自由 度,髋关节为纵摇和横摇2个自由度。每一腿有3个自由度,共12个自由度。机体重心较高,与哺乳类动物相似,适应于动态行走。华中科技大学研发的“4+2”多足步行机器人[4, 5] ,其腿部件由髖关节、大腿关节、小腿关节和踝 关节四部分组成,大、小腿关节之间由线轮传动,每一腿有 3个自由度。但是先前研制的机器人的本体大多是一个 刚性整体,没有考虑机器人的背部关节。 因此,在分析卡内基梅隆大学(Carnegie Mell on Uni 2 versity )研制的RGR 仿壁虎机器人[628] ,以及韩国庆北大学(Kyungpook Nati onal University )设计的E L I RO 2II 四足步行机器人的基础上[9, 10] ,研究了一种新型四足机器人。 该机器人与传统的足式机器人相比,其机器人本体不再是 一个单一的刚性整体,而是在本体上用一个主动关节将机 器人的本体分为前后两个部分,通过背部主动关节的运动来实现四足机器人的直线行走。通过机械系统动力学仿真分析软件(aut omatic dynam ic analysis of mechanical sys 2te m s,ADAMS )对该四足机器人虚拟样机进行步态仿真,同时利用单个AT89C52单片机成功实现对四足机器人5个舵机的独立控制以及舵机的速度变化,四足机器人的直线行走平均速度达到12.14mm /s 。 1 四足机器人虚拟样机 1.1 四足机器人结构 传统的四足机器人每个腿有2个或3个自由度,本文研究的四足机器人结构简单,每个腿只有1个自由度,但是在机器人背部增加了1个自由度。四足机器人的结构如图1所示。该四足机器人有5个主动关节(图中关节1至关节5)和1个被动关节(6点),各关节的运动方向如图1所示。主动关节由舵机驱动。z 轴正方向为四足机器人前进方向。关节1至关节4四个主动关节可以使各腿在xoy 平面上下摆动。关节5可以使前后本体在xoz 平面转动。 1.2 四足机器人接触力 当足与地面之间发生接触时,这两个物体就在接触的 ? 12?
第八课机器人循光 教学目标：1、了解红外线传感器的工作原理。 2、了解机器人平台中条件循环模式的设置方法。 3、学会编写机器人循光运动的程序。 1、重点：学会编写机器人循光运动的程序。 2、难点：计数循环控件的设置，学会编写机器人循光运动的程序。 教学准备： 多媒体控制软件、机器人平台 教学过程： 一、导入新课 1、前面我们学习了如何使学生机器人前进、后退、转弯、唱歌，今天我们看看能不能使机器人跟光行走和追逐白纸呢？ 2、要实现机器人跟光行走和追逐白纸，要作用红外线传感器。 3、红外线传感器的工作原理是由红外线发光管发出红外线，用接受管检测是否有反射光，判断是否有障碍物。 二、教学新课 1、编写程序。 （1）打开“学生机器人平台”窗口，单击“文件（F）”菜单中的“新建（N）”命令，新建一个程序。 （2）添加“流程控制”模块中的“条件循环”控件，并连接“Main”控件。 添加“执行控件”右击“执行”控件，选择“属性”命令，在“IO6”对话框中打√。（3）添加单分支结构语句，打开“流程控制”对话框。选定“单分支”，将“单分支”拖动到“IO”设置后面并设置。 选定“伺服电机2”，将“转动角度”设定为“100°”。 （4）学生讨论原理 原理其实和避障差不多。当机器人前方有手电光亮的时候，直行，没有光亮就停止。再外面套个条件循环就可以实现了。仍然是读IO6传感器，当IO6=0说明没有障碍，即没有灯光时，停止；当IO6=1说明前方有障碍，即循着光了，便直行。 （5）单击“保存”按钮，保存文件。 2、下载程序 （1）单击“编译”按钮，进行程序编译。 （2）用下载线将计算机与机器人主板接口对接，打开学生机器人的电源开关，将学生机器人置于复位状态。 （3）单击“程序下载到主控芯片”按钮，将程序下载到学生机器人主板芯片中。完成后关闭电源，拔下下载线。 3、启动机器人。 （1）打开电源开关 （2）当等待执行指示灯闪烁时，按下运行键，学生机器人开始动作。 三、全课小结 1、现在让我们来欣赏我们的机器人循光给我们看吧！； 2、思考：如何使得学生机器人在更为复杂的光线中工作； 四、作业； 1、完成课本上的“实践园”；编写一段程序，使得学生机器人跟光行走；
