一种简单的轮式移动机器人控制器设计

《机器人走图形》教学设计(一等奖)

《机器人走图形》教学设计(一等奖) 设计思路：《机器人走图形》这节课我是分以下几步去设想的：机器人走图形这节课以学生的研究活动为主体，以研究机器人走图形为主线，在课上设计个研究任务：机器人走直线，让学生学会用执行器模块库中的直行模块编写程序，通过调整该模块的速度和时间参数值，让机器人走得距离再长一些；机器人转弯，让学生学会用执行器模块库中的转向模块编写程序，通过调整该模块的速度和时间参数值，让机器人转向自如；机器人走正方形。 由出示课件，引导学生分析问题，巩固和提高前面学过的知识，进一步体会调整两个模块的参数的方法，让机器人行走的更自如。 在本节课中，通过让机器人走直线学转弯走正方形等不同层次的任务设计，完成对学生知识能力的教学。 培养学生归纳与总结的能力，培养学生语言表达的能力。 在任务教学环节中，教师在鼓励学生探究的同时比较具体的引导学生学会设置直行模块的参数。 在任务教学环节中，培养学生的知识迁移能力，引导学生利用已有的经验和方法自己进行上机尝试并学会转向模块的参数设置。 通过调试两个模块的参数，让学生体会运用两分法解决问题的好处。 在拓展练习中，给学生留有一些空间，充分发挥其自主性，让学生自己去探究去创新，让机器人走出形状不同的图形，让不同层次的

学生都能体验成功的快乐。 在编写和调试程序的过程中，让学生充分体验编写程序的目的是要让机器人听人的指挥，能够控制机器人，以进一步激发学生的学习兴趣，提高学生分析问题解决问题的能力，培养学生的创新意识。 《机器人走图形》课后反思《机器人走图形》这节课较好地完成了教学目标。 机器人走图形这节课以学生的研究活动为主体，以研究机器人走图形为主线，在课上设计个研究任务。 机器人走直线，让学生学会用执行器模块库中的直行模块编写程序，通过调整该模块的速度和时间参数值，让机器人走得距离再长一些；机器人转弯，让学生学会用执行器模块库中的转向模块编写程序，通过调整该模块的速度和时间参数值，让机器人转向自如；机器人走正方形。 由出示课件，引导学生分析问题，巩固和提高前面学过的知识，进一步体会调整两个模块的参数的方法，让机器人行走的更自如。 从整个完成的教学效果看，这节课改变了课堂的一惯模式，充分体现了学生的主体性和创新精神，鼓励学生自己去尝试。 我通过任务驱动探究式学习的教学方法，达到了这一目的，完成了预定的教学目标。 在学习过程中引导学生注意观察发现问题，分析和讨论问题，使学生在知识技能和情感等方面得到全面的发展。

行走机器人组装与制作实验报告

青岛理工大学（临沂） 开放性实验报告 项目名称：行走机器人组装与制作 院（系）：机电工程系 专业： 学号: 学生姓名: 指导教师: 日期:2014.12.1- 2014.12.15

一、实训目的 足球由两个半球和底座组成，每个半球内装有一只亮膜小喇叭，底座内装有电路板，电路使用经典的2822双声道功放集成电路，带有电源开关、电源LED指示灯、双声道音量电位器、还有接外接电源用的空心插座。底座下面设有可以装4节7号电池的电池槽，或利用USB供电。套件产品附有双声道音频输入线，线上有3.5mm的双声道插头，可以摆放在床头、书桌、电脑桌等地放，音源可以使用MP3、电脑输出等。这块音箱不但造型精致，而且外观精巧大方、携带方便，能实现USB（+5v）供电，也可以通过电池供电。其高品质功放芯片和双声道电位器直接支持小音箱能高音质双声道播放。这款音箱实用性强、制作过程简单、操作工具要求不高，适合广大电子初学者。通过本次制作也可以了解PCB制作原理，进一步提高操作者本身电子焊接技术。加上产品本身能实现的巨大的功能，对于初学者有深远意义。 二、实习器材 (1) 电烙铁 (2) 螺丝刀、镊子等必备工具 (3) 锡丝：由于锡的熔点低，焊接时，焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固，焊点光亮美观 (4) 两节5号电池 (5) 收音机实验套件

三、实习内容 一、迷你功放音箱产品功能及特点 该迷你音箱可以作为MP3或笔记本及台式机的功放。如果从电脑取电，可以从USB，也可以直接从主机中引出12V，现在有些电脑电源带有供液晶显示器用的12V电源接口，更是方便。如果从USB取电，要注意占用一个独立的USB口，不 要和其他USB设备共用。TDA2822M采用5V供电时的工作电流只有200mA～300mA，只要主板质量合格，不会有什么问题。 本套件制作容易，是提高初学者学习电子技术兴趣的良好套材。 在拿到本套件后，请对照材料清单清点一遍，并用万用表粗略的（因出厂已测量过）测量一下各元件的参数，先检查元件有没有出错，对照装配图安装元件，有没有虚假错焊，只要元件安装无误，一般情况下是能够成功的。 四、个人总结 通过这次迷你足球小音箱的制作，让我深深地爱上了电子DIY 制作。也通过焊接PCB电路让我提高了自己的焊接水平，自己制作出的成品也得到老师的赞扬，这一切都深深鼓舞着我，再接再厉，努力学好自己的专业。 在小音箱的制作过程中，我积极查阅相关资料，期间认识和熟悉了D2822功放芯片，和K503双声道电位器。遇到问题的时候，通

