【正文】 驅(qū)動(dòng)輪 從動(dòng)輪 導(dǎo)向輪 履帶式移動(dòng)方式的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，適合爬坡度比較大的地方，這是輪式所做不的。（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(tái)階，其粗糙路面性能較好，好的關(guān)節(jié)，穩(wěn)定好的牽引力?？傮w設(shè)計(jì)機(jī)械，電氣，軟件機(jī)械總體設(shè)計(jì)軟件整體設(shè)計(jì)電氣總體設(shè)計(jì)各方案確定材料制作零件加工機(jī)構(gòu)組裝各方案確定原理圖制作PCB制作各模塊整合了解各芯片操作子程序編寫程序整合總裝整合，調(diào)試外型包裝 機(jī)器人總體制作過程 方案的比較論證及方案確定 根據(jù)以上的制作流程圖，我們把設(shè)計(jì)分為兩大部分—機(jī)械部分和電氣部分進(jìn)行論證，對多種方案進(jìn)行比較論證后，選出一個(gè)最佳的方案，最后再進(jìn)行軟件部分的設(shè)計(jì)。傳感器把接收到的外部信息輸入到單片機(jī)，再通過軟件進(jìn)行控制，從而單片機(jī)發(fā)出命令指揮機(jī)器人動(dòng)作。語音識(shí)別等功能是制作機(jī)器人硬件的難點(diǎn)，它要求機(jī)器人具有一定的感覺系統(tǒng)。機(jī)械部分設(shè)計(jì)主要包括底盤設(shè)計(jì)、尺寸選擇、驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)、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。機(jī)器人的設(shè)計(jì)首先需作總體方案設(shè)計(jì)，包括機(jī)械和電氣兩部分。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(shè)計(jì)方案的選擇。硬件設(shè)計(jì)是通過對設(shè)計(jì)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(dá)到設(shè)計(jì)的功能要求。采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠。 舞蹈機(jī)器人設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)和要求機(jī)器人身高120㎝，表演時(shí)機(jī)器人隨音樂翩翩起舞，動(dòng)作協(xié)調(diào)、靈活； 表演各種舞蹈的基本動(dòng)作，具體動(dòng)作可自行設(shè)計(jì)。具體任務(wù)：深入了解類人型機(jī)器人的功能及工作要求，查找與課題有關(guān)的文獻(xiàn)資料及參考書目； 學(xué)習(xí)掌握機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和設(shè)計(jì)方法，了解控制對象舞蹈機(jī)器人的工作原理、動(dòng)作過程，進(jìn)行簡單舞蹈動(dòng)作及相應(yīng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；根據(jù)機(jī)器人構(gòu)成、工作原理、主要特點(diǎn)和技術(shù)指標(biāo)，分析比較，加以論證，確定舞蹈機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制最終方案，完成硬件電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)控制程序設(shè)計(jì)； 制作舞蹈機(jī)器人模型，完成各種運(yùn)動(dòng)、動(dòng)作模擬，調(diào)試成功。通過電路控制和機(jī)械傳動(dòng)，可使機(jī)器人動(dòng)作。通過語音識(shí)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。2 舞蹈機(jī)器人設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 舞蹈機(jī)器人設(shè)計(jì)的內(nèi)容隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)已廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，特別是舞蹈機(jī)器人具有人類外觀特征、可愛的外貌、又兼有技術(shù)含量，極受青少年的喜愛。我國的語音識(shí)別研究起步于五十年代，近年來發(fā)展很快，其研究水平基本與國外同步，在漢語語音識(shí)別技術(shù)上還有自己的特點(diǎn)和優(yōu)勢。我們相信不會(huì)出現(xiàn)“機(jī)器人上崗，工人下崗”的局面，因?yàn)槿藗冸S著社會(huì)的發(fā)展，實(shí)際上把人們從繁重的體力和危險(xiǎn)的環(huán)境中解放出來，使人們有更好的崗位去工作，去創(chuàng)造更好的精神財(cái)富和文化財(cái)富，機(jī)器人來做這些危險(xiǎn)環(huán)境的工作，展望21世紀(jì)機(jī)器人將是一個(gè)與20世紀(jì)計(jì)算機(jī)的普及一樣，會(huì)深入地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，所以很多專家預(yù)測，在21世紀(jì)的前20年是機(jī)器人從制造業(yè)走向非制造業(yè)的發(fā)展一個(gè)重要時(shí)期，也是智能機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，目前國際上很多國家，也對機(jī)器人對人類社會(huì)的影響的估計(jì)提出了新的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，我們也可以看到機(jī)器人技術(shù)，涉及到多個(gè)學(xué)科，機(jī)械、電工、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)測量、人工智能、傳感技術(shù)等等，它是一個(gè)國家高技術(shù)實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。 