机器人设计思路

扫地机器人的设计与实现

内容摘要：

随着人类发展和社会进步，智能化在现实生活中的应用越来越广泛。本文阐述了扫地机器人在无人操控的情况下完成清扫具有桌子﹑椅子﹑饮水机和茶几的室内地面的任务。本设计由控制模块、感知模块、移动模块、清洁模块四大模块组成。控制模块由控制器部分和电源部分构成，是整个设计的中心。感知模块要运用到传感器，常用的传感器有感应式传感器﹑电容式传感器﹑超声波传感器﹑红外光反射传感器﹑碰撞传感器和感光传感器。移动模块一般用到的结构包括步进式﹑轮式和履带式及其他方式，轮式和履带式结构一般用于平滑的地面，而步进式则适合在路况较差的地面上运动。清洁模块包括吸尘装置﹑清扫装置，吸尘装置可以吸附地面上较小的垃圾以及灰尘，清扫刷可以除去地面上的顽固污渍。小车采用智能控制技术，按照规定路线在室内行驶，具有自动发现垃圾并清洁地面的功能。基于AT89C51单片机和C语言小车能够实现预期的功能。

关键字：感知移动清洁

1.概述 .............................................................................................

1.1设计目的和设计要求 ........................................................................

1.2设计构思 ............................................................................................

2.设计原理及方案............................................................................

2.1模块设计 ............................................................................................

2.2工作流程 ............................................................................................

2.3路径规划研究 .....................................................................................

2.4路径的实现——内螺旋算法 ............................................................

3.实验及其结果................................................................................

4.总结与心得体会 ............................................................................ 参考文献..........................................................................................

扫地机器人的设计与实现 1.概述

1.1设计目的和设计要求

随着人类文明的不断发展，科技已经深入到了我们生活的方方面面。在当今社会，人们的工作与学习愈加繁忙，机械自动化便顺理成章地成为了社会发展的趋势，这样可以极大地提高工作效率。机器人若要实现智能化就必须要能独立感知外界环境并作出及时的判断与处理，随后触发指令并完成相应的动作。本次设计的要求是小车能够在指定区域内不留遗漏地打扫干净地面。

1.2设计构思

2.设计原理及方案

2.1模块设计

扫地机器人由各功能模块构成，各功能模块相互协调，共同作用，保证机器人的顺利工作。扫地机器人的中心是控制模块，使用了AT89C51单片机，它对其他各功能模块进行控制。移动模块负责行走，由驱动电机，驱动轮和万向轮组成，因房间地面平滑，故采用轮式结构。感知模块负责采集周围环境的各种信息。感知模块由传感器构感知模块控制模块移动模块清洁模块

成，传感器的选择取决于机器人的工作需要，机器人对传感器的一般要求是:精度高，可重复使用，稳定性好，不受外界干扰干扰，质量和体积小。综合这几点，同时考虑到机器人对避障和清扫任务的要求，感知模块决定采用超声波传感器、红外线传感器。清洁模块由起尘刷、挡尘盖、清扫电机、清扫刷、集尘室和吸尘风机组成，由于客观条件的限制，没有安装洒水装置和擦地装置。图一和图二为机械结构图。

图一

图二

2.2工作流程

①首先启动机器人，令其开始进行工作。

②机器人开始工作后便控制吸尘装置进行吸尘，清扫装置开始扫地。

③机器人一旦开始工作，感知模块就开始不停地搜集周围的信息，送入控制模块进行分析处理从而决定机器人的行走路径。

④当路径规划需要机器人实现转向的时候，控制模块便改变两轮的速度，通过速度差来实现转向。

该扫地机器人利用安装的传感器获得房间内部的基本信息，例如障碍物的位置，墙壁的位置，然后根据获得的信息，采取相应的措施，通过以单片机为核心的控制模块进行障碍物的判断、避障方式选择和前进的实施。

2.3路径规划研究

所谓机器人路径规划技术，就是机器人根据自身的传感器对环境的感知，按照某种优化指标，在起点和终点之间规划出一条与障碍物无碰撞的路径。

路径规划可分为两类，一种是传统的从起点到终点的路径规划，它的目标是找到一种两点间的最优路径，其中包括路程最短，耗时最少，耗能节约等方面，并且使机器人能正常运行并避开障碍物；另一种是完全遍历路径规划，这是一种在平面工作范围中特殊的路径规划，指在满足某种前提下，找到一条在设定区域内从起点到终点且经过所有可达到点的连续路径。