轮式移动机器人结构设计论文

轮式移动机器人的结构设计 摘要：随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用，机器人技术由室内走向室外，由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。本课题是机器人设计的基本环节，能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。 本文介绍了已有的机器人移动平台的发展现状和趋势，分析操作手臂常用 的结构和工作原理，根据选定的方案对带有机械臂的全方位移动机器人进行本 体设计，包括全方位车轮旋转机构的设计、车轮转向机构的设计和机器人操作 臂的设计。要求全方位移动机构转向、移动灵活，可以快速、有效的到达指定 地点；机械臂操作范围广、运动灵活、结构简单紧凑且尺寸小，可以快速、准 确的完成指定工作。设计完成后要分析全方位移动机构的性能，为后续的研究 提供可靠的参考和依据。 关键字：机器人移动平台操作臂简单快速准确

Structure design of wheeled mobile robots Abstract:with the robot technology in an alien exploration, field survey, military and security new areas to be increasingly widely adopted, robot technology by indoor, outdoor by fixed, to move towards artificial environment, the artificial environment. This topic is the basic link, robot design for the follow-up about robots can provide valuable reference and useful ideas platform. This article summarizes the existing robot mobile platform development status and trends of operating the arm structure and principle of common, According to the selected scheme of mechanical arm with ontology omni-directional mobile robots designed, including the design of all-round wheel rotating mechanism, wheel steering mechanism of design and the design of robot manipulator. Request to change direction, move the omni-directional mobile institution, can quickly and effectively flexible the reaches the specified location; Mechanical arm operation scope, sports flexible, simple and compact structure and size is small, can quickly and accurately completed tasks. The design is completed to analyze the performance of the omni-directional mobile institutions for subsequent research, provide reliable reference and basis. Keywords: Robot mobile platform manipulator simple accurate and quick

轮式移动机器人课程设计

江苏师范大学连云港校区海洋港口学院 课程设计说明书 课程名称 专业班级 学号姓名 指导教师

年月日

摘要 轮式移动机器人是机器人家族中的一个重要的分支，也是进一步扩展机器人应用领域的重要研究发展方向。自上世纪九十年代以来，人们广泛开展了对机器人移动功能的研制和开发，为适应各种工作环境的不同要求而开发出各种移动机构。其中全方位轮可以实现高精确定位、原地调整姿态和二维平面上任意连续轨迹的运动，具有一般的轮式移动机构无法取代的独特特性，对于研究移动机器人的自由行走具有重要愈义。 本文主要是介绍了技术较为成熟的麦克纳姆全方位轮的运动原理结构，分析了由四个麦克纳姆轮全方位轮组成的全向移动机构的运动协调原理。并将其运用到轮腿复合式的机器人身上，使机器人移动能力更强。设计的主要方面包括（1）移动方式的选择；（2）机器人结构的设计；（3）机器人移动原理的分析；（4）对移动机器人控制系统的简单设计。 关键词: 轮式移动机器人，轮腿复合式，四足

目录 摘要 (1) 1 移动机器人技术发展概况 (1) 1.1 机器人研究意义及应用领域 (1) 1.1.1 机器人的研究意义 (1) 1.1.2 机器人的应用领域 (2) 1.2 移动机器人的发展概况 (2) 1.2.1 移动机器人的国内发展概况 (3) 1.2.2 移动机器人的国外发展概况 (4) 2 轮式移动机器人的结构设计 (7) 2.1轮式移动机器人系统结构 (7) 2.1.1移动方式的选择 (7) 2.1.2机器人移动原理构想 (8) 2.1.3机器人轮子的选择 (9) 2.1.4机器人腿部结构的设计 (10) 2.2轮式移动机器人主要结构 (11) 3 轮式移动机器人的控制系统 (12) 3.1 控制系统硬件选型与配置 (12) 3.1.1 驱动电机的选型 (12)

小学六年级下册信息技术教案：机器人行走

小学六年级下册信息技术教案：机器人行走教学目标 知识与技能 1．学会画流程图来实现机器人的运动。 2．理解流程图中各模块的作用。 过程与方法 1．掌握添加、删除模块和调整各模块属性的方法。 2．学会在仿真环境中测试程序的方法。 情感态度和价值观 通过编程实现机器人的运动来激发学习兴趣、感受自我价值。 教学重、难点 重点： 学会画流程图来实现机器人的运动。 难点： 理解流程图各模块的作用及其参数的意义。 教学准备 1．VJC仿真软件。 2．多媒体计算机教室。 教学过程 一、引入 上节课，我们观察了机器人的各种运动。今天，我们就一起来动手编程，让机器人动起来吧！