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(huì)看到人和機(jī)器人會(huì)存在一個(gè)空間里邊，成為一個(gè)互相的助手和朋友。目前，我國從事機(jī)器人研發(fā)和應(yīng)用工程的單位200多家，擁有量為3500臺(tái)左右，其中國產(chǎn)占20％，其余都是從日本、美國、瑞典等40多個(gè)國家引進(jìn)的。與20世紀(jì)70年代PC行業(yè)的情況相仿，我們不可能準(zhǔn)確預(yù)測出究竟哪些用途將推動(dòng)這個(gè)新興行業(yè)進(jìn)入臨界狀態(tài)。 機(jī)器人技術(shù)的市場應(yīng)用機(jī)器人融入我們?nèi)粘Ｉ畹牟椒ビ卸嗫欤繐?jù)國際機(jī)器人聯(lián)盟調(diào)查，2004年，全球個(gè)人機(jī)器人約有200萬臺(tái)，到2008年，還將有700萬臺(tái)機(jī)器人投入運(yùn)行。1986年國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)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。中國機(jī)器人的發(fā)展起步較晚，1972年我國開始研制自己的工業(yè)機(jī)器人?！辈⒄桨?980年定為產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的普及元年”。70年代的實(shí)用期。其機(jī)器人的產(chǎn)量和安裝的臺(tái)數(shù)在國際上躍居首位。從六十年代開始日本政府實(shí)施一系列扶植政策，使日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展起來，經(jīng)過短短的十幾年。在美國和加拿大，各主要大學(xué)都設(shè)有機(jī)器人研究室，麻省理工學(xué)院側(cè)重于制造過程機(jī)器人系統(tǒng)的研究，卡耐基—梅隆機(jī)器人研究所側(cè)重于挖掘機(jī)器人系統(tǒng)的研究，而斯坦福大學(xué)則著重于系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)。走向成熟的工業(yè)機(jī)器人，各種用途的特種機(jī)器人的多用化，昭示著機(jī)器人技術(shù)燦爛的明天。 、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。舞蹈機(jī)器人（如圖1）具有人類外觀特征、可愛的外貌、又兼有技術(shù)含量，極受青少年的喜愛。今天在汽車裝配線上忙碌的一線機(jī)器人，正是當(dāng)年大型計(jì)算機(jī)的翻版。目前對機(jī)器人的研究已經(jīng)呈現(xiàn)出專業(yè)化和系統(tǒng)化，一些信息學(xué)、電子學(xué)方面的先進(jìn)技術(shù)正越來越多地應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域。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(dòng)，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。隨著社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。近幾年機(jī)器人已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有代表性的戰(zhàn)略目標(biāo)。點(diǎn)燃機(jī)器人普及的“導(dǎo)火索”，這場革命必將與個(gè)人電腦一樣，徹底改變這個(gè)時(shí)代的生活方式。引言30年前，比爾蓋茨毅然棄學(xué)，創(chuàng)立微軟，成為個(gè)人電腦普及革命的領(lǐng)軍人物；30年后的今天，他預(yù)言，機(jī)器人即將重復(fù)個(gè)人電腦崛起的道路。機(jī)器人作為人類２０世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，在短短的幾十年內(nèi)發(fā)生了日新月異的變化。機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，不但使傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)面貌發(fā)生根本性變化，而且將對人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。從自動(dòng)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。機(jī)器人工程是一門復(fù)雜的學(xué)科，它集工程力學(xué)、機(jī)械制造、電子技術(shù)、技術(shù)科學(xué)、自動(dòng)控制等為一體。