对于扫地机器人来说，由于它要将整个房间清扫干净，这就要求它要走遍房间的每一个角落，所以这与一般的移动机器人路径规

划不同，它要按照一定的轨迹来运动，同时具有运动的遍历性和不重复性。遍历性指的是机器人要尽可能地走遍所有需要清扫的区域。它反映了机器人的实效性。不重复性指的是机器人的行走路线应尽量避免重复。它反映了机器人的工作效率的高低。同时我们希望路径是连续的、不间断的;机器人能避开所有障碍;清洁机器人行走的总距离和时间最小，以达到最小的能量消耗。

在本设计中，我采用的是完全遍历路径规划，机器人不必去探测垃圾的具体位置，只需走遍房间的每个角落即可，发现有垃圾便清洁即可。

2.4路径的实现——内螺旋算法

内螺旋算法是让机器人沿墙壁移动，进行内螺旋式“回”字型路径规划，内收缩式的清扫，如图三。图中箭头表示前进方向，直线表示行进路线。在清扫过程中遇到障碍物时，清洁机器人的正常轨迹就会中断，进入绕障碍的程序，绕障结束后回归原来的轨迹。同时清洁的轨迹需要依据一定的规则来限定。本路径规划易于实现较大的覆盖率。这种方法简单，满足了遍历性和不重复性的要求。

在整个行进过程中，机器人是从外向内运动的。机器人的初始位置是靠墙的。自起点开始，采用“回”字型内螺旋式进行清扫，沿顺时针方向绕房间沿墙行走，每转一周与墙边距离增加一个车身的宽度，直至走到房间中心，机器人在每一周的直线运行过程中要保持与墙不变的距离，当遇到障碍物时就绕过障碍物。具体流程如图四

图三内螺旋算法示意图

否

是

否

图四内螺旋方式流程图是

开始按照“回”字型内螺旋方式进行清

扫

是否遇到障碍物绕开障碍物

是否清扫完

所有区域

3.实验及其结果

为了验证方案的可行性，选择一个房间进行实验，检验机器人是否能按照预先规划好的路径行走且能够成功避障直到完成清扫任务。同时，通过实验，对机器人的硬件结构，系统电路和控制程序的正确性做进一步验证。机器人在走直线和转弯时均有一定偏差，此外还有漏扫的情况，经分析和处理后机器人基本可以完成任务。

4.总结与心得体会

在这次设计中，我亲自动手制作了机器人，令其完成清洁工作看似是一件容易的事情，但是实际的过程中遇到了很多麻烦。对于出现的各种情况，我采取了相应的办法。首先要考虑的就是机器人应该分成哪几个部分，扫地只是它的功能，为此则需要多个模块来共同实现，首先要有清扫工具，，移动依靠轮子，为了避免撞到墙壁和障碍物则需要传感器做出感应，所有这一切都需要控制器的统一协调和安排。在考虑路径规划时，我查阅了一些资料，其中包括自由空间法，栅格法等，但是这些方法要么需要较大的内存空间，要么对传感器的要求非常高，或者有一些其他的要求，这些要求客观上都不太容易满足，权衡各方面因素，我最终选择了内螺旋法。在实验的过程中，机器人在走直线的时候存在偏差，在程序中设置的两个轮子理想的行驶速度是一致的，但是两个轮子的大小不可能完全一样，电机的驱动可能也稍有差别。机器人在转弯的时候不能达到90度，这与硬件有关，可能也受到地面摩擦的影响，我不断调整两轮速度大小以及持续时间从而达到理想的效果。地面上的某些区域是机器人没有能够清扫到的，我发现机器人离障碍还有较远的距离时就开始躲避障碍，这应该

是传感器感知障碍的距离的设置有问题，将距离适当设小一些就能让机器人基本上清扫到所能清扫的所有区域。另外，程序本身也有一定问题，机器人显得不够灵活，应该是各个模块之间的协同性不够好，经过反复调试，各个模块之间可以较好的配合。机器人在改进后基本上能达到了预期的实验效果。通过实验我明白了理论和实际是有偏差的，设计程序时要考虑到硬件和客观环境这些因素的影响。这次实验是让我把理论知识勇于实践当中，考验了我的动手能力。

参考文献

[1] 罗志增，蒋静坪，机器人感觉与多信息融合，机械工业出版社，2002

[2] 徐德，谭民，李源，机器人视觉测量与控制，国防工业出版社，2011

[3] 赵小川，机器人技术创意设计，北京航空航天大学出版社，2013

[4] John Blankenship，Samuel Mishal，机器人编程设计与实现，科学出版社，2010

机器人控制技术论文

摘要为使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。既包括实现控制所需的各种硬件系统，又包括各种软件系统。最早的机器人采用顺序控制方式，随着计算机的发展，机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能，并采用示教再现的控制方式。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。多种技术的发展将促进智能机器人的实现。当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti 和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。关键词：机器人，机器人控制，PID，自动控制

