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正文內(nèi)容

教育機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案—20xx含人形機(jī)器人(編輯修改稿)

2024-11-30 13:02 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 遙控套件 柔性力傳感器 超聲波傳感器 產(chǎn)品配置清單 產(chǎn)品類別 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品配置 \功能 主體 機(jī)器人本體 ARM 微控制器教學(xué)板(含 ARM 微控制器)、傳感器和電子元器件、六自由度機(jī)械手對象套 件、教材、鋰離子電池、Robotsoft 軟件包及組裝工具等 標(biāo)配 傳感器 PING)))超聲波傳感器 用于機(jī)器人障礙物探測物體和距離測量。 遙控套件 6 通 道調(diào)頻無線控制系統(tǒng) , 所有信道 支持發(fā)射接收功能,廣泛應(yīng)用于機(jī)器人遙控 柔性力傳感器 通過計(jì)算電容放電時(shí)間來測量壓力的大小。 擴(kuò)展 傳感器 RF 無線通訊模塊、嵌入式藍(lán)牙通信模塊 人形機(jī)器人 一、 DRBioloid 人形機(jī)器人簡介 bioloid 是 一套科學(xué)教育、教學(xué)用的機(jī)器人套件組, 真正的模塊化機(jī)器人套件 包, 采用 不同的模塊化的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)(機(jī) 器人伺服馬達(dá)),像積木玩具一樣,可以建造各式各樣的機(jī)器人,如 自主探索式機(jī)器人、四足的寵物機(jī)器人、六足的蜘蛛型機(jī)器人、雙足的人型機(jī)器人等等。 學(xué)生可以從這些組合的動(dòng)作,了解各種類型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理,同時(shí)可以達(dá)到以下教學(xué)的期望效果: ◆ 培養(yǎng)創(chuàng)意及科學(xué)的思考: ◆ 模塊化機(jī)器人的建造概念; ◆ 動(dòng)作教學(xué)及回放學(xué)習(xí); ◆ 行為控制的程序設(shè)計(jì),提升邏輯能力; 13 ◆ 用行為控制 (Behavior Control)軟件,及動(dòng)作編輯 (3D Motion Editor)軟件, 規(guī)劃不同的機(jī)器人動(dòng)作行為模式,可提升邏輯判斷能力 。 產(chǎn)品的特點(diǎn) : 1) 整合式設(shè)計(jì):降低軟硬件開發(fā)困難度。 2) 模塊化設(shè)計(jì):所有零件都可以拆換與組合。 3) 可塑性強(qiáng):軟、硬件附有技術(shù)文件,系統(tǒng)與模塊可以自行應(yīng)用。 4) 提供程序代碼:提供范例程序和原廠光盤資料,方便學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 5) 兼容性強(qiáng):系統(tǒng)使用標(biāo)準(zhǔn)接口( IEEE 、 RS232) 6) 擴(kuò)充性強(qiáng):提供擴(kuò)充 I/O,使用者可以自行添加各種傳感器。 7) 共通軟件語言:全系列產(chǎn)品均可使用 C/C++來進(jìn)行開發(fā)。 二、發(fā)展前景 本公司的人形機(jī)器人是一種高端模塊化的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái), 集機(jī)械、電子、傳感、控制、軟件技術(shù)于一身,具有以下優(yōu)勢: 作為機(jī)器人學(xué)的研究平臺(tái)可以進(jìn)行如下學(xué)科研究: ◆ 類人機(jī)器人學(xué)研究 ◆ 運(yùn)動(dòng)學(xué) /動(dòng)力學(xué)研究 ◆ 先進(jìn)控制研究 ◆ 行為控制研究 ◆ 步態(tài)發(fā)生研究 ◆ 軌跡規(guī)劃研究 ◆ 基于現(xiàn)場總線的運(yùn)動(dòng)研究 1) 創(chuàng)意無限地體驗(yàn)機(jī)械設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),拓展學(xué)生對機(jī)械、電子、控制、傳感器、自動(dòng)化系統(tǒng)等知識(shí)。