优必选机器人公司调研分析报告
目录 第一节优必选：国内唯一的人形机器人独角兽公司 (6) 一、技术深耕、资本助力、高曝光度，塑造服务机器人明星企业 (6) 二、优必选主要产品：Alpha1S、Alpha2、JIMU、机器人舵机Alpha1S (8) 1、Alpha2 (9) 2、JIMU机器人 (10) 3、机器人舵机 (12) 第二节服务机器人风口已至，行业或将迎来爆发式增长 (13) 一、服务机器人市场兴起，幼教和娱乐/陪护有望成为突破点 (13) 二、关注杀手级应用诞生和高曝光度事件两类催化剂 (15) 1、机器人产品的大规模销售依赖杀手级应用 (15) 2、案例一：儿童教育领域案例 (15) 2、案例二：家庭陪护/娱乐领域案例 (16) 3、高曝光度事件将有力推动服务机器人产业的发展 (18) 三、国内服务机器人厂商2016年有望迎来突破性机遇 (18) 1、产业技术到达临界点 (18) 2、无人机和扫地机器人示范效应引发资本竞逐服务机器人市场 (19) 3、国内服务机器人厂商的优势 (22) 第三节掌握核心技术+巨头深度合作+产品推广能力，构筑护城河 (23) 一、掌握机器人舵机关节核心技术 (23) 二、与产业巨头深入合作，站在巨人的肩膀上 (23) 三、出色的产品推广能力塑造“中国制造”新形象 (24) 第四节单一产品到多元布局，从硬件销售到软件/生态/IP多维出击 (26) 一、产品线延伸：Alpha1S持续放量，Alpha2和JIMU于2016年问世 (26) 1、Alpha1S月出货量已超万台，亮相春晚后有望进一步畅销 (26) 2、Alpha2将于2016年登陆市场，产品应用场景广泛 (28) 3、JIMU机器人对标乐高Mindstorms，价位具备很强竞争力 (30) 二、从硬件销售到“硬件+软件+生态” (32) 三、IP战略有望成为优必选公司新的发力点 (33)
第十二课自动光控路灯和报晓机器人 [教学目的与要求] 以乐高机器人为例，指导学生设计制作一个自动光控路灯；以通用机器人为例，指导学生设计制作一个报晓机器人。 [教学难点] 1、了解光电传感器的作用和使用方法； 2、做好机器人的测试和程序的调试。 [教学方法] 讲授法、启发式、课件演示结合实践操作等直观教学法 [教学准备] 1、电教室内利用电脑播放自制的教学课件； 2、课前打开电脑。 [教学过程和具体内容] 导入： 同学们，上节课我们通过自己的双手编写了程序，然后将它“植入”了机 器人的大脑，使机器人真正在我们身边动了起来。但机器人的功能仅仅是在我们身边运动吗？答案是否定的，今天我们就要利用机器人来实现我们在日常生活中的一些简单需求。 一、自动光控路灯 利用准备好的乐高机器人器材设计制作一个自动光控路灯。 1、所需器材：光电传感器一个、导线、RCX一个、灯泡一个、组件若干。 2、光电传感器的使用及原理： 乐高光电传感器被封装在两个2*4的积木块中，在传感器的一端，可以看到两个灯，光电传感器工作时，红灯发出光线，照到物体表面，白灯接收反射 回来的光线，同时，在RCX上会显示接收到的反射光值。乐高光电传感器的光 值以0至100的数的形式返回，光线越亮，数值越大；光线越暗，数值越小。（根据书上P91先完成试一试的内容） 3、自动光控路灯的设计 A、任务分析
