【正文】 感謝學(xué)校所有參加機(jī)器人大賽的同學(xué)在合作的過程中給我信心和勇氣，使我跨過一道道難關(guān)，順利完成了這個設(shè)計任務(wù)。比如電機(jī)性能與價格是成正比的，考慮到成本問題，只能選擇性價比適中的電機(jī)，并且加輔助調(diào)速的光碼盤來提高走路的精度。作為工程技術(shù)類的設(shè)計不僅是理論上的論證而且應(yīng)當(dāng)考慮實(shí)際的條件能否達(dá)到設(shè)計要求。最后就是連起來所有的子程序，整體調(diào)試。調(diào)試伴舞機(jī)器人是一個相當(dāng)繁瑣的過程，需要反復(fù)調(diào)試對機(jī)器人多個關(guān)節(jié)直流電機(jī)的控制，而編排舞蹈則是把調(diào)試好的舞蹈動作按一定順序組合起來。該部分主要是判斷單片機(jī)能否驅(qū)動直流電機(jī)。BSR_DeleteSDGroup用于將RAM空間中所有的特征模型數(shù)據(jù)刪除，即清除內(nèi)存。(2) BSR_ExportSDWord()。 count_0=0。=0xfffd。} break 。 RCK_595=1 。 for (j=0 。然后進(jìn)入程序中的主循環(huán)，判斷當(dāng)前系統(tǒng)的工作模式是自動狀態(tài)還是手動狀態(tài)(設(shè)置變量用于標(biāo)識系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，在機(jī)器人剛通電時默認(rèn)進(jìn)入手動控制狀態(tài))。一整套的舞蹈動作其實(shí)是由一個一個的單獨(dú)的舞姿構(gòu)成的，所以設(shè)計舞蹈動作就必須先設(shè)計好每個舞姿，這時就需要通過電機(jī)的滑塊來實(shí)時觀察關(guān)節(jié)的位置是否合適，若是合適的話，就把這個動作數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫模塊的動作表中，接著再調(diào)試下一個動作如此反復(fù)直到把所有的動作都編排好了，那么舞蹈動作部分也就制作好了。從伴舞機(jī)器人的執(zhí)行過程來看，它由單片機(jī)的初始化程序，包括外部中斷、定時器中斷、串行中斷、舞蹈動作初始化。對于需要大驅(qū)動力低轉(zhuǎn)速場和場合，可以用齒輪鏈、同步皮帶等裝置處理。他通?？梢钥闯梢粋€慣性環(huán)節(jié)來建立傳遞函數(shù)。調(diào)節(jié)特性曲線上從原點(diǎn)至啟動電壓點(diǎn)的這一段橫坐標(biāo)所示的區(qū)域被稱為伺服電機(jī)某一電磁轉(zhuǎn)距值所對應(yīng)的死區(qū)。機(jī)械特性是線性的，當(dāng)電壓一定時，轉(zhuǎn)速升高則轉(zhuǎn)矩下降。 機(jī)器人比賽規(guī)則往往對機(jī)器人的質(zhì)量有嚴(yán)格的限制，所以應(yīng)選用質(zhì)量小，功率適宜的永磁電機(jī)。轉(zhuǎn)子由一根旋轉(zhuǎn)軸及固定在軸上的硅鋼片構(gòu)成，是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的部分。它的任務(wù)不僅是向機(jī)器人傳遞動力，而且要提供準(zhǔn)確的運(yùn)動定位和靈活的操作，是機(jī)器人制勝的法寶之一，因此其重要性是不言而喻的。下圖是61板的實(shí)物圖： 61板實(shí)物圖61板各模塊電路原理圖如下：放音電路：在放音電路中，61板采用了SPY0030功放芯片，和LM386工作電壓需在4V 以上相比，SPY0030 ；LM386 輸出功率100mW 以下，SPY0030 約700mW。，數(shù)據(jù)被鎖存并出現(xiàn)在IC1和IC2的并行輸出口上顯示。 方法：， Byk 3`amp。96%2{SG)K 第二步：目的：將位數(shù)據(jù)逐位移入74HC595，即數(shù)據(jù)串入 !x tsv83 12腳：。 2. 串并輸出： 。 dAU%E 輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。