二、课堂学习 （一）机器人的前进 单击“执行器模块库”中的“直行”模块，移动鼠标到流程图生成区，在“主程序”模块下方单击鼠标左键，“前进”模块与“主程序”模块间便被箭头连接起来，最后添加“结束”模块。 教师演示设置“直行模块”参数的方法，并测试仿真机器人的运动。（二）机器人转弯 展开“执行器模块库”，单击“转向”模块，将其拖动到“直行”模块的下方，单击鼠标，“转向”模块便与“直行”模块连接起来了，最后添加“结束”模块。在“转向”模块上单击鼠标右键，同样可对运动的方向、速度和时间进行设置。 教师演示删除模块的方法。 三、课堂活动 1．将全班同学随机分为两大组，选定组长。各组成员准备好课堂上已经完成的具有“直行”和“转向”两个模块的流程图。 2．通过设置不同的参数值，观察机器人在仿真环境中运动情况的变化，探究“直行”和“转向”模块中的参数值与机器人运动的关系。（若在活动过程中遇到困难可借助“学乐园”中的“课堂讲解”释疑。）3.组长收集本组成员的探究结果并进行综合，上台向全班同学展示本组的探究成果，教师做相应的点评和总结。 （具体活动计划可参考“活动室”中的内容。） 四、课外探究

外文翻译--轮式移动机器人的导航与控制

毕业设计(论文)外文 资料翻译 系部：机械工程 专业：机械工程及自动化 姓名： 学号： 外文出处：Control and (用外文写) Robotics(CRB) Technical Report 附件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。

附件1：外文资料翻译译文 轮式移动机器人的导航与控制 摘要：本文研究了把几种具有导航功能的方法运用于不同的控制器开发，以实现在一个已知障碍物前面控制一个开环系统（例如：轮式移动机器人）执行任务。第一种方法是基于三维坐标路径规划的控制方法。具有导航功能的控制器在自由配置的空间中生成一条从初始位置到目标位置的路径。位移控制器控制移动机器人沿设置的路径运动并停止在目标位置。第二种方法是基于二维坐标路径规划的控制方法。在二维平面坐标系中建立导航函数，基于这种导航函数设计的微控制器是渐进收敛控制系统。仿真结果被用来说明第二种控制方法的性能。 1介绍

很多研究者已经提出不同算法以解决在障碍物杂乱的环境下机器人的运动控制问题。对与建立无碰撞路径和传统的路径规划算法，参考文献[19]的第一章第九部分中提供了的全面总结。从Khatib在参考文献[13]的开创性工作以来，很显然控制机器人在已知障碍物下执行任务的主流方法之一依然是构建和应用位函数。总之，位函数能够提供机器人工作空间、障碍位置和目标的位场。在参考文献[19]中提供对于位函数的全面研究。应用位函数的一个问题是局部极小化的情况可能发生以至于机器人无法到达目标位置。不少研究人士提出了解决局部极小化错误的方法（例如参考文献[2], [3],[5], [14], [25]）。其中Koditschek 在参考文献[16]中提供了一种解决局部极小化错误的方法，那是通过基于一种特殊的位函数的完整系统构建导航函数，此函数有精确的数学结构，它能够保证存在唯一最小值。 在针对标准的 (完整的)系统的先前的结果的影响下, 面对更多的具有挑战性的非完整系统，越来越多的研究集中于位函数方法的发展(例如.,机器人)。例如, Laumond 等人 [18] 用几何路线策划器构建了一条忽略机器人非完全约束 的无障碍路线, 然后把几何线路分成更短的线路来满足非完全限制,然后应用最佳路线来减少路程。在 [10] 和 [11]中, Guldner 等人使用间断变化的模式控制器迫使机器人的位置沿着位函数的负倾斜度变动，及其定位与负倾斜度一致。在[1], [15], 和 [21]中,持续的位场控制器也保证了位函数的负倾斜度的位置追踪和定位追踪。在[9]中，面对目标因为周边的障碍物而不能达到这一情况时，Ge和Cui 最近提出一种新的排斥的位函数的方法来解决这一问题。在 [23]和[24]中, Tanner 等人采用[22] 中提出的导航函数研究和偶极位场概念为一个 不完全移动操纵器建立导航函数控制器。特别是, [23] 和 [24] 中的结果使用了间断控制器来追踪导航函数的负倾斜度, 在此过程中，一个不平坦的偶极位场使得机器人按照预想的定位拐入目标位置。 本文介绍了为不完全系统达到导航目标的两种不同的方法。在第一个方法中, 产生了一个三维空间似导航函数的预想的轨道，它接近于机器人自由配置空间上的唯一最小值的目标位置和定位。然后利用连续控制结构使机器人沿着这条路线走，在目标位置和定位点停下(例如,控制器解决一体化的追踪和调节问题)。这种方法特别的地方是机器人根据预想的定位到达目标位置，而不需要像许多先前

(完整版)基于单片机控制的双足行走机器人的设计

基于单片机控制的双足行走机器人设计 摘要：21世纪机器人发展日新月异，从传统的履带式机器人到如今的双足行走机器人，机器人的应用范围越来越广。本系统以单片机（STC89c52）为系统的中央控制器，以单片机（STC12c5410ad）为舵机控制模块。将中央控制器与舵机控制器，舵机，各类传感设备及受控部件等有机结合，构成整个双足行走机器人，达到行走、做动作的目的。单片机中央控制器与舵机控制器以串口通信方式实现。系统的硬件设计中，对主要硬件舵机控制器和STC89C52单片机及其外围电路进行了详细的讲述。硬件包括舵机控制器，STC12C5410AD 单片机，按键，各种传感器和数据采集与处理单元。软件包括单片机初始化、主程序、信号采集中断程序、通过串口通讯的接收和发送程序。论文的最后部分以双足行走机器人为基础，结合传感器，外围控制设备组成控制系统，并给出了此系统应用领域的一些探讨和研究。 关键词：单片机；舵机控制； STC12C5410AD

