資料介紹
隨著現代科技的發展,機器人技術已廣泛應用于人類社會生活的各個領域,特別是機器人具有人類外觀特征、可愛的外貌、又兼有技術含量,極受青少年的喜愛。本課題要求設計一具有簡單人體功能的、模擬舞蹈動作的類人型機器人,完成簡單人的基本動作:可以前進后退,左右側行,左右轉彎和前后擺動手臂,行走頻率為每秒兩步,舉手投足、轉圈、頭部動作靈活、并具備的語音功能。通過語音識別技術,可以對小機器人進行語音控制,通過發出語音命令,控制機器人的。機器人包括底座、頭部、上身、下肢、以及電路控制板,分別控制手臂、頭部和底盤運動的電機及傳動機構等。通過電路控制和機械傳動,可使機器人動作。知識范圍涉及機構學、力學、電子學、自動控制、計算機、人工智能等。
具體賦予任務:
1、深入了解類人型機器人的功能及工作要求,查找與課題有關的文獻資料及參考書目;
2、學習掌握機構創新設計的基本知識和設計方法,了解控制對象舞蹈機器人的工作原理、動作過程,進行簡單舞蹈動作及相應機構設計;
3、根據機器人構成、工作原理、主要特點和技術指標,分析比較,加以論證,確定機器人運動控制最終方案,完成硬件電路設計,單片機控制程序設計;
4、制作舞蹈機器人模型,完成各種運動、動作模擬,調試成功。
5、規定的翻譯、論文工作。
2.2 舞蹈機器人設計的數據和要求
1、機器人身高80~120 ㎝,表演時機器人隨音樂翩翩起舞,動作協調、靈活;
2、表演各種的基本動作,具體動作可自行設計。涵蓋行進、轉圈、舉手投足、
頭部等動作;
3、整套動作持續4 分鐘左右;
4、機器人結構緊湊、體積小,重量輕;
5、靈活的多功能機器手臂:活動空間大,可360 度旋轉。
6、采用電機驅動,運動準確可靠
3 方案設計及方案論證
3.1 設計制作與調試流程
設計就是根據題目的要求而對硬件和軟件進行規劃,并選擇最合適的硬件電路和軟件程序來達到目的。硬件設計是通過對設計要求的分析,對各種元器件的了解,而得出分立元件與集成塊的某些連接方法,以達到設計的功能要求。并且把這些元器件焊接在一塊電路板上。它包括對各種元器件的功能和接法的了解,以及對各種元器件的選擇和設計方案的選擇。軟件設計是分析設計的硬件用程序實現其功能,并且調試優化產品功能。機器人的設計首先需作總體方案設計,包括機械和電氣兩部分。根據機械基礎知識,從整體上來講,機械結構設計必須與機器人所要完成的功能相適應。機械部分設計主要包括底盤設計、尺寸選擇、驅動方式設計、電機選擇等;電氣是機器人最重要的部分,直接影響著機器人功能的實現于否。舞蹈機器人要求完全自動控制,必須采用單片機為
控制核心,它類似于機器人的大腦,接收和處理所有外界信息,指揮并控制機器人的所有動作。語音識別等功能是制作機器人硬件的難點,它要求機器人具有一定的感覺系統。目前,機器人技術已日趨成熟,機器人感覺系統可通過各種各樣相應的傳感器技術即可實現。傳感器把接收到的外部信息輸入到單片機,再通過軟件進行控制,從而單片機發出命令指揮機器人動作。軟件編程可以豐富機器人的功能,使機器人動作更加完善。總體方案設計框圖如圖3.1 所示。
圖3.1 機器人總體制作過程
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