因此在硬件上可以采用一些設(shè)計技術(shù)，破壞干擾信號進(jìn)入測控系統(tǒng)的途徑，從而有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力。另外留出串行通信的端口以備以后使用。下圖是設(shè)計中用到的編碼器電路圖（圖3 .15）： 比賽機(jī)器人常用的開關(guān)用按鈕開關(guān)，數(shù)字開關(guān)和接觸開關(guān)幾種。光電編碼器可以檢測機(jī)器人各個關(guān)節(jié)的運(yùn)動狀態(tài)。電壓放大器通常由集成電路高增益差分運(yùn)算放大器組成。編碼盤的性能好壞主要取決于碼盤的質(zhì)量。用于檢測線位移的編碼器稱為直線位移編碼器；用于檢測角位移的編碼器稱為角度數(shù)字編碼器。如果電機(jī)以恒速運(yùn)動，不調(diào)速可以采用一個簡單的電路來控制正/反向。安輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。（2）傳感器選用以閉環(huán)傳感器為主，其他傳感器為輔，其中包括光碼盤，觸碰開關(guān)。對于提高紅外傳感器的抗干擾能力可以從以下幾個角度去加強(qiáng)：電機(jī)驅(qū)動電路光電隔離TLP5214繼電器控 制 系 統(tǒng)（CPU 89S52）單片機(jī)時 鐘12M晶體振蕩器比較器LM339紅外探測器紅外發(fā)射紅外接收光電編碼 器放大電路整形電路（74LS14）接觸開關(guān)語音輸入信號：光電隔離TLP5214 （2）方案2電機(jī)驅(qū)動電路光電隔離TLP5214繼 電 器鎖 存 器（74LS595）89S52構(gòu)成的控制系統(tǒng)語 音 電路閉環(huán)反饋電路光碼盤電路微動開關(guān)電路光電隔離機(jī)器人的傳感器 方案二的電氣圖基本不變，只是把H橋換成了繼電器，把紅外信號輸入換成光碼盤。當(dāng)機(jī)器人行走，或機(jī)械手臂動作到達(dá)某種位置時給單片機(jī)一個電信號。同時還可以采用相互獨(dú)立的電源供電。從設(shè)計，裝配的角度來看，矩形截面也有一定方便之處。關(guān)節(jié)連接件的設(shè)計合適，既要保證機(jī)器人行動起來靈活自如，動作順滑平穩(wěn)，又要具有一定的承受負(fù)載能力。 裝配順序：(1) 選擇合適鋼性材料鉆好孔后將左右手兩個電機(jī)和頭部電機(jī)固定住(2) 將上述做好的機(jī)構(gòu)通過一塊鋼片鉆孔后用螺釘固定在前后彎腰的機(jī)構(gòu)上(3) 將兩個傳動桿固定到左右兩個手臂電機(jī)上，在傳動桿的另一端固定直徑大小適合的兩根鋼軸作為機(jī)器人的手臂用(4) 將一個傳動桿固定在機(jī)器人的頭部電機(jī)的軸上，作為機(jī)器人可360度轉(zhuǎn)動的脖子 材料與型材選擇機(jī)器人制作前，必須選擇用于機(jī)器人本體的主要結(jié)構(gòu)材料。這種機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是電機(jī)軸受力較大，電機(jī)容易損壞，同時要求電機(jī)有足夠的轉(zhuǎn)矩。(3)連桿機(jī)構(gòu)簡圖二具體實(shí)現(xiàn)方式如下：先通過一根軸穿過鞠躬機(jī)構(gòu)與機(jī)器人上半身的兩只手臂固定，然后電機(jī)通過一個搖桿連接到彎腰機(jī)構(gòu)的一個長方形槽中，在電機(jī)轉(zhuǎn)動的過程中，帶動鞠躬機(jī)構(gòu)做以與手臂固定軸為中心的前后彎腰鞠躬動作，所需的零件包括一根軸，一個帶有與軸相同大小的孔和在孔同一側(cè)的開有長方形槽的鋁條。（4）輪式差速驅(qū)動 驅(qū)動輪萬向輪圖 采用兩個驅(qū)動輪，兩個萬向輪，萬向輪用于平衡。 機(jī)械部分 機(jī)械部分包括：底盤機(jī)構(gòu)的設(shè)計、彎腰機(jī)構(gòu)的設(shè)計、轉(zhuǎn)身機(jī)構(gòu)的設(shè)計、手臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計、轉(zhuǎn)頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計、及材料與型材選擇。