如下圖為同一套件組裝的各種機(jī)器人; 2) 基于 C 語言的行為控制編程方式:可用于 C 語言教學(xué),行為控制教學(xué)實(shí)驗(yàn); 3) 圖形化的運(yùn)動(dòng)控制編程:可用于運(yùn)動(dòng)控制教學(xué)實(shí)驗(yàn) ; 4) 采用萬能組合結(jié)構(gòu),易于制作多種形狀的機(jī)器人。如下圖所示: 14 三、 Bioloid 機(jī)器人套件 Bioloid 機(jī)器人套件,分成基礎(chǔ)套件和高級套件,以滿足用戶不同的需求。 1. Bioloid 機(jī)器人初級版套件 機(jī)器人入門套件具有四個(gè)關(guān)節(jié) (4 自由度 )的機(jī)器人 ?適合給初入門的機(jī)器人愛好者。包含有: ? 1) CM5CM5 控制器( 1 個(gè)) ? 2) 4 個(gè) AX12 12DC 伺服馬達(dá)( 4 個(gè)) ? 3) 1 個(gè) AXS1 機(jī)器人感測模塊 ?( 1 個(gè)) 4) 初級版機(jī)器人外殼及安裝螺絲等( 1 套) 5) SMPS 外接 電源線 (12V,5A)?( 1 條) 6) 可充電鎳氫電池 (,2300mAh)(含充電器 1 套) 7) 軟件光盤 ?( 1 個(gè)) 8) 快速入門使用手冊( 1 本) 可以組合成多種機(jī)器人如下: 2. Bioloid 機(jī)器人高級套件 1) 主要配置 : ① CM5CM5 控制器 ?( 1 個(gè)) 15 ② AX12 12DC 伺服馬達(dá)( 18 個(gè)) ? ③ AXS1 機(jī)器人感測模塊( 1 個(gè)) ④ 高級版機(jī)器人外殼及安裝螺絲( 1 套) ⑤ SMPS 外接電源線 (12V,5A)( 1 條) ⑥ USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)接器( 1 個(gè)) ⑦ 串口數(shù)據(jù)線( 1 條) ? ⑧ 可充電鎳氫電池 (,1000mAh)(含充電器 1 套) ⑨ 軟件光盤 ?( 1 個(gè)) ⑩ 快速入門使用手冊( 1 本) ? 選配部件:頭部的紅外接收器 (另外選購 ) ? 選配部件: ZIG110 無線通信模塊 (另外選購 ) 2) 特色: ① 支持內(nèi) 建 (AllInOne)功能, 讓 用 戶 可 創(chuàng) 造全功能 機(jī)器 人 。 ② 全新 CM510 主控制器 。 16 ③ 百變組合,滿足不同的教學(xué)和學(xué)習(xí)需求 需要 。 ④ RoboPlus 功能強(qiáng)大易 學(xué) 易用之 開發(fā)軟件。 3. Bioloid 專家版教學(xué)套件 易于制作多種形狀的機(jī)器人,如下圖所示: 17 18 1) 主要配置 : 2) CM5 控制器說明: ① 控制設(shè)備,在 PC 上編寫程序,串口下載到 CM5; ② 可控制 28 個(gè)伺服電機(jī), 10 個(gè)傳感器模塊; ③ 輸入輸出按鈕 ; ④ 遙控接口; ⑤ 內(nèi)置電池; ⑥ CM5 按鈕可當(dāng)輸入裝置,也可將兩個(gè) CM5 分別作為遙控的發(fā)送 /接收設(shè)備; ⑥ 操作模式 : 管理模式( Manage) , 編程模式( Program) , 運(yùn)行模式( Play); ⑦ 狀態(tài) LED 燈 4 種( POWER, TXD, RXD, AUX); ⑧ 輸入或命令按鍵 4 種( U, D, L, R)。 