白天马路边的路灯关着，天黑了，当光电传感器接收到的光线变暗时，RCX 会自动打开路灯；天亮了，光电传感器接收到的光线又变亮时，这时RCX将自动关闭路灯。这样通过自然光的变化便能实现自动光控路灯。 B、具体步骤 a、搭建自动光控路灯（看老师演示）； b、程序的创建（看课件演示或多媒体现场演示制作、程序略）； c、下传程序（RCX是利用红外线发射塔）； d、运行程序，观察结果； e、进一步修改程序和参数，完善任务。 二、报晓机器人 再以通用机器人为例，设计制作一个报晓机器人。 1、所需器材：利用通用机器人的左右光敏传感器。 2、通用机器人光敏传感器的使用及原理： 通用机器人有16个双向I/O（输入/输出）端口，打开和关闭不同的I/O 端口，机器人就会有不同的反应。通用机器人的左、右光敏传感器分别位于车 身前端下面的左、右两侧，端口分别是PIN14和PIN15[可理解为14号、15号（输入/输出）端口]。通用机器人的光敏感器只能分辨浅色和深色，其默认值为： 功能照在浅色（白色）时 照在深色（黑色）时 左光敏传感器 ：PIN14=0 ：PIN14=1 右光敏传感器 ：PIN15=0：PIN15=1 3、制作报晓机器人 A、任务分析 晚上，地面是黑色，（：PIN14）和（：PIN15）的值都为1，这时我们让机器人也安静地睡觉。天亮了，地面是白色，（：PIN14）和（：PIN15）的值都
四腿及类人组机器人技术 人形机器人步态的平滑切换 汤哲1，孙增圻1，罗圆2，周长久3 （1. 清华大学计算机科学与技术系，100084; 2.清华大学电机工程与应用电子技术系,100084; 3. 新加坡理工学院电机与电子工程学系新加坡 139651） 摘要：人形机器人的步态合成获得了广泛的研究。这些步态包括了行走、跑步、踢和转弯等等。所有这些步态都被单独进行研究，如何在这些不同的步态之间进行切换却从未被研究过。而人形机器人的运动是由不同步态动作组合而成。比如，人形机器人要走完一段全局路径，需要组合行走和转弯的动作。本文给出了一种方法实现了从行走到转弯动作的切换。该方法是基于脚印轨迹的规划方法，机器人的主要动态特性是通过调整脚的运动轨迹确定的。 关键字：人形机器人；步态切换；轨迹生成 中图分类号：TP18 文献标识码：A Smooth Gait Transition for Humanoid Robots Tang Zhe1 , Sun Zengqi1 ,Luoyuan2, Zhou Changjiu3 (1. Dept. of Computer Science and Technology, Tsinghua Univ. Beijing 100084 P.R. China; 2.Dept. of electrical engineering and applied electronic technology 3. School of Electrical and Electronic Engineering, Singapore Polytechnic, Singapore 139651) Abstract: Humanoid gait synthesis has been extensively studied by many researchers. These gaits include walking, running, kicking, turning, etc. All these gaits have been studied independently，but the transition motion between these gaits have never been addressed. However, humanoid motions are supposed to be combination of different gaits. For example, the motion of humanoid robots consists of walking gait and turning gait to realize a global path. This paper