目前機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展與30年前的電腦行業(yè)極為相似。而機(jī)器人行業(yè)的利基產(chǎn)品也同樣種類繁多，比如協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行外科手術(shù)的機(jī)械臂、在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場上負(fù)責(zé)排除路邊炸彈的偵察機(jī)器人、以及負(fù)責(zé)清掃地板的家用機(jī)器人，還有不少參照人、狗、恐龍的樣子制造機(jī)器人玩具。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。未來的機(jī)器人是一種能夠代替人類在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下從事危險(xiǎn)、復(fù)雜勞動(dòng)的自動(dòng)化機(jī)器，是集機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、控制論、計(jì)算機(jī)、人工智能和系統(tǒng)工程等多學(xué)科知識(shí)于一身的高新技術(shù)綜合體。為了使機(jī)器人能更好的應(yīng)用于工業(yè)，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和大工業(yè)企業(yè)對機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)投入了大量的人力財(cái)力。德國正研究開發(fā)“MOVE AND PLAY”機(jī)器人系統(tǒng)，使機(jī)器人操作就像人們操作錄像機(jī)、開汽車一樣。到80年代中期，已一躍而為“機(jī)器人王國”。按照日本產(chǎn)業(yè)機(jī)器人工業(yè)會(huì)常務(wù)理事米本完二的說法：“日本機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)過了60年代的搖籃期。到80年代進(jìn)人普及提高期。開始在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)廣泛推廣使用機(jī)器人。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。20世紀(jì)90年代，我國的工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，先后研制出了點(diǎn)焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)等各種用途的工業(yè)機(jī)器人，并實(shí)施了一批機(jī)器人應(yīng)用工程，形成了一批機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。按照韓國信息通信部的計(jì)劃，到2013年，韓國每個(gè)家庭都能擁有一臺(tái)機(jī)器人；而日本機(jī)器人協(xié)會(huì)預(yù)測，到2025年，全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的“蛋糕”將達(dá)到每年500億美元的規(guī)模(現(xiàn)在僅有50億美元)。不過看起來，機(jī)器人很可能在護(hù)理和陪伴老年人的工作上大展宏圖，或許還可以幫助殘疾人四處走走，并增強(qiáng)士兵、建筑工人和醫(yī)護(hù)人員的體力與耐力。2000年已生產(chǎn)各種類型工業(yè)機(jī)器人和系統(tǒng)300臺(tái)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。機(jī)器人會(huì)不會(huì)產(chǎn)生飯碗的問題。 語音識(shí)別處理是語音功能的一個(gè)重要方面，目前計(jì)算機(jī)語音識(shí)別處理過程基本上一致，是一種基于統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的理論?？梢灶A(yù)計(jì)，語音技術(shù)的發(fā)展前景無限。本課題要求設(shè)計(jì)一具有簡單人體功能的、模擬舞蹈動(dòng)作的類人型機(jī)器人，完成簡單人體舞蹈的基本動(dòng)作：可以前進(jìn)后退，左右側(cè)行，左右轉(zhuǎn)彎和前后擺動(dòng)手臂，行走頻率為每秒兩步，舉手投足、轉(zhuǎn)圈、頭部動(dòng)作靈活、并具備的語音功能。機(jī)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(yùn)動(dòng)的電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。知識(shí)范圍涉及機(jī)構(gòu)學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能等。規(guī)定的翻譯、論文工作。涵蓋行進(jìn)、轉(zhuǎn)圈、舉手投足、頭部等動(dòng)作； 整套動(dòng)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(dòng)空間大，可360度旋轉(zhuǎn)。3 方案設(shè)計(jì)及方案論證 設(shè)計(jì)制作與調(diào)試流程設(shè)計(jì)就是根據(jù)題目的要求而對硬件和軟件進(jìn)行規(guī)劃，并選擇最合適的硬件電路和軟件程序來達(dá)到目的。