目录摘要.......................................................... I 第1章绪论................................................ - 1 - 1.1机器人控制系统 (1) 1.2机器人控制的关键技术 (1) 第2章机器人PID控制...................................... - 2 - 2.1PID控制器的组成 (2) 2.2PID控制器的研究现状 (2) 2.3PID控制器的不足 (3) 第3章 PID控制的原理和特点 ................................ - 4 - 3.1PID控制的原理 (4) 3.2PID控制的特点 (5) 第4章 PID控制器的参数整定 ................................ - 5 -后记...................................................... - 6 -

认识机器人教案

教案：认识机器人（第一课时）一、教学目标知识目标：了解机器人的概念、产生、发展、种类与应用。技能目标：熟练利用网络查找信息和处理信息。情感目标：培养学生对机器人的兴趣，培养学生关心科技、热爱科学、勇于探索的精神。二、重点难点教学重点：机器人的概念及应用难点分析：机器人的概念三、教学过程： 1、新课导入 21世纪被信息技术专家誉为智能机器人的时代，机器人在各行各业将得到更加广泛的应用，机器人技术综合机械工程、电子工程、传感器应用、信息技术、数学、物理、等多种学科，它代表着一个国家的高科技发展水平，例如我国首例远程遥控机器人手术就是由北京的医生通过电脑遥控着沈阳机器人“黎元”进行脑外科手术。那究竟什么是机器人？我们要学习使用的机器人是什么样子？机器人能够做些什么？我们如何控制机器人？今天开始我一起走进机器人世界去寻找上述问题答案。观看有关机器人的视频片段 2、教学内容机器人的概念各国科学家对机器人的定义有所不同，而且随着时代的变化，机器人的定义也在不断发生变化。中国的科学家们把机器人定义为一种自动化的机器，具备一些与人或生物相似的能力，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，它的外形不一定象人。判断一个机器人是否是智能机器人我们可以根据下面三个基本特点：（1）具有感知功能，即获取信息的功能。机器人通过“感知”系统可以获取外界环境信息，如声音、光线、物体温度等。（2）具有思考功能，即加工处理信息的功能。机器人通过“大脑”系统进行思考，它的思考过程就是对各种信息进行加工、处理、决策的过程。（3）具有行动功能，即输出信息的功能。机器人通过“执行”系统（执行器）来完成工作，如行走、发声等。机器人的产生、发展、种类与应用对这些内容请大家以小组合作的形式通过互联网、光盘等媒体检索信息，并设计一个关于机器人的有关知识的演示文稿。 1）成立小组，分工合作，制定活动计划。小组成员（2）确定“机器人世界探索”活动的探索主题，构建问题框架。（3）评价要求（1）展示在小组内展示“机器人世界探秘”项目。各小组推出代表参加班级交流。评选最佳主题奖、最佳演示奖、最佳合作奖。（2）通过自评和互评的方式进行评价，标准如下： 3、作业布置（1）说说机器人与一些电动玩具的区别？（2）完成一个关于机器人演示文稿的制作，包括机器人的发展、机器人的分类、机器人的特点等内容。三、课堂小结：这节课我们了解了机器人的概念和机器人的产生、发展、种类及应用等知识。并对学生的演示文稿的任务完成情况进行小结和评价。第12课机器人学走路教学分析：本课教学内容为《小学信息技术》教材（浙江教育出版社）第四册第12课，属机器人模块。本课教学是在学生学习了《第10课我们身边的机器人》、《第11课机器人仿真软件》掌握了机器人的简单工作原理，初步掌握机器人仿真软件的使用，并会控制机器人走直线的基础上学习本课，为以后学习《机器人画正多边形》、《机器人分辨颜色》打下基础。学情分析：本次市研训活动，是临时选取了机器人模块的第3课作为教学内容，由于学生第一次接触机器人教学内容，且没有了第10课、第11课两课的铺垫，尽管学生对此教学内容充分好奇，但教学过程中教师处理不好，学生会觉得无从下手。因此，本课的教学对教师绝对是一次挑战。教学目的： 1．知识与技能：学会使用“转向”模块编写程序，控制机器人转向；学会使用“启动电机”“延时”“停止电机”模块编程，控制机器人走弧线。 2．过程方法：通过任务驱动与学生的操作实践，使用学会简单的机器人编程控制思想。 3．情感态度与价值观：让学生在编程控制中体验成功的快乐，充分激发孩子学习信息技术的兴趣。教学过程：一、铺垫导入 1．出示机器人，简单师生交流，拓展学生对机器人的了解。讨论：机器人由程序来控制。我们用程序语言把机器人完成任务的步骤与方法表达出来，这个过程叫编程。 2．教师演示机器人控制程序在仿真软件中的仿真。介绍：这种机器人的编程软件的启动与仿真。 3．学生打开范例尝试仿真。讨论1：机器人的动作，如直行、拐弯等。二、小组合作自主探究 1．任务一：让机器人动起来。教师讲解与学生操作：介绍编程环境（菜单、快捷工具、模块库、编程区）----模块的拖放、移动、删除----直行模块与转向模块的设置---文件的保存子任务1：机器人直行（教师示范，并讲解仿真环境的“运行、有轨迹、退出”几个按钮的使用。子任务2：机器人原地转向（学生独立完成）子任务3：机器人走折线（最好走出一个90度的角出来）