19 3) 舵機(jī)與控制器的連接: 舵機(jī)接口 控制方式 控制器與舵機(jī)聯(lián)結(jié)方式 ① 基于現(xiàn)場總線控制,系統(tǒng)重構(gòu)方便; ② 提供位置反饋,速度反饋,溫度反饋,扭矩高達(dá) ; ③ 報(bào)警功能:內(nèi)部溫度 /扭矩 /電壓超過額定范圍,會(huì)反饋報(bào)警信號; ④ 作為機(jī)器人關(guān)節(jié)(控制范圍: 0~ 300 度 ); ⑤ 位移 ,速度可控 (最小控制單位: ); ⑥ 為了控制位置,設(shè) 定了 0~ 1023 的控制值,控制精度高; ⑦ 可進(jìn)行溫度 , 負(fù)載檢測; ⑧ 無限旋轉(zhuǎn)模式 車輪。 四、傳感器模塊 AXS1 1. AXS1 傳感器模塊 介紹 Bioloid AXS1 可以是 “ 麻雀雖小,五臟俱全 ” ,包含多功能的 AXS1 感測模塊 (如距離感測 , 聲音感測等 ), 不像其它遠(yuǎn)程遙控的玩具 , Bioloid 機(jī)器人套件組 , 可以讓使用者開發(fā)智能型的自主程控機(jī)器人 。 20 AXS1 包含的傳感器 : ① 紅外距離探測器 ② 紅外遙控器 ③ 聲音探測傳感器 ④ 光度探測傳感器 (3 個(gè)方向) ⑤ 溫度檢測 傳感器 紅外線傳輸 : Bioloid 中使用紅外線傳輸,可以透過 Behavior control 或是編寫程序 控制 。 聲音偵測 : 聲音控制就是最好的溝通方式 , 而 Bioloid Expert kit 讓您的機(jī)器人也能辦到!該組件能夠提供聲音的強(qiáng) 度 偵測 、 聲音時(shí)間偵測(運(yùn)用于距離檢測 )并且具有聲音計(jì)數(shù)的功能。 提供 256 step(0~ 256)來表示聲音強(qiáng) 度。 紅外線距離感測 傳感器 技術(shù)參數(shù)如下: 重量 (g) 37 分辨率 10bit(1024) 輸入電壓 (V) 7V~ 10V(R 推薦電壓 : ) 供應(yīng)電流 40mA 溫度 5℃~ +85℃ 信號命令 數(shù)字信號 協(xié)議類型 半雙工異步串行通信 連接 (Physical) TTL Level Multi Drop (daisy chain type Connector) ID 254 ID (0~ 253) 通信速度 7343bps~ 1 Mbps 反饋 紅外傳感器 , 內(nèi)部麥克風(fēng) , 溫度 , 輸入電壓 , IR Remocon TX/RX Data 等 材料 工程塑料 五、軟件介紹 behavior control programmer 21 行為控制編程界面 特點(diǎn): 1) 基于 C 語言開發(fā); 2) 傳感器交互; 3) 認(rèn)知現(xiàn)狀 ,判斷現(xiàn)狀; 4) 產(chǎn)生行動(dòng)。 2. 運(yùn)動(dòng)編輯器 motion editor 運(yùn)動(dòng)編輯器界面 22 行為控制語法 特點(diǎn): 1) 3D 圖形化編程環(huán)境 ; 2) 復(fù)雜動(dòng)作簡單化 ; 3) 可在行為控制中調(diào)用 。 3. 機(jī)器人終端編輯器 robot terminal 機(jī)器人終端編輯器 特點(diǎn): 1) 高級用戶; 23 2) 用于管理機(jī)器人; 3) 方便地查看機(jī)器人內(nèi)部數(shù)據(jù)。 六、產(chǎn)品配置 清單 產(chǎn)品類別 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)品配置 \功能 主體 機(jī)器人本體 CM5 控制器 2 個(gè)、傳感器和電子元器件、外接電源 1 個(gè)、串口線若干、 CD 光盤 1 個(gè)、快速入門使用手冊 1 本、Robotsoft 軟件包及組裝工具等 標(biāo)配 傳感器 機(jī)器人感測 模塊 AXS1 可以實(shí)現(xiàn)距離感測、聲音感測、無線接收等功能 機(jī)器人配件 1)、伺服電機(jī) 直流伺服電機(jī)的工作原理 機(jī)器人上
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