并且把這些元器件焊接在一塊電路板上。軟件設(shè)計(jì)是分析設(shè)計(jì)的硬件用程序?qū)崿F(xiàn)其功能，并且調(diào)試優(yōu)化產(chǎn)品功能。根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)，從整體上來講，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須與機(jī)器人所要完成的功能相適應(yīng)。舞蹈機(jī)器人要求完全自動(dòng)控制，必須采用單片機(jī)為控制核心，它類似于機(jī)器人的大腦，接收和處理所有外界信息，指揮并控制機(jī)器人的所有動(dòng)作。目前，機(jī)器人技術(shù)已日趨成熟，機(jī)器人感覺系統(tǒng)可通過各種各樣相應(yīng)的傳感器技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。軟件編程可以豐富機(jī)器人的功能，使機(jī)器人動(dòng)作更加完善。 機(jī)械部分 機(jī)械部分包括：底盤機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、彎腰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)身機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、手臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)頭機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、及材料與型材選擇。它的缺點(diǎn)是不能原地轉(zhuǎn)動(dòng)，速度慢，控制復(fù)雜，移動(dòng)困難，操縱性差，機(jī)械復(fù)雜，電機(jī)性能要求嚴(yán)格，價(jià)格昂貴。但缺點(diǎn)是加工制作比較麻煩，履帶一般是需要到市場上購買的，且摩擦力很大、能量損耗大（3）前輪偏轉(zhuǎn)后輪驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式簡圖如下 可以實(shí)現(xiàn)車體任意的定位和定向，可以做到零回轉(zhuǎn)半徑。車底盤、四輪、驅(qū)傳動(dòng)裝置、舵機(jī)和控制盒的行走信道共同組成行走系統(tǒng)。（4）輪式差速驅(qū)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)輪萬向輪圖 采用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，兩個(gè)萬向輪，萬向輪用于平衡。因此它是比較適合的一種底盤機(jī)構(gòu)。(1)齒輪機(jī)構(gòu)簡圖如下 齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是平穩(wěn)，自鎖性好，精度高。（2）連桿機(jī)構(gòu)簡圖如下電機(jī)下腰部腿部 結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，更重要的是它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律正好符合人體運(yùn)動(dòng)的原理。(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(gè)搖桿連接到彎腰機(jī)構(gòu)的一個(gè)長方形槽中，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，帶動(dòng)鞠躬機(jī)構(gòu)做以與手臂固定軸為中心的前后彎腰鞠躬?jiǎng)幼?，所需的零件包括一根軸，一個(gè)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。：鞠躬機(jī)構(gòu)的裝配順序如下：(1) 取適當(dāng)長度的鋁條打軸孔和磨長方形槽，在上身支架兩端打相同的孔，軸穿過該鋁條后穿過兩個(gè)支架并固定好(2) 加工可固定于電機(jī)軸上的搖桿，一端可固定住電機(jī)，另一端固定搖桿的軸并與加工好的鋁條的長方形槽相結(jié)合(3) 將電機(jī)固定在上身左邊支架的一側(cè)(4) 為了防止彎腰機(jī)構(gòu)前傾，用兩根橡膠帶做一定的固定，以使電機(jī)拉住機(jī)構(gòu)向下彎腰時(shí)更加穩(wěn)定在彎腰機(jī)構(gòu)中，如果將機(jī)構(gòu)的位置和方向調(diào)換過來，動(dòng)作就可變?yōu)榧绲淖笥覔u擺，因?yàn)樵O(shè)計(jì)水平有限，沒有將兩種動(dòng)作結(jié)合在一起的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出來。我們還是采用連桿機(jī)構(gòu)，但具體的設(shè)計(jì)又和前面稍微不同。滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)在于當(dāng)內(nèi)圓固定時(shí)，外圓可以轉(zhuǎn)動(dòng)，反之亦然。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(shí)要求電機(jī)有足夠的轉(zhuǎn)矩。由于頭部機(jī)構(gòu)比較簡單，在此和手部一起畫出來，因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求沒有點(diǎn)頭動(dòng)作，我們只要一個(gè)電機(jī)來達(dá)到