湘机小学2013机器人创意比赛创意设计(环保小卫士”——智能垃圾桶机器人)

环保小卫士 ——智能垃圾桶机器人设计报告作者：莫棫涵、桂健秦指导老师：王南霞作者单位：湘潭市岳塘区湘机小学第六届湖南省机器人创新设计大赛参赛作品

一、作者简介：姓名：桂健秦性别：男民族：汉出生年月：2002年5月14日就读学校：湖南省湘潭市岳塘区湘机小学就读班级：五【5】班性格：有耐心，很细心，做事认真个人爱好：乒乓球，篮球，电脑，射击类游戏，看书姓名：莫棫涵性别：男民族：汉出生年月：2002年3月1日就读学校：湖南省湘潭市岳塘区湘机小学就读班级：五【5】班性格：开朗、阳光、自尊心极强个人爱好：篮球、运动、读书、机器人设计制作

二、作品简介：现在，大家都在宣传和建设“两型社会”，但我们还是可以看到这样的现象：公共场所垃圾桶的周围经常满是垃圾，有时垃圾桶满了也没能及时清理；垃圾桶有老鼠窜来窜去；夏天的时候，垃圾桶的苍蝇、蚊子特多；经过垃圾桶时臭味难闻；有些人还是没有社会公德，手中的垃圾随便扔到地上或垃圾不入垃圾桶；虽然有分类垃圾桶，人们却很少把垃圾分类入桶…… 同时我们也了解到清洁工人每天在清理垃圾时都很辛苦，于是我们想到研制环保小卫士，这种环保小卫士实际上是一种智能的垃圾桶机器人，他能服务社区, 为社区保洁，充当环何卫士的职能，干最脏、最苦、最累的活，并能提醒人们注意公共卫生，养成好公共环境卫生好习惯，宣传两型环保知识，提高人们生活和居住环境质量。我们设想我们研制的环保小卫士有脑子，有嘴巴，有眼睛，有手和脚，能自动分类垃圾，并能对垃圾进行简单的处理。首先，这个垃圾桶是封闭的（但能透气），老鼠、苍蝇不能随便进入垃圾桶，当检测到有废物丢入垃圾时，提醒人们进行分类入桶，然后自动打开垃圾盖，并能再次对垃圾进行二次分类。其次，这个垃圾桶能进行垃圾处理。对不可回收的垃圾进行粉碎等处理，并可能利用垃圾来发电，为自己提供能源。垃圾桶具有自动清理功能，垃圾满了能自动行走到垃圾场“倒”垃圾，使垃圾桶更干净。第三，能监测周围的环境情况，显示出环境污染指数。并能对破坏环境的不良行为时能进行提醒，拍照作记录，促使大家养成良好习惯。减轻清洁工人的劳动。

