智能机器人的设计与制作——机器人技术的发展及应用范围

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近几年,机器人技术的迅猛发展和应用已成为高技术领域内的战略目标。机器人的出现不仅改变了传统工业生产的面貌,还对人类社会产生了深远影响。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,机器人无处不在。目前,机器人已经进入人们的生活与工作,并在许多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的帮助。 机器人工程是一门复杂的学科,它综合了工程力学、机械制造、电子技术、技术科学、自动控制等多方面的知识。随着机器人研究的专业化和系统化,信息学和电子学等先进技术也越来越多地应用于机器人领域。机器人行业的发展与30年前的电脑行业非常相似。在当今的汽车装配线上,一线机器人正如同当年的大型计算机一样忙碌。而机器人行业的利基产品同样繁多,比如协助医生进行外科手术的机械臂、在战场上负责排除路边炸弹的侦察机器人、以及家用机器人负责清扫地板等等。此外,还有许多仿制人、狗、恐龙的机器人玩具。 其中,舞蹈机器人具有人类外貌特征和可爱外观,兼具技术含量,备受关注。舞蹈机器人不仅能够展现出精湛的舞技,还能与观众进行互动,给人带来愉悦和惊喜。这些机器人凭借先进的人工智能技术和机械工程学的应用,能够了解音乐节拍、乐曲结构并做出舞蹈动作,使得观众产生身临其境的感觉。舞蹈机器人不仅在家庭娱乐中受到欢迎,还在演唱会、展览等公共场所中展现出独特的魅力。 然而,智能机器人的设计与制作并非易事。它需要多学科交叉的研究和全面的技术支持。首先,机器人的设计需要运用工程力学的知识,确定机器人的结构和运动方式,使其能够完成各种任务。其次,机械制造技术对于制作机器人的部件和结构具有重要影响,需要进行精准加工和装配。此外,电子技术的应用使机器人能够感知和处理外部信息,例如通过传感器获取环境信息,并进行适应性行动。同时,技术科学的知识能够使机器人更加智能化和高效化,提高其工作效率和性能。最后,自动控制是机器人能够自主完成各项任务的核心,需要运用控制理论和算法进行机器人的运动和决策。 随着人工智能、大数据和云计算等技术的不断发展,智能机器人将会呈现出更多的应用前景。例如,智能机器人在医疗领域可以协助医生进行手术操作,提高手术的精确度和安全性。智能机器人在工业生产中可以替代人力,提高生产效率和质量。智能机器人还可以用于危险环境下的探测和救援任务,减少人员伤亡风险。此外,智能机器人还可以应用于教育、娱乐和服务等领域,为人类提供更多便利和乐趣。 总而言之,机器人技术的发展使得机器人在人类社会中发挥越来越重要的作用。智能机器人的设计与制作需要涉及工程力学、机械制造、电子技术、技术科学和自动控制等多个学科的知识。舞蹈机器人作为一种具有人类外貌特征和技术含量的智能机器人,引起了广大人们的兴趣。随着人工智能技术的不断发展,智能机器人在医疗、工业、救援等领域的应用将会进一步扩展。智能机器人的发展必将为人类带来更多的便利和乐趣,并对社会产生深远的影响。
2023-03-03 上传
智能机器人设计制作 课程设计报告 设计目的 用MT- U机器人小车平台,加装相应传感器并编程,实现智能控制至少包含以下功能: 2.1 具有制定速度的前进、后退、停止。 2.2 具有避障能力 2.3 具有转向功能 2.4 具有定距离行走控制 设计任务 通过机器人的I/O口控制机器人在规定速度下完成前进、后退、壁障、转向、定距离 行走的功能。 MT-UROBOT的内部结构 3.1 MT-UROBOT结构简图: 3.2MT-UROBOT主要控制按钮和相关系统接口如下图所示。 控制按键部分 左图相关控制接口和控制开关 电源开关按钮 控制MT-UROBOT电源开关的按钮,按此按钮可以打开或关闭机器人电源。 "充电口" 将充电器的相应端插入此口,再将另一端插到电源上即可对机器人充电 下载口 用于下载程序到机器人主板上,使用时只需将串口连接线的相应端插入下载口,另一端 与计算机连接好,这样机器人与计算机就连接起来了。 备用电源 此电源接口可以接外接电源,主要作用是为电机提供电源。在系统运行过程中,电机做 功 功率消耗掉大部分的电池能量,为了提高系统的连续运行时间,可以为电机提供外部动 力,当备用电源接口上接有外部电源时,将切换开关拨至左边,电机就可以从外接电源 那里取电。 切换开关 电机使用内部电源或者外接电源的选择开关。 右图相关控制接口和控制开关 指示灯 绿色灯为电源指示灯,按下MT-UROBOT的开关后,这个灯会发绿光。 红色灯为电源欠压指示灯,当机器人电源电压不足时,欠压报警的红灯亮,这时就该给 机器人充电了。 "通信"指示灯 "通信"指示灯位于机器人主板的前方,与电源绿色指示灯为同一个灯,在给MT- UROBOT下载程序时,这个绿灯会闪烁,这样就表明下载正常,程序正在进入机器人的"大 脑"即CPU。 "充电"指示灯 充电指示灯不在控制盒上,在充电器上。当你给机器人充电时,充电器上的指示灯发红 光,充电完成后充电器上指示灯发绿光。 UP、DOWN、OK按钮 UP和DOWN用来选择机器人开机后将要执行的动作,可以在液晶显示屏上观察,OK相当于 PC机的ENTER键,用来进入某一功能。 RESET按钮 用来复位机器人系统,让机器人重新运行或者下载新的程序。 DOWN按钮 当使用UP、DOWN、OK按钮选择了下载功能后,若机器人与PC机连接状态良好并且编译没 有错误时,可以通过DOWN按钮令机器人进入下载等待状态。 RUN按钮 当程序下载完成,并且用UP、DOWN、OK按钮选择了运行后,RUN按钮开始机器人的运行。 MT-UROBOT的连接和检测 很多情况下MT-UROBOT是要和计算机连接以后使用的。连接MT- UROBOT是一项基本操作,下面是连接的标准步骤: 取出串口连接线。一头接MT- UROBOT的"下载口"插口,另一头接PC机箱后的9针串口。如果你的电脑后面没有空余9针 串口,请咨询电脑维护人员。(可以把暂时不用的设备移开,腾出一个串口。)或者通 过USB转串口。 打开MT-UROBOT,按击控制按键中的"开关"键,见到"电源"指示灯发光即可。 3.开机后液晶显示屏LCD显示正常。有两个选择:"运行"和"下载"用户可以通过左侧的上 下按钮进行选择,运行OK后进入运行或者下载。 如果液晶屏是空白的,检查电池是否有电,接触是否良好,请充电或更换电池。如果没 有出现用户界面提示,说明操作系统没有正常运行,按复位键重启系统 MT-UROBOT的检测 在机器人的出厂光盘中,有机器人的检测原程序(MTUCheck.C),用户拿到的机器人中 已经下载了这个检测程序,用户可以直接开机进行检测。 实现功能 先直行一段时间然后检测前方是否有障碍,当1号红外检测到障碍则小车以一定速度 向后退一小段时间后向右转,当2号红外检测到障碍则小车以一定速度向后退一小段时间 后向右转,当3号红外检测到障碍则小车以一定速度向后退一小段时间后向左转。最后当 小车以一定速度运行一段时间不遇到障碍物则小车停止。 六、程序原理图 C语言程序 附录:产品的主要技术性能和参数 " 参数名称 "性能指标 " "外形尺寸 mm "220mm×180mm " "质量(重量) Kg " 2.1 " "运行 "可实现R=0转弯,速度可调,Vma" " "x 60cm/s " "电池 "额定电压7.2V,锂电池。 重复 " " "充电次数:1000次。 " "连续工作时间 " 2h " "串口速率 "9600bps " "人机交互 "可通过程序的下载,执行界定的" " "功能并将信息反馈,实现人机交" " "互 " "扩 展 "可进行机械、电子、软件的扩展" " "、MTBUS+扩展 " ----------------------- 智能机器人设计制作全文共6页,当前为第1页。 智能