presents a method to accomplish motion transition from walking to turning. This method is based on footprint trajectory. The main dynamic characteristics of humanoid robots are determined by adjusting foot trajectory. Keywords: Humanoid Robots; Gait Transition；Trajectory Generation 人形机器人的最终目标是能与人共同生存在同一环境里，并为人类的工作提供协助，部分代替人类的角色，使人类摆脱日常繁琐的事务[1]。人类能完成的各种动作，人形机器人都应该能完成。目前人形机器人的各种步态研究中包括了行走[2]、跑步[3]、转弯[4]、踢球[5]、爬楼梯[6]等，这些研究工作都把各个动作的步态合成单独拿出来研究，而人类的动作通常是由不同基本动作组合而成，如人走完一条路径，通常由行走和转弯组成，踢球动作由跑和踢的动作组成。将这些不同的动作组合起来并不是个简单的任务，许多因素需要考虑，如机器人的平衡，各关节运动的连续性，不同动作切换后局部坐标的转换，等等。本文给出了一种简单实用的动作切换的方法，该方法能实现平滑的从行走动作切换到转弯动作。 本文组织结构如下：第一节首先给出了机器人各运动的分类；第二节描述了方法所使用的机器人模型；第三节给出了动作切换时的轨迹生成，坐标切换则在第四节给出；实验结果 248
调研方向 110平方米左右学校教室 强弱电设计 强电设计标准为220V，教室设计独立断电保护功能，下设至少15个以上独立电源输出接口，15个电源输出口教室前段1个，后端2个，左右两侧各6个 弱电部分 设计独立wife发射功能，设计独立的弱电机柜，编译器充电柜和机器人主控充电，编译器输入为220V强电输入，充电机柜具备60口以上的集中充电功能，机器人主控充电使用不少于10口的充电柱，充电柱输入电压220v。 存储和展示柜子 存储柜主要用于机器人套件包的存储，展示柜子具备设备和作品展示功能。 教学区桌椅，桌子为六角形桌子，满足正常教学和分组需求，椅子按照50人配置。 机器人功能区设计 建设面积110平方米，学生座位不少于50座。 教室内配备有教师区、教学区、展示区、存储区和3d打印加工区。展示区和存储区设在教室的左右两侧，3d打印加工区设在教室的后壁，室内创设科技创新、实践发明氛围。 教师区：
教师进行日常的教学活动的区域，配置教师教学设备2套、教学教具包2套，教材2套、配置教用编译器2台，教师区位于教室的前段，预建设面积10平方米。 教学区： 学生进行日常的学习活动的区域，配置教学设备50套，教学补充包5套，机器人教材50套，编译器50台，教学区位于教室中间，预使用面积70平方米。 展示区和存储区： 展示区和存储区一起设计，位于教室的左右两侧，预使用面积15平方米，展示区配置语音机器人2台，一台中文版、一台英文版、5台类人形机器，展示区主要放置学生的创客作品，机器人比赛获奖证书、奖杯；存储区配置平板充电柜一个，充电桩10个，用于存储教室内所有教学器材、教材等。 3d打印加工区： 3d打印加工区位于教室后端，具备3d打印和加工功能，具备竞设备赛调试功能，预建设面积15平方米。 教室基础设施配备清单
机器人技术的发展与应用调研名称：机器人技术的发展与应用 调研时间：2018年7月29日止 调研人：曹桐滔
目录