浅谈机器人智能控制研究.答案

陕西科技大学 2015 级研究生课程考试答题纸考试科目机械制造与装配自动化专业机械工程学号1505048 考生姓名乔旭光考生类别专业学位硕士

浅谈机器人智能控制研究摘要：以介绍机器人控制技术的发展及机器人智能控制的现状为基础,叙述了模糊控制和人工神经网络控制在机器人中智能控制的方法。讨论了机器人智能控制中的模糊控制和变结构控制,神经网络控制和变结构控制,以及模糊控制和神经网络控制等几种智能控制技术的融合。并对模糊控制和神经网络控制等方法中的局限性作出了说明。关键词:机器人；智能控制；模糊控制；人工神经网络 1 智能控制的主要方法随着信息技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，这对自动控制技术提出崭新的挑战，促进了智能理论在控制技术中的应用，以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。智能控制技术的主要方法有模糊控制、基于知识的专家控制、神经网络控制和集成智能控制等,以及常用优化算法有:遗传算法、蚁群算法、免疫算法等。1.1 模糊控制模糊控制以模糊集合、模糊语言变量、模糊推理为其理论基础,以先验知识和专家经验作为控制规则。其基本思想是用机器模拟人对系统的控制,就是在被控对象的模糊模型的基础上运用模糊控制器近似推理等手段,实现系统控制。在实现模糊控制时主要考虑模糊变量的隶属度函数的确定,以及控制规则的制定二者缺一不可。 1.2 专家控制专家控制是将专家系统的理论技术与控制理论技术相结合,仿效专家的经验,实现对系统控制的一种智能控制。主体由知识库和推理机构组成,通过对知识的获取与组织,按某种策略适时选用恰当的规则进行推理,以实现对控制对象的控制。专家控制可以灵活地选取控制率,灵活性高;可通过调整控制器的参数,适应对象特性及环境的变化,适应性好;通过专家规则,系统可以在非线性、大偏差的情况下可靠地工作,鲁棒性强。 1.3 神经网络控制神经网络模拟人脑神经元的活动,利用神经元之间的联结与权值的分布来表

机器人与自动化技术

机器人与自动化技术 “机器人、无处不在的屏幕、语音交互，这些都将改变我们看待‘电脑’的方式。一旦看、听、阅读能力得到提升，你就可以以新的方式进行交互。”----比尔?盖茨在某电视节目中，预测未来科技领域的下一件大事时表示：机器人与自动化技术将成为未来发展的一大趋势，可以改变世界！工业机器人的应用，正从汽车工业向一般工业延伸，除了金属加工、食品饮料、塑料橡胶、3C、医药等行业，机器人在风能、太阳能、交通运输、建筑材料、物流甚至废品处理等行业都可以大有作为。当然，即将“改变世界”的机器人不仅仅具有代替人工的价值，在很多人类无法实现的领域也将出现机器人的身影。譬如，派送采矿机器人到月球和小行星上采挖稀土矿，将有望成为现实。而更令比尔?盖茨寄予厚望的是机器人将像“电脑”一样改变人类的生活。日本早稻田大学研究人员推出一种新型仿人型家务机器人。它集安全性、可靠性和灵巧性于一身，还具有仿人脸的外观。在工作时，它将一名男子抱下床，与他聊天并为他准备早餐。由于拥有和成年女性大小相当的灵巧双臂、双手，这种机器人能够用夹子将面包从面包机中取出，而丝毫不弄碎它。英国阿伯丁大学启动了一项新的研究计划，在3年内研发出允许机器人与人类进行交谈，甚至讨论具体决定的系统……。作为先进制造业中不可替代的重要装备，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。在机器人市场中，目前80%的市场份额仍由跨国公司占有，其中瑞典ABB、日本发那科FANUC、日本安川yaskawa和德国库卡KUKA四大企业则是市场第一梯队的“四大金刚”。其它有瑞士史陶比尔Staubli、德国克鲁斯CLOOS、德国百格拉、德国徕斯、德国斯图加特航空航天自动化集团（STUAA）、意太利瀚博士hanbs、意大利柯马COMAU、英国Auto Tech Robotics等。目前国内生产机器人的企业主要有：中科院沈阳新松机器人自动化股份有限公司、芜湖埃夫特智能装备有限公司、上海新时达机器人有限公司、安川首钢机器人有限公司、哈工大海尔机器人有限公司、南京埃斯顿机器人工程有限公司、广州数控设备有限公司、上海沃迪自动化装备股份有限公司等。 2015年，中国机器人市场需求预计将达35000台，占全球比重16.9％，成为全球规模最大的市场。一、机器人的系统构成由3大部分6个子系统组成。 3大部分是：机械部分、传感部分、控制部分。 6个子系统是：驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人-环境交互系统、人-机交互系统、控制系统。