Bipedal robot design based on MCU Abstract：In the 21st century robot development changes with each passing day, from the traditional crawler robot to now bipedal robot, the robot's application scope is more and more widely.This system by single chip microcomputer (STC89c52) as the central controller in the system, STC12c5410ad MCU as the steering gear control module. The central controller and the servo controller, Steering gear, all kinds of sensing and control components such as organic combination, make up the whole bipedal robot, the purpose of to walk, do the action.Single chip microcomputer central controller and the servo controller to realize serial communication way.System hardware design, the main hardware servo controller and STC89C52 single-chip microcomputer and peripheral circuit in detail. Hardware including servo controller, STC12C5410AD micro controller, buttons, all kinds of sensor and data acquisition and processing unit. Software includes MCU initialization, the main program, and interrupts program signal collection, through a serial port communication to send and receive procedures. The last part of the paper on the basis of bipedal robot, combined with the sensor, the peripheral control device of control system, this system is also given some discussions and research in the field of application. Keywords：MCU; Servo Control; STC12C5410AD

医疗服务机器人设计方案 - 副本

医疗服务机器人设计方案 设计一款好的医疗服务机器人要考虑到很多人性化的方面，这样才能保证产品有较好的适应性而有利于商业推广。我设计的医疗服务机器人会考虑到以下几个方面，分别是：可以照顾老人，能够实时传输数据到家人，可以时刻了解老人的情况，以及可通过网络控制并有良好的人机交互能力。 设计方案分为以下五个模块：1、轮式无半径转弯和万向机械臂模块；2、语音控制模块；3、超声波避障模块；4、摄像头导航模块；5、通信以及手动控制模块。 轮式无半径转弯和万向机械臂模块：四个轮可以在水平面内定点旋转，从而实现了无半径转弯和360°任意方向前进，打破了单一的前进方式，克服了在实际应用中环境空间狭小转弯不灵活的缺点，也使得系统运动更稳定。万向机械臂灵巧轻便，可以轻易的夹碎鸡蛋，适宜抓取立放物体，能灵活的抓取药品、转送病人，帮病人取递所需要的物品等。 语音控制模块：能通过语音识别控制机器人移动、抓取、对话等；准确识别率高，达到95%以上；非特定人语音识别；所需词汇量无需太多，小词汇量语音识别足够。 超声波避障模块：通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。测距的同时可以感知障碍，有效规避障碍。 摄像头导航模块：利用摄像头实时传回图像并进行分析处理，在获得路径二值信号的基础上,接下来采用黑线中心提取算法,获得路径的黑线位置。该算法的主要思想是:针对每行获得的信号,找出每行黑线起点和终点,取两个值的中值作

最新机器人教案

科技活动教课教案 项目：机器人主讲教师：** 授课时间：11月7日学时数：1学时 教学目标1．使学生初步了解机器人概念、特征； 2．使学生了解中鸣、乐高机器人工作原理。 教学重点机器人原理的介绍 教学步骤1．导入 机器人诞生、机器人的发展 2．概念讲解 智能机器人的构成 3．基本工具初识 马达、机械部件 组织形式小组为单位活动 教学内容机器人发展历史及简单结构拼装 1、机器人诞生 教师：用幻灯片展示自己的总结 中国的科学家们把机器人定义为“机器人是一种自动化的机器， 而且其具备一些人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划 能力、动作能力、协同能力等，是一种具有高度灵活性的自动 化机器。” 2、机器人的发展 教师：用幻灯片展示自己的总结 第一代机器人属于示教再现型 第二代则具备了感觉能力 第三代机器人是智能机器人 3、智能机器人的构成 它不仅具有感觉能力，而且还具有独立判断和行动的能力，并 具有记忆、推理和决策的能力，因而能够完成更加复杂的动作。 中央电脑控制手臂和行走装置，使机器人的手完成作业，脚完 成移动，机器人能够用自然语言与人对话。 具有机械部件 （例如：木板、金属板、塑料板、有机玻璃板，还有螺丝、螺帽等各种五金紧固件。） 具有感应和动作电子部件 （光源传感器、声音传感器、气体传感器、温度传感器等。） 具有机器人的大脑（RCU） 具有机器人的思想（编程实现） 教师：对学生的回答进行补充。 学生活动： 熟悉乐高机器人的零件结构，拼插简单的机器人 积木块垂直结构的搭建，马达能量分为1——5级，按照马达的功率，