一、机器人的发展状况 1.1国外发展概况 日本具有国际上最先进的机器人技术，就全世界范围来看，全球工业机器人约有4成在日本。不论在技术方面，还是在市场规模方面，日本可以称得上是“机器人大国”。日本在2004年5月发布的“新产业发展战略”中所指出的7个产业领域，机器人产业也是其中之一，同时，在进一步实施“新产业发展战略”的“新经济成长战略”报告中也把机器人放在使日本成为“世界技术创新中心”的支柱地位上，并在近两年开始重新审视机器人产业政策。 美国是机器人的诞生地，早在1962年就研制出世界上第一台工业机器人，比起号称机器人王国的日本起步至少要早五、六年。经过40多年的发展，美国现已成为世界上的机器人强国之一，基础雄厚，技术先进。据统计，截止到2009年底，美国运行工业机器人大约有19．4万台。目前，美国工业机器人供应商有AdeptTechnology、AmericanＲobot、EmersonIndustrialAutomation等公司。 德国引进机器人的时间比英国和瑞典大约晚了五、六年，但战争所导致的劳动力短缺，国民的技术水平较高等社会环境，却为工业机器人的发展、应用提供了有利条件。此外，20世纪70年代中后期，德国政府采用的积极行政手段也为工业机器人的推广开辟了道路。如在“改善劳动条件计划”中规定，对于一些危险、有毒、有害的工作岗位，必须由机器人来代替。这个计划为机器人的应用开拓了广泛的市场，并推动了工业机器人技术的发展。据统计，截止到2009年底，德国运行的工业机器人为14．58万台。目前，德国工业机器人供应商有KUKA、CLOOS等。 国际上一些大的工业机器人制造厂家，品牌主要分成两大体系，以日本为代表的日韩系，以德国为代表的欧系，其中ABB、安川、发那科三大品牌占据了全球51%的市场，KUKA、OTC、川崎、松下等几大品牌占市场份额的40%以上。
阿尔法”智能人形机器人 “阿尔法”在希腊字母中读“alpha”，因为希腊字母首位为a，因此“阿尔法”也被比作是“第一”的意思。2014年9月下旬，一场在北京工人体育馆进行的足球比赛，让一对机器人球迷借此走红，而它们也拥有一个别具深意的名字，即“阿尔法”。 随着关注群体的不断扩大，网民对机器人的兴趣也逐渐提升。有不少网民对这两个小家伙进行“人肉搜索”后发现，两个小家伙不仅不是海外高科技玩具，反而是地地道道的中国造智能机器人。随后记者通过多方渠道打探，发现其为深圳优必选科技有限公司研发的机器人产品之一，公司内部称其为“阿尔法”，而这款机器人具有编辑动作等智能化的扩展学习能力，是一款不折不扣的智能型机器人。 图2：记者在网上找到的阿尔法编程界面，其骨骼可编辑数量已十分丰富 对多数国内网民来说，机器人发展到一个什么样的水平，或许没有一个十分统一的认识标准。不少人认为中国的机器人技术十分落后，甚至有人觉得全世界只有日本才能具备制造机器人的技术。实际上，机器人技术在全球已被公认为下一个30年需重点关注和探索的科技领域。美国微软创始人比尔盖茨辞去微软董事长之后，也曾表达了对机器人技术的看好，并全身心投入慈善和机器人技术的投资领域。
在世界上，日本在工业机器人技术和民用智能化机器人领域有一定领先优势，而美国在军用机器人方面的探索早已开始。中国在工业，民用，军用多个领域都在积极发力，而由深圳科技企业研发的智能机器人不难看出，国内对机器人技术的认识和普及，已经进入了一个全新的局面。 图3：积木式机器人有助于培养年轻一代对先进科技的认知能力及动手能力 “阿尔法”的命名或许拥有深意，但中国机器人能否在国际上步入尖端领域，依然要靠更多科技企业和科技人才的努力。从优必选官网的现有产品不难看出，其不仅拥有家庭服务型的各类扫地智能机器人，也有如“阿尔法”这样的智能服务型机器人，相比而言，“阿尔法”具有更加健全的四肢和可编辑能力，为后期拓展更加丰富的服务功能提供了保障。 除此之外，另一项令记者眼前一亮的设计，是所谓的积木式机器人。这种机器人设备实现了模块化的生产，购买者通过不同部件的组装可以打造出形态各异，宛如变形金刚一般的机器人。据悉该类机器人被很多精英人士作为培养下一代科技意识的首选，虽然在使用上简单到如同玩具一般，但实际其对年轻人就机器人领域的动手和认知能力，有着书面文字所不可比拟的优势。