RIC机器人创新挑战赛主题与规则

机器人创新挑战赛主題与规则 ――全民健身1.机器人创新挑战赛简介 ( )机器人创新挑战赛是一项青少年机器人比赛项目。要求参加比赛的代表队自行设计、制作机器人并进行程式设计。参赛的机器人可在特定的竞赛场地上，按照一定的规则进行比赛。在中国青少年机器人竞赛中设置机器人创新挑战赛的目的是通过信息技术及科学原理的融合运用，启发参赛者的科技运用及创意，并以机器人设计的竞赛活动，达到推动创新科学教育的目的，激发我国青少年对机器人技术的兴趣。 2.竞赛主題本届挑战赛的主题为“全民健身”。全民健身是指全国人民，不分男女老少，全体人民增强力量，柔韧性，增加耐力，提高协调，控制身体各部分的能力，从而使人民身体强健。全民健身旨在全面提高国民体质和健康水平，以青少年和儿童为重点，倡导全民做到每天参加一次以上的体育健身活动，学会两种以上健身方法，每年进行一次体质测定。为纪念北京奥运会成功举办，国务院批准从年起，将每年月日设置为“全民健身日”。伴随着全民健身活动的蓬勃开展，人们的生活观念发生巨大变化。在一些大中城市，为健康而消费成为新时代提高生活质量的一种时尚。部分新兴体育项目，如攀岩、马术、蹦极、保龄球、滑板、女子拳击、沙弧球、跆拳道、高尔夫球等运动，尤其受到年轻人的青睐。 . 比赛场地与环境场地场地图（不含黑边）的尺寸为长宽。图为训练场地示意图。实际比赛场地可能略有不同。

参赛队可以把待命区内当前不动或机器人不用的物品放到待命区外，只要这个动作不具有任何策略性。如因其它原因而非机器人的动作使场地中的模型断裂、失效、移动或被启动，如果可能，裁判员应尽快将它恢复。起始区与终止区场地中有一块起始区（区域）和一块终止区（区域）。起始区是机器人准备、启动的地方，终止区是机器人最终停止的地方。起始区为：*。赛场环境机器人比赛场地环境为冷光源、低照度、无磁场干扰，但由于一般赛场环境的不确定因素较多，例如，场地图下面有纹路和不平整；场地图本身有皱褶；尺寸有误差；光照条件有变化等等。参赛队在设计机器人时应考虑各种应对措施。. 机器人和器材本节提供设计和构建机器人的原则和使用器材的要求。参赛前，所有机器人必须通过检查。竞赛中号遥控机器人首先启动，号机器人启动后，通过无线手柄遥控的方式去启动号机器人，号机器人应让其自动运行完成规定任务，参赛队员不得再对号机器人进行干预。不允许使用智能循迹模块。每个参赛队只能使用两个机器人完成所有比赛项目。赛场上只能有两个控制器，不能再把其它控制器带到比赛区，即使该控制器只是用于配重或装饰或放在场外的盒子里。机器人最多可以使用个传感器，它们可以是触碰传感器、光电传感器、颜色传感

智能机器人控制系统

机器人的控制机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。智能机器人控制的关键技术关键技术包括： (1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。 (2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。 (3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。 (4)网络化机器人控制器技术：目前机器人的应用工程由单台机器人工作站

向机器人生产线发展，机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯，便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。 PID控制原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。比例（P）控制比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。积分（I）控制在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入积分项。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。微分（D）控制

我和机器人的故事_六年级作文

我和机器人的故事尊敬的老师、亲爱的同学、各位来宾：大家早上好！我是金实小学的徐瑞柏，今天我来讲一讲《我和机器人的故事》。那么，这次演讲的主题是要求我们讲：“创新在我身边”。可能有的同学就会想：哎哟，这机器人和创新有啥关系哟？其实上，机器人的发展史就是一部创新史。可能你们又会想：这跟我有啥关系呀？我好像用不到创新呢！也没什么可以创新的呀！其实不然，创新与我们的学习生活息息相关。比如说：我和我的同学在我们学校的兴趣小组学习机器人，有一次，我们在编辑程序、控制机器人去完成一个任务时，要求让机器人接触一个圆柱形物体一段时间，但不能让这个物体滚出指定的范围！老师就告诉我们，这一段程序要控制好，不能撞得太猛！我和同伴就想到一个创新的方法：先用机械手臂控制住那个物体，再去推那个物体，结束时再松开机械手臂。后来我们用这个方法实验了几次，效果果然很好。无意中，我们就小小地创新了一下。这时我明白：只要你善于观察、善于思考，生活中就随时都可以创新！对于创新，大家还要注意一件事：就是，千万不要放过你头脑里的灵感一现，大胆去尝试。记得去年七月份，我们代表学校去参加机器人比赛，因为当时当地的气候、场地等原因，导致我们在比赛过程中战术方案无法顺利实施。怎么办？这时我和同伴急中生智。于是，重新选择了一条路线，最终取得了优异成绩。赛后老师表扬了我们的大胆创新行为，让我们————来源网络整理，仅供参考 1