进行速度的调整。 本课小结通过本节课的学习，学生对智能机器人有一定的了解。

双足机器人设计

小型双足步行机器人的结构及其控制电路设计 两足步行是步行方式中自动化程度最高、最为复杂的动态系统。两足步行系统具有非常丰富的动力学特性，对步行的环境要求很低，既能在平地上行走，也能在非结构性的复杂地面上行走，对环境有很好的适应性。与其它足式机器人相比，双足机器人具有支撑面积小，支撑面的形状随时间变化较大，质心的相对位置高的特点。是其中最复杂，控制难度最大的动态系统。但由于双足机器人比其它足式机器人具有更高的灵活性，因此具有自身独特的优势，更适合在人类的生活或工作环境中与人类协同工作，而不需要专门为其对这些环境进行大规模改造。例如代替危险作业环境中(如核电站内)的工作人员，在不平整地面上搬运货物等等。此外将来社会环境的变化使得双足机器人在护理老人、康复医学以及一般家务处理等方面也有很大的潜力。 双足步行机器人自由度的确定 两足步行机器人的机构是所有部件的载体，也是设计两足步行机器人最基本的和首要的工作[1]。它必须能够实现机器人的前后左右以及爬斜坡和上楼梯等的基本功能，因此自由度的配置必须合理:首先分析一下步行机器人的运动过程(前向)和行走步骤:重心右移(先右腿支撑)、左腿抬起、左腿放下、重心移到双腿中间、重心左移、右腿抬起、右腿放下、重心移到双腿间，共分8个阶段。从机器人步行过程可以看出:机器人向前迈步时，髓关节与踝关节必须各自配置有一个俯仰自由度以配合实现支撑腿和上躯体的移动;要实现重心转移，髋关节和踝关节的偏转自由度是必不可少的;机器人要达到目标位置，有时必须进行转弯，所以需要有髋关节上的转体自由度。另外膝关节处配置一个俯仰自由度能够调整摆动腿的着地高度，使上下台阶成为可能，还能实现不同的步态。这样最终决定髋关节配置3个自由度，包括转体(roll)、俯仰(pitch)和偏转(yaw)自由度，膝关节配置一个俯仰自由度，踝关节配置有俯仰和偏转两个自由度。这样，每条腿配置6个自由度，两条腿共12个自由度。髋关节、膝关节和踝关节的俯仰自由度共同协调动作可完成机器人的在纵向平面(前进方向)内的直线行走功能；髋关节的转体自由度可实现机器人的转弯功能；髋关节和踝关节的偏转自由度协调动作可实现在横向平面内的重心转移功能。 机器人的转体(roll)、俯仰(pitch)和偏转(yaw)定义如图1所示[2]。

轮式移动机器人结构设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告 题目轮式移动机器人的结构设计 专业名称机械设计制造及其自动化 班级学号 学生姓名 指导教师 填表日期2011 年 3 月 1 日

一、毕业设计（论文）依据及研究意义： 随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用，机器人技术由室内走向室外，由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。在军事、危险操作和服务业等许多场合得到应用，需要机器人以无线方式实时接受控制命令，以期望的速度、方向和轨迹灵活自如地移动。其中轮式机器人由于具有机构简单、活动灵活等特点尤为受到青睐。按照移动特性又可将移动机器人分为非全方位和全方位两种。而轮式移动机构的类型也很多，对于一般的轮式移动机构，都不能进行任意的定位和定向，而全方位移动机构则可以利用车轮所具有的定位和定向功能，实现可在二维平面上从当前位置向任意方向运动而不需要车体改变姿态，在某些场合有明显的优越性；如在较狭窄或拥挤的场所工作时，全方位移动机构因其回转半径为零而可以灵活自由地穿行。另外，在许多需要精确定位和高精度轨迹跟踪的时候，全方位移动机构可以对自己的位置进行细微的调整。由于全方位轮移动机构具有一般轮式移动机构无法取代的独特特性，对于研究移动机器人的自由行走具有重要意义，成为机器人移动机构的发展趋势。基于以上所述，本文从普遍应用出发，设计一种带有机械手臂的全方位运动机器人平台，该平台能够沿任何方向运动，运动灵活，机械手臂使之能够执行预定的操作。本文是机器人设计的基本环节，能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。 二、国内外研究概况及发展趋势 2.1 国外全方位移动机器人的研究现状 国外很多研究机构开展了全方位移动机器人的研制工作，在车轮设计制造，机器人上轮子的配置方案，以及机器人的运动学分析等方面，进行了广泛的研究，形成了许多具有不同特色的移动机器人产品。这方面日本、美国和德国处于领先地位。八十年代初期，美国在DARPA的支持下，卡内基·梅隆大学（Carnegie Mellon university,CUM）、斯坦福（Stanford）和麻省理工（Massachusetts Institute of Technology,MIT）等院校开展了自主移动车辆的研究，NASA下属的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也开展了这方面的研究。CMU机器人研究所研制的Navlab-1和Navlab-5系列机器人代表了室外移动机器人的发展方向。德国联邦国防大学和奔驰公司于二十世纪九十年代研制成VaMoRs-P移动机器人。其车体采用奔驰500轿车。传感器系统包括：4个小型彩色CCD摄像机，构成两 组主动式双目视觉系统；3个惯性线性加速度计和角度变化传感器。SONY公司1999年推