根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)知識，從整體上來講，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計必須與機(jī)器人所要完成的功能相適應(yīng)。涵蓋行進(jìn)、轉(zhuǎn)圈、舉手投足、頭部等動作； 整套動作持續(xù)4分鐘左右；機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，重量輕；靈活的多功能機(jī)器手臂：活動空間大，可360度旋轉(zhuǎn)。本課題要求設(shè)計一具有簡單人體功能的、模擬舞蹈動作的類人型機(jī)器人，完成簡單人體舞蹈的基本動作：可以前進(jìn)后退，左右側(cè)行，左右轉(zhuǎn)彎和前后擺動手臂，行走頻率為每秒兩步，舉手投足、轉(zhuǎn)圈、頭部動作靈活、并具備的語音功能。2000年已生產(chǎn)各種類型工業(yè)機(jī)器人和系統(tǒng)300臺套，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的年收益額為47億元，我國對工業(yè)機(jī)器人的需求量和品種將逐年大幅度增加。七五期間，國家投入資金，對工業(yè)機(jī)器人及其零部件進(jìn)行攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)的開發(fā)，研制出了噴涂、點(diǎn)焊、弧焊和搬運(yùn)機(jī)器人。到80年代中期，已一躍而為“機(jī)器人王國”。我從前年開始機(jī)器人方面的研究，在這過程中嘗試過很多次的失敗，也感受到了無比的樂趣。從自動化生產(chǎn)線到海洋資源的探索，乃至太空作業(yè)等領(lǐng)域，機(jī)器人可謂是無處不在。引言30年前，比爾目前機(jī)器已經(jīng)走進(jìn)人們的生活與工作，機(jī)器人已經(jīng)在很多的領(lǐng)域代替著人類的勞動，發(fā)揮著越來越重要的作用，人們已經(jīng)越來越離不開機(jī)器人幫助。 、舞蹈機(jī)器人1 緒論機(jī)器人技術(shù)作為20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一，自20世紀(jì)60年代初問世以來，經(jīng)歷40余年的發(fā)展已取得長足的進(jìn)步。其機(jī)器人的產(chǎn)量和安裝的臺數(shù)在國際上躍居首位。1986年國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)開始實(shí)施，智能機(jī)器人主題跟蹤世界機(jī)器人技術(shù)的前沿，經(jīng)過幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機(jī)器人。 機(jī)器人技術(shù)的前景展望機(jī)器人是人類的得力助手，能友好相處的可靠朋友，將來我們會看到人和機(jī)器人會存在一個空間里邊，成為一個互相的助手和朋友。通過語音識別技術(shù)，可以對小機(jī)器人進(jìn)行語音控制，通過發(fā)出語音命令，控制機(jī)器人的。采用電機(jī)驅(qū)動，運(yùn)動準(zhǔn)確可靠。機(jī)械部分設(shè)計主要包括底盤設(shè)計、尺寸選擇、驅(qū)動方式設(shè)計、電機(jī)選擇等；電氣是機(jī)器人最重要的部分，直接影響著機(jī)器人功能的實(shí)現(xiàn)于否。（1）行走式簡圖如下 行走式，能夠在平地上、凹凸不平的地上步行，能上下臺階，其粗糙路面性能較好，好的關(guān)節(jié)，穩(wěn)定好的牽引力。機(jī)構(gòu)簡單，容易制造及裝配；能在原地旋轉(zhuǎn)以獲得不同的方向。并且考慮在這個機(jī)構(gòu)上，能夠與手臂機(jī)構(gòu)相固定。 手臂機(jī)構(gòu)手臂機(jī)構(gòu)的是機(jī)器人整體比較重要的環(huán)節(jié)，手臂自由度較多，機(jī)器人的很多動作都通過手臂體現(xiàn)出來。在進(jìn)行機(jī)器人制作時，特別要確定它自身的大小、輕重等，這就需要選擇合適的材料來滿足要求。所以選用了密度較小的鋁制作，因?yàn)殇X易于加工，質(zhì)量又輕，不會增加機(jī)器人的承載負(fù)擔(dān)。