对创新又有了新的认识。根据中国的提案，从2001年起，设立了“世界知识产权日”，大家知道是哪一天吗？就是前几天的4月26日。设立世界知识产权日的其中一个目的就是鼓励知识创新。所以，社会在进步，我们在座的每一位都应该用发现的眼睛不断创新，正所谓：世界上从来不缺少机会，只缺少发现的眼睛！创新能让我们的生活充满乐趣。我们在学习和成长的过程当中，就像小树吸取阳光雨露一样，老师们不仅让我们收获知识，同时还让我们收获创新的方法和勇气，让我们一天天茁壮成长。感谢各位尊敬的老师！谢谢大家！我的演讲完毕。 2 ————来源网络整理，仅供参考

《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

机械创新设计大赛获奖作品

全国大学生第一届机械创新设计大赛获奖作品展示全国一等奖北京化工齿动多功能平行口钳北京化工齿动多功能平行口钳北京化工齿动多功能平行口钳大连理工机械式自动节水水龙头第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车第二炮兵工程学院军地两用全自动担架车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车东南大学自适应可翻转探测车福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车

国防科大行星轮式登月车哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工并联与分布控制机器人哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工大微定位仿生机器人哈工大微定位仿生机器人海军工程大学摆式特种发动机天津大学爬杆喷漆机器人天津大学爬杆喷漆机器人中国农大菌液自动抽取喷涂机中国农大菌液自动抽取喷涂机

重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机重庆大学半球体螺旋沟槽数控研磨机全国二等奖北工大助力器北工大助力器北工大助力器长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人大连理工蚯蚓爬行器大连理工蚯蚓爬行器东北大学圆柱凸轮数控铣削加工装置哈工程螺旋传动管道机器人海军工程大学舰船探测者海军工程大学舰船探测华东理工易拉罐有偿回收 / 华南理工健身洗衣机华南农大气动式龙眼去核机

机器人控制原理

第二章机器人系统简介 2.1 机器人的运动机构（执行机构）机器人的运动机构是机器人实现对象操作及移动自身功能的载体，可以大体分为操作手（包括臂和手）和移动机构两类。对机器人的操作手而言，它应该象人的手臂那样，能把（抓持装工具的）手依次伸到预定的操作位置，并保持相应的姿态，完成给定的操作；或者能够以一定速度，沿预定空间曲线移动并保持手的姿态，并在运动过程中完成预定的操作。移动机构应能将机器人移动到任意位置，并保持预定方位姿势。为此，它应能实现前进、后退、各方向的转弯等基本移动功能。在结构上它可以象人、兽、昆虫，具有二足、四足或六足的步行机构，也可以象车或坦克那样采用轮或履带结构 2.1.1 机器人的臂结构机器人的臂通常采用关节——连杆链形结构，它由连杆和连杆间的关节组成。关节，又称运动副，是两个构件组成相对运动的联接。在关节的约束下，两连杆间只能有简单的相对运动。机器人中常用的关节主要有两类： (1) 滑动关节(Prismatic joint): 与关节相连的两连杆只能沿滑动轴做直线位移运动，移动的距离是滑动关节的主要变量，滑动轴一般和杆的轴线重合或平行。 (2)转动关节(Revolute joint): 与关节相连的两连杆只能绕关节轴做相对旋转运动，其转动角度是关节的主要变量，转动轴的方向通常与轴线重合或垂直。杆件和关节的构成方法大致可分为两种：(1) 杆件和手臂串联连接，开链机械手(2) 杆件和手臂串联连接，闭链机械手。以操作对象为理想刚体为例，物体的位置和姿态各需要3 个独立变量来描述。我们将确定物体在坐标系中位姿的独立坐标数目称为自由度（DOF（degree of freedom））。而机器人的自由度是由有关节数和每个关节所具有的自由度数决定的（每个关节可以有一个或多个自由度，通常为1 个）。机器人的自由度是独立的单独运动的数目，是表示机器人运动灵活性的尺度。（由驱动器能产生主动动作的自由度称为主动自由度，不能产生驱动力的自由度称为被动自由度。通常开链机构仅使用主动自由度）机器人自由度的构成，取决于它应能保证完成与目标作业相适应的动作。分析可知，为使机器人能任意操纵物体的位姿，至少须 6DOF，通常用三个自由度确定手的空间位置（手臂），三个自由度确定手的姿态（手）。比较而言，人的臂有七个自由度，手有二十个自由度，其中肩3DOF，肘2 DOF，碗2DOF。这种比6 还多的自由度称为冗余自由度。人的臂由于有这样的冗余性，在固定手的位置和姿态的情况下，肘的位置不唯一。因此人的手臂能灵活回避障碍物。对机器人而言，冗余自由度的设置易于增强运动的灵活性，但由于存在多解，需要在约束条件下寻优，计算量和控制的难度相对增大。典型的机器人臂结构有以下几种： (1)直角坐标型(Cartesian/rectanglar/gantry) (3P) 由三个线性滑动关节组成。三个关节的滑动方向分别和直角坐标轴x,y,z 平行。工作空间是个立方体 (2)圆柱坐标型(cylindrical)(R2P) 由一个转动关节和两个滑动关节组成。两个滑动关节分别对应于圆柱坐标的径向和垂直方向位置，一个旋转关节对应关于圆柱轴线的转角。工作区域为矩形截面的旋转体。 (3) 球坐标型(spherical) (2RP) 两个转动关节和一个滑动关节分别实现手的左右，上下及前后运动。工作区域是扇形旋转体。 (4)关节坐标型(articulated/anthropomorphic)(3R)