第9课机器人循光 教学目的： 1.了解红外线传感器的工作原理。 2.了解机器人平台中条件循环模式的设置方法。 3.学会编写机器人循光运动的程序。 教具准备： 1、多媒体机房。 2、极域教学系统。 3、相关图片、课件。 教学重点与难点： 1.重点：学会编写机器人循光运动的程序。 2.难点：计数循环控件的设置，学会编写机器人循光运动的程序。 课时安排：1课时。 教学过程： 一、导入新课 1、前面我们学习了如何使学生机器人前进、后退、转弯、唱歌，今天我们看看能不能使机器人跟光行走和追逐白纸呢？ 2、要实现机器人跟光行走和追逐白纸，要作用红外线传感器。 3、红外线传感器的工作原理是由红外线发光管发出红外线，用接受管检测是否有反射光，判断是否有障碍物。 二、教学新课 1、编写程序。 （1）打开“学生机器人平台”窗口，单击“文件（F）”菜单中的“新建（N）”命令，新建一个程序。 （2）添加“流程控制”模块中的“条件循环”控件，并连接“Main”控件。 添加“执行控件”右击“执行”控件，选择“属性”命令，在“IO6”对话框中打√。
（3）添加单分支结构语句，打开“流程控制”对话框。选定“单分支”，将“单分支”拖动到“IO”设置后面并设置。 选定“伺服电机2”，将“转动角度”设定为“100°”。 （4）学生讨论原理 原理其实和避障差不多。当机器人前方有手电光亮的时候，直行，没有光亮就停止。再外面套个条件循环就可以实现了。仍然是读IO6传感器，当IO6=0说明没有障碍，即没有灯光时，停止；当IO6=1说明前方有障碍，即循着光了，便直行。 （5）单击“保存”按钮，保存文件。 2、下载程序 （1）单击“编译”按钮，进行程序编译。 （2）用下载线将计算机与机器人主板接口对接，打开学生机器人的电源开关，将学生机器人置于复位状态。 （3）单击“程序下载到主控芯片”按钮，将程序下载到学生机器人主板芯片中。完成后关闭电源，拔下下载线。 3、启动机器人。 （1）打开电源开关 （2）当等待执行指示灯闪烁时，按下运行键，学生机器人开始动作。 三、全课小结 1、现在让我们来欣赏我们的机器人循光给我们看吧！ 2、思考：如何使得学生机器人在更为复杂的光线中工作呢？ 四、作业 1、完成课本上的“实践园”。 编写一段程序，使得学生机器人跟光行走。 2、完成课本上的“成果篮”。
第七节机器人的“感觉器官” ［教材分析］： 1．教材概况 本节课主要介绍机器人的各种传感器，如，声音，红外，灰度，烟雾，触动，温度等等；它如同我们的感觉器官，要会灵活的使用它们，从而控制机器人工作。 [教学目标] 知识与技能：了解各种常用的传感器，并能够熟练使用红外、声音、灰度传感器，利用他们来检测声音的强弱，光值的变化，有无障碍物等。 过程与方法：实验例证，观察分析； 主学习、研究； 多实践，多动手，多总结。 情感态度与价值观：培养吃苦耐劳的钻研精神，动手通过实验得到第一手资料是很宝贵的。 应用所学知识来解决现实生活中的实际问题，培养信息素养。 2．教学重难点 重点：声音传感器、灰度传感器等传感器的使用。 难点：如何使用各种传感器，调试、并获取相关的参考值； 实现：机器人+传感器+程序=任务的完成。 ［学生分析］： 学生巳对机器人有所了解，能分析问题，画出流程图，编出简单任务的程序。 ［教法与学法］： 1．教法：实验举例任务驱动 2．学法：观察，分析，取证，自主学习 [课时]：2课时 [教学设施]：机器人活动室，多媒体投影仪，乐高套件，纳英特套件及各种传感器 ［教学过程］： 一、播放影片剪辑片段，引入课题（5分钟） 播放影片剪辑片段《终结者2》及机器人视频《迎宾机器人》、《快乐接线员》，通过影片和视频片段，我们看到机器人具有我们人脑的一部分功能。机器人的核心是其电脑核心，光有电脑发号施令还不行，要让机器人处理相视频中的各种复杂的事务，对周围的环境能够