綜上所述，機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計為空心矩形截面，由鋁材加工而成。以確保單片機(jī)正常運(yùn)行，進(jìn)而以保證整個系統(tǒng)正常工作。讓單片機(jī)發(fā)出相宜的控制信號。繼電器就有其自身的優(yōu)勝，他相當(dāng)于短接沒有壓降，能承受的電流也可以很大,可以把電機(jī)電樞短路，即相當(dāng)于剎車。（3）單片機(jī)控制系統(tǒng)采用單機(jī)形式。有些輸入控制電路還具有與TTL/CMOS兼容，正負(fù)邏輯控制和反相等功能。它采用兩個繼電器作為控制弱電到驅(qū)動電機(jī)的強(qiáng)電之間的轉(zhuǎn)換器。 角度數(shù)字編碼器由敏感元件和碼盤組成。光學(xué)編碼器通常采用照相技術(shù)和光刻技術(shù)制作。為了減小聲的影響，在光路中要加入透鏡和談縫裝置。若電機(jī)電流大，但編碼器無輸出，說明機(jī)器人撞到對方而無退讓，己方機(jī)器人就須要調(diào)整戰(zhàn)術(shù)。按鈕開關(guān)在機(jī)器調(diào)試階段可以方便地提供人工輸入。當(dāng)P0口作為一般的I/O口用時我們要接上一個排阻作為上拉電阻。常見的信號隔離方法有光電耦合和變壓器隔離等，本系統(tǒng)設(shè)計采用光電耦合方式對電機(jī)控制信號進(jìn)行隔離，以消除模擬信號對數(shù)字信號的干擾。此外，因其輸入電阻小（約10Ω），對高內(nèi)阻源的噪聲相當(dāng)于被短接。iQIZYMa（1）應(yīng)用原理 |\1z 但輸出必須先將3FH逐位移入 2$:]Tm LED數(shù)碼管顯示“0”。 14腳：。 {rv) 第三步：目的：并行輸出數(shù)據(jù)。EW 這樣，在給61板5V的工作電壓下，音量可達(dá)到較好效果，并且在運(yùn)放前端加上了1K的精密可調(diào)電阻可調(diào)節(jié)音量的大小。通常機(jī)器人驅(qū)動有電氣，液壓，氣壓三種方式。轉(zhuǎn)子的外沿有槽，槽內(nèi)有電流通過是，旋轉(zhuǎn)軸便開始旋轉(zhuǎn)。它的勵磁磁通是恒定的。特性曲線與縱軸的交點(diǎn)即為電磁轉(zhuǎn)矩等于零時的理想空載轉(zhuǎn)速n0，即n0＝Ua/Ke可以看出，空載時電機(jī)轉(zhuǎn)速與電樞電壓成正比。死區(qū)電壓的大小與電磁轉(zhuǎn)距的大小成正比。轉(zhuǎn)子的角速度ω的公式為(t)=Ua(1e(t/τm))/Ud = (1e(t/τm)) ()(a) 式中ω0=Ua/Ud為電機(jī)理想空載角速度，τm為電機(jī)的機(jī)械時間常數(shù)，τe為電機(jī)的電氣時間常數(shù)。但他有其缺點(diǎn)就是蓄電池的重量太大，在要求不大的情況下我們可以采用鋰電池。舞蹈動作的讀取、執(zhí)行和避障控制程序兩大部分組成。這時可以把動作數(shù)據(jù)表下載到單片機(jī)中，由單片機(jī)來控制各個關(guān)節(jié)，順序執(zhí)行動作表中的各個動作。： 子程序設(shè)計最主要的是考慮到電機(jī)控制信號的產(chǎn)生，采用定時器每隔一定的時間中斷以產(chǎn)生控制信號和加載舞蹈動作。j16 。 //上升沿將數(shù)據(jù)送到輸出鎖存器 RCK_595=0 。 //關(guān)電機(jī) case 1: {temp_0=temp。 temp=temp_0。 num。BSR_Train函數(shù)在訓(xùn)練語音時使用，帶有兩個參數(shù)：所訓(xùn)練的該條語音的序號和需訓(xùn)練的次數(shù)。BSR_ImportSDWord的作用同BSR_ExportSDWord相類似，是將已訓(xùn)練過的一組語音特征模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)組BSR_SDModel[]中，采樣結(jié)果在這里與原特征模型數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配校驗(yàn)。為了提高效率，我先編簡單的程序只控制直流電機(jī)前進(jìn)跟后退。因此在調(diào)試過程中把編好的