轮式移动机器人结构设计开题报告

一、毕业设计（论文）依据及研究意义： 随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用，机器人技术由室内走向室外，由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。在军事、危险操作和服务业等许多场合得到应用，需要机器人以无线方式实时接受控制命令，以期望的速度、方向和轨迹灵活自如地移动。其中轮式机器人由于具有机构简单、活动灵活等特点尤为受到青睐。按照移动特性又可将移动机器人分为非全方位和全方位两种。而轮式移动机构的类型也很多，对于一般的轮式移动机构，都不能进行任意的定位和定向，而全方位移动机构则可以利用车轮所具有的定位和定向功能，实现可在二维平面上从当前位置向任意方向运动而不需要车体改变姿态，在某些场合有明显的优越性；如在较狭窄或拥挤的场所工作时，全方位移动机构因其回转半径为零而可以灵活自由地穿行。另外，在许多需要精确定位和高精度轨迹跟踪的时候，全方位移动机构可以对自己的位置进行细微的调整。由于全方位轮移动机构具有一般轮式移动机构无法取代的独特特性，对于研究移动机器人的自由行走具有重要意义，成为机器人移动机构的发展趋势。基于以上所述，本文从普遍应用出发，设计一种带有机械手臂的全方位运动机器人平台，该平台能够沿任何方向运动，运动灵活，机械手臂使之能够执行预定的操作。本文是机器人设计的基本环节，能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。 二、国内外研究概况及发展趋势 2.1 国外全方位移动机器人的研究现状 国外很多研究机构开展了全方位移动机器人的研制工作，在车轮设计制造，机器人上轮子的配置方案，以及机器人的运动学分析等方面，进行了广泛的研究，形成了许多具有不同特色的移动机器人产品。这方面日本、美国和德国处于领先地位。八十年代初期，美国在DARPA的支持下，卡内基·梅隆大学（Carnegie Mellon university,CUM）、斯坦福（Stanford）和麻省理工（Massachusetts Institute of Technology,MIT）等院校开展了自主移动车辆的研究，NASA下属的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也开展了这方面的研究。CMU机器人研究所研制的Navlab-1和Navlab-5系列机器人代表了室外移动机器人的发展方向。德国联邦国防大学和奔驰公司于二十世纪九十年代研制成VaMoRs-P移动机器人。其车体采用奔驰500轿车。传感器系统包括：4个小型彩色CCD摄像机，构成两 组主动式双目视觉系统；3个惯性线性加速度计和角度变化传感器。SONY公司1999年推

《让机器人走正多边形路线》教学设计

第2节《听话的机器人》 第二课时 《让机器人走正多边形路线》教学设计 一、教材分析： 本课是教材第2节第4课中的内容。首先，依据教材，考虑学生年龄特点，我将教材中一课时的内容分解成两课时进行讲授，第一课时侧重讲授“转向”模块的使用方法；第二课时，侧重“转向”模块的应用，最后，让学生举一反三，灵活运用学过的知识，让机器人画出比较复杂的图形。这样做的目的主要有以下考虑： 新课标中，三维目标的“过程与方法”中指出：要培养学生解决学习和生活中实际问题的能力，具体要求是能从日常生活、学习中发现或归纳需要利用信息技术解决问题的能力。第二，帮助学生设计恰当的学习任务和形成有效的学习方式；帮助学生发现他们所学知识的社会价值；帮助学生营造和维持学习的过程中的积极的心理氛围。第三，本课教学在建构主义教学理论指导下，使用任务驱动的方法，教师在教学过程中通过“帮助”和“引导”发挥作用，激发学生学习动机，重在教会学生学会学习方法，达成多方面的教学目标。最后，考虑学习者的学习特点，按照建构主义学习理论思想，在学生已经具备了编写机器人程序的基础上，让学生运用已有的数学知识，结合机器人课上所讲授的新知识，控制机器人完成新的任务。 二、教学思路： 机器人绘图这节课是以学生的研究活动为主体，以研究机器人绘图为主线，在课上设计3个研究任务。 1、复习引入（画正方形）。让学生回忆机器人编写程序中的两种结构。顺序结构和循环结构。知道机器人绘图要根据图形的特点。例如：正方形4条边相等、4个角都是直角。 2、画正三角形。在画正方形的基础上，学习画正三角形。根据三角形的特点3条边相等，3个角相等都是60度来编程。机器人转向的角度是难点，采用课件展示的方式让学生理解机器人转向的角度是120度不是60度。为了减低难道可以把120度看成90度加30度，这样让学生更容易的编写程序。 3、机器人画正六边形。出示课件，引导学生通过表格的分析正六边形、正八边形角度转向，引导学生体会正多边形转向角度和边数的关系。让学生自己选择是画正六边形还是正八边形。最后让学生画正多边形的图形。为总结画正多边形的规律做准备。 4、通过机器人绘图让学生总结出画正多边形的规律。机器人循环的次数和正多边形的边数相同，机器人转向的角度等于360度除以正多边形的边数。 本课，在任务1教学环节中，教师引导学生复习回忆画正方形的知识，引导学生体会画正方形要根据正方形的特点来设置程序模块的参数。在任务2教学环节中，培养学生的知识迁移能力，引导学生利用已有的经验和方法自己进行上机尝试画正三角形。通过画正三角、正六边形、正八边形到自己设计一个喜欢的正多边形的设计，给学生留有一些空间，充分发挥其自主性，让学生自己去探究，让不同层次的学生都能体验成功的快乐。让学生体会运用两种程序结构的优势。最后，和同学们一起进行归纳总结并找出规律来。从中让学生体会在编程控制机器人的过程中运用到了数学知识。各个学科的知识之间都存在某种联系，我们要注意知识的积累开阔视野，这样才能增强我们的解决实际问题的能力。 三、教学目标： 知识与技能：1、了解能力风暴VJC1.5仿真系统及其运行环境。 2、学会用直行、转向