很快做出反应，能够完成“至欢迎词”，“能过简单接听电话”等功能，是靠各种传感器来实现的，他们好像有我们人类的眼、耳、口、鼻、舌。 什么是传感器？ 传感器是机器人的“感觉器官”，是一种电子元件或装置，能响应或感知被测量的物理量或化学量，并按一定规律转换成电信号，以供机器人核心识别。它就像人的眼睛、耳朵、鼻子一样，能够感应到周围环境的信息，并把这些信息传递给机器人的“大脑”。有了传感器，机器人就变得更加聪明了。 下图展示的是各种类型的传感器。 二、机器人的“嘴巴”和“耳朵” 1、机器人的“嘴巴”：它是一个峰鸣器，也叫扬声器，可以通过它发出声音，如音符、音乐等。 2、机器人的“耳朵”：它只能分辩声音的强、弱度，返回一个电信号，用相应的数值来表示，而现在此类传感器不能分辨具体的声音，也就是没办法进行高难度、复杂的语言智能识别。 声音传感器的原理：将其连接在机器人的模拟端口上，用它感觉外界声音的强度与给定的强度比较，超过时向主机发送“有声音”，反之“无声音”。 如图所示（纳英特声控传感器）： 技术指标： 外形尺寸：30.5×15.0×14.5mm(长×宽×高) 重量：20g 额定电压：直流电源5.0V 线长：17.2cm±0.2cm 调节方式：多圈电阻式调节，顺时针方向旋转功率调强，逆时针方向旋转功率调弱连接方式：单条3芯排线，2510型3脚插头安装方式：单颗?3螺丝安装 返回值：有声音返回1，无声音返回0（相对）指示方式：白灯发出绿光指示 使用方法: 使用单颗?3螺丝将声控传感器安装于要检测的环境之内，将其连接线接入任何空闭的数字传感器接口中。
第6课机器人循光 【教材分析】 在学生机器人中，红外传感器是重要的传感器之一，它的参数设置也为机器人沿线等活动打下了基础。因此，本课属于承上启下的基础课程。在知识结构上介于简单程序和较为复杂的程序（如条件循环语句等）之间，需要教师细化教学内容，并帮助部分学生理解这个程序的流程。 【学情分析】 学生在前几课的学习中，已经能够执行基本的机器人命令了。在这部分的学习中，可以针对不同的学习需要提供较为活跃的实验活动，让学生有更多的感性体验。 【教学目标与要求】 1. 知识与技能 （1）了解红外线传感器的工作原理。 （2）体验单分支结构语句的含义。 （3）能够在机器人平台中编写机器人循光运动的程序。 2. 过程与方法 （1）依据流程图进行程序设计，通过设计任务让学生在探索中得到逻辑思维的培养； （2）充分发挥学生的自主学习能力，在小组合作中让学生自主探究，动手实践，并以学生已有知识为前提进行点拨与启发。 3. 情感、态度与价值观 （1）培养规范的机器人运动编程步骤； （2）激发学生的多选择性的创新思维能力。 4. 行为与创新 建立起以流程图的形式进行思维的习惯。 【教学重点与难点】 重点：单分支语句的理解与程序设置。 难点：多种情况下机器人的不同应对程序。 【教学方法与手段】
实验法、主题活动。 【课时安排】 安排1课时。 【教学准备】 实验器材和主题活动单。 【教学过程】 第一课时 学习过程教师与学生活动设计意图 激趣导入 展示机器人沿线走的成果。 师：聪明的机器人已经能够前行了，但如 果前方遇到了障碍，机器人就不能继续一路前 进。这时，我们是否可以通过其他方法让它躲 避障碍呢？大家有哪些主意？ 师生讨论。 师：今天，老师就给大家介绍引导机器人 前行的一种策略——循光。 从学生已有知识出 发，在巩固旧知的同时 引出新问题。 让学生想一想、说 一说、议一议，激起头 脑风暴，激发集体智慧。 红外传感器工作原理 展示机器人循光的效果 师：机器人能够跟着光行走，其实是利用 了红外传感器在工作。 （展示蝙蝠图片）红外传感器就像蝙蝠一 样，从它的红外发光管中发出红外线，并用接 收管来检测是否有反射光，判断是否有障碍物。 在机器人的机身上，前方和左、右侧面各 有一个红外传感器。（展示机器人） 用实际案例让学生 感受机器人循光效果， 展示解决问题的方式， 并以此激发学生的学习 热情。 用蝙蝠的案例，让 学生更能形象地理解和 掌握新知识。