手把手教你做四足步行机器人

手把手教你做四足步行机器人 用两个飞机模型舵机就能DIY个四足机器人!简单易做.你可试试. 来源：机器人天空原创时间：2008-05-19

第一步：准备零件和所需的材料 制作一个四腿的行走机器人非常简单，所需零件也非常少，两个电机，机器人的腿（用直径合适的铁丝弯制），电池，底板（我用的是一种非常酷的塑胶材料，当它被在热水中加热时就会变软，冷却后又会回复硬度），用来将电池和电机固定在底板上的螺钉，一小块电路实验版（可以在电子市场买到），一个用来安放 ATMega的28针芯片插座，胶，烙铁 和焊锡，以及刀子。 装配之前我还画了一张草图，在上面标出了需要打孔和切割的位置，有一张草图可以让你少走很多弯路，所以我建议大家在对手之前都要做一番“纸上谈兵”的工作。

第二步： 现在需要用刀子在机器人的底板上划出两个安放电机的洞，我先按照草图划出一个洞后用切下来的那部分做标尺直接在另一边划另外一个洞。切的时候不要忘了在下面垫一块纸板， 我差一点切了我的咖啡桌。 打好两个洞后试一试电机，我划的洞似乎稍微宽了一点，长度倒是刚好。

第三步：弯曲底板，安装电机

很不幸，本人手劲不足，无法直接把底板弯曲成照片中的角度，只好采用技术含量比较高 的办法： 首先烧一壶开水 然后将底板放入水中一到二分钟，主要要用一个东西按住底板，免得它浮上来（不要用手！）。 拿出来后底板应该软一些了，戴着手套将它弯曲到自己想要的角度直到冷却。 根据网上高手的建议，最佳角度为30度。 钻上两个螺纹孔，然后用螺钉将电机固定在底板上。

第四步：固定腿部到伺服电机的十字臂 我用尖嘴钳截了两段粗铜线作为机器人的前腿和后腿，然后把它们弯曲成适合伺服电机的 十字臂的形状。 一条经典的BEAM准则就是需要连接零件时，如果可能的话尽量采用铁丝来捆绑。用铁丝捆绑要优于采用焊锡连接。用铁丝捆绑的话会给零件一定的自由空间，并且也利于零部件的 再次使用。

轮式移动机器人课程设计 (2)

目录 目录 (1) 摘要 (2) 1.移动机器人技术发展概况 (3) 1.1机器人研究意义及应用领域 (3) 1.1.1机器人的研究意义 (3) 1.1.2 机器人的应用领域 (3) 1.2移动机器人的发展概况 (4) 1.2.1移动机器人的国内发展概况 (4) 1.2.2移动机器人的国外发展概况 (4) 2.轮式移动机器人的结构设计 (7) 2.1移动机器人的系统结构 (7) 2.2轮式移动机器人主要结构 (7) 3.轮式移动机器人的控制系统 (11) 3.1控制系统硬件选型与配置 (11) 3.1.1驱动电机的选型 (11) 3.1.2伺服电机的选型 (12) 3.1.3轮毂电机的选型 (13) 3.2轮式移动机器人控制系统框架 (15) 4.结论和总结 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录 (21)

摘要 移动机器人是机器人家族中的一个重要的分支，也是进一步扩展机器人应用领域的重要研究发展方向。自上世纪九十年代以来，人们广泛开展了对机器人移动功能的研制和开发，为适应各种工作环境的不同要求而开发出各种移动机构。 论文内容包括四个部分：简要介绍了移动机器人研究现状、对所设计移动机器人系统进行了描述、视觉导航轮式移动机器人底层硬件设计和视觉轮式移动移动机器人的底层控制。 论文详细地介绍了移动机器人底层硬件系统元件的选型和原理电路图的设计。我们选用PIC16F877单片机作为下位机接收上位机传来的命令和产生驱动信号。步进电机的驱动电路采用两个步进电机驱动器-L298，驱动程序写入PIC16F877单片机，通过程序控制步进电机的转速和转向。采用Propel 设计了底层控制系统的原理图和PCB版图，采用Proteus进行程序和硬件系统的仿真。仿真结果表明：步进电机运行稳定、可靠性高，实现了对步进电机的预期控制。 关键词：移动机器人；运动控制；PIC16F877；步进电机

《认识机器人》教学设计(最新整理)

认识机器人 ■教材分析 《认识机器人》是机器人相关课程的引入课，也是学生的学习机器人的第一课。本课主要安排了机器人的概念，分类，及发展历史。通过“认识机器人”让学生初步了解机器人，并激发学习兴趣，为今后的课程打下基础。 ■学情分析 本节课通过学习“认识机器人”让学生初步了解机器人。由于这是学生学习机器人的第一课，学生对此的学习热情非常高涨。考虑这是学生第一次机器人课，所以教学内容选择了最简单的机器人概念，分离和发展历史，旨在激发学生们的学习兴趣。。 ■教学目标 1.知识与技能 （1）首次了解机器人的概念及特点。 （2）了解机器人的发展历史。 （3）学会根据机器人的特点对其分类，激发学习兴趣，并对未来机器人的发展趋势有一定设想。 2.过程与方法 让学生在讨论中理解机器人的概念，学会根据机器人的特点对其分类。 3.情感态度与价值观 通过讨论认识机器人，感受机器人学习的快乐，进一步激发信息学习兴趣。 4.行为与创新 通过自主探究的学习方式，在固有知识学习的基础上对机器人进行分类，并对未来机器人的发展进行猜想。 ■课时安排 安排1课时。 ■教学重点与难点 教学重点：了解机器人的概念，分类和发展历史。 教学难点：根据机器人的特点对其进行分类。 ■教学方法与手段 演示法、讲授法、自主探究。

■课前准备 教学演示文稿、学件。 ■教学过程 教学环节教师与学生活动设计意图 一、导入师：同学们开始新课“认识机器人”之前，我们先来看一 段有趣的视频（播放超能陆战队片段） 师：同学们大白可不可爱呀？ 生：可爱！ 师：好的，我们今天的课程就是“认识机器人”（板书）， 同学们有没有人看过其他机器人的动画呢？ 生：（积极回答…）。 师：同学们说的真好！既然大家看了那么多机器人，那么 大家认为机器人应该是什么样的？ 生：像人一样/可爱的/笨笨的…. …. 通过动画视频， 活跃课堂气氛， 激发学生学习兴 趣，将学生引入 “认识机器人” 的主题 1.机器人概念师：（展示一些机器人与其他物品的图片）那么同学们来 看一下，这里面有哪些是机器人，哪些不是呢？ 生：指出机器人 师：好的，从这里面可以看出，机器人并不一定要像人， 机器人呢，是靠自身动力和控制能力实现各种功能的机器， 它是一种机器，大家明白了嘛？ 生：明白了 师：那么大家再根据这个定义想一下生活中有哪些机器人 呢？(适时展示一些图片，引导学生思维) 生：研究、讨论，回答 师：好的，大家回答的都很好 通过图片的展示， 并通过讨论让学 生们理解什么是 机器人 2.机器人发展历史师：那么这么多的机器人是怎么发展来的呢？大家有没 有看过三国演义呀？来看这张图片是什么？木马流牛对吗？ 生：对！ 师：这就是我国最早的机器人，诸葛亮用它来运送军粮。 外国的古希腊也曾经出现过“自动机”（放图片）。这些呢 都属于古代机器人 老师通过讲解让 学生们了解机器 人的发展史 二、认识机器人 3.机器人分师：我们来看看这位同学编写的程序，他是让机器人按照 图3的路线行走的，你发现程序有什么规律吗？如果在 logo中我画正方形也这么画吗？能不能精简一下？ 生：用重复命令。 师：对了，在机器人编程中不叫重复，叫循环。循环模块 老师先讲解机器 人的分类，再让 学生们根据学到 的知识对机器人 进行分类，加深

机器人制作教程

两年前，爸爸给我买了套机器人组合套件，希望我在进入小学高年级之前掌握基本的机器人知识。去年暑假爸爸辅导我阅读《简易机器人制作》（江苏教育）一书，开始学习认识机器人，掌握初级的计算机控制和简单的机械知识。这个寒假我利用所掌握的知识，在爸爸指导下，开始实际制作一个简单的完整模型——智能机器人小车。 一、小车功能介绍 智能机器人小车可独立完成4个功能： 1、小车碰壁拐弯——小车在行进过程中碰到障碍物倒退拐弯并继续前行； 2、小车悬崖回头——小车在浅色水平桌面行进，探测到行进方向是桌子边沿时停步并转弯回头； 3、小车边走边唱——小车在行进过程中播放音乐； 4、小车走8字——小车按照8字的形状行走； 二、设计思路 最初爸爸找到一个类似范例，但由于结构件不同，而且没有源程序，我们参考了这个范例的结构和功能，经过独立思考，多次实验调测，完成这个小车的制作。 1、确定任务 依照不同程序，能够分别使小车完成碰壁拐弯、边走边唱、悬崖回头和走8字。 2、确定总方案 根据任务确定智能小车所需完成的动作，小车需要具备探测障碍物、探测桌面边沿、以及相应需要完成的前进、后退、拐弯、唱歌这些动作。 3、结构设计

结构设计成有两个电机分别控制两个后轮，前轮使用一个万向轮，另外需要一个接触传感器和一个双光反射传感器。结构上需要将接触传感器触点放在小车最前端，双光反射传感器设在接触传感器稍微靠后的位置，面向地面，距地面8-10mm。结构设计中的难点是万向轮很容易卡住，连接线不够长影响控制板安装位置。 4、控制电路设计 控制电路要设计成让传感器（接触传感器、光反射传感器）判断有没有信号，然后确定两个电机正转或反转，实现小车前进、后退和拐弯这些动作。 5、控制软件设计 软件设计首先需要制定机器人控制的输入输出分配方案： 根据所要完成的任务，绘制出控制软件的流程图草案，并最终完成软件程序流程。 6、组装调试 根据设计安装好小车，并将完成的程序写入主控制器中，然后让它试运行，再找出结构或程序的问题，不断的调试，直到将问题解决。 三、制作总结 制作成功这个智能机器人小车，我感觉很有成就感。这个制作加深了我对计算机控制基本知识的理解，激发了我继续深入学习机器人制作的兴趣。在现有小车的结构下，我还将编写新的控制程序，完成小车的第五个动作——沿黑线轨迹行走，并且进一步通过学习子程序的调用，把小车的五个动作集合到一起，通过接触传感器预先设定，完成不同的动作。未来还计划把这个小车改装成一个服务机器人，可以在不同的指定位置拿水杯、倒水和放杯。 附录一、智能机器人小车外观介绍