智能机器人的控制技术前景分析

智能机器人的控制技术前景分析随着科学技术的发展，机器人控制技术也日渐成熟，不仅在力矩和位置控制等基础技术上有所进步，在智能化控制上也有显著提高。可是机器人基础控制技术尽管比较完善，但是想要得到进一步提升却有很大难度，因此，智能化发展成为了机器人控制技术的研发方向，该技术上突破会给基础控制技术的发展带来契机，本文重在研究机器人控制技术的发展方向及难度，希望本文内容能对机器人控制技术的研究带来帮助。机器人技术一直是国内外科学家重点研究的课题，尤其是美国、日本等发达国家更是机器人研究能力较强的国家，他们对机器人的研究工作有近60年了，而且实现了编程机器人向智能化机器人的发展。他们经过多年研究总结，把机器人控制技术分为三大部分，分别是力矩技术、位置技术和智能技术，其中，力矩技术和位置技术是基础，智能技术是研究的发展方向，所以说，前者是基础技术，后者是重点技术，两者都要快速地向前发展。 1.机器人基础控制技术的重要性及所面临的技术难题力矩技术和位置技术是机器人控制技术的基础，智能化技术是在这两种技术的基础上进行发展的，所以说，我们要想实现机器人智能化发展，就要先认识到力矩技术和位置技术的作用，了解到两种基础控制技术的重要性。以前，在机器人基础控制技术中的研究重点是速度、位置和受力等要素，而随着科学技术的发展，控制技术又需要研究各种实用的系统技术，从而保证机器人基础控制技术更加完善。可以这样说，在当今时代，机器人基础控制技术已经达到了一定的水平，这给机器人控制技术的发展打下了坚实的基础，但是，对于作为基础技术中的力矩技术和位置技术来说，要想实现突破，却要依赖智能化技术的发展，因此，位置技术、力矩技术、智能技术三者是紧密联系和相互制约的，位置技术和力矩技术为机器人控制技术智能化发展打下了基础，智能化技术又为机器人基础控制技术的突破带来了机会。下面，我介绍一下机器人控制基础技术所面临的难题。第一，机器人基础技术研发中存在技术难题。机器人系统设置和实际运动出现不一致问题，这个问题一直难以解决，这对位置技术和力矩技术来说是一个大的挑战。第二，数据模型不能解决机器人运动中的复杂问题。机器人在实际运行中遇到复杂问题时，数据模型就出现工作不正常现象，还有一些难以预见的问题，更是机器人控制基础技术难以解决的。第三，机器人基础控制技术系统不够完善。由于机器人基础控制技术都是建立在数字模型基础上的，该数字模型只是简单的力矩控制系统，根本不能完成复杂的指令，因此，机器人为了提高系统的性能，就需要增加设备来实现，这对基础控制系统来说难度很大。第四，机器人基础控制技术不能解决不确定对象的有关问题。机器人运行中会遇见很多不确定因素，由于这些不确定因素没有建立数字模型，因此，这些问题就难以靠基础控制技术来解决。所以说，机器人性能要想得到提高，光靠基础控制技术是难以实现的，

机器人控制技术论文

机器人技术论文机器人技术论文摘要为使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。既包括实现控制所需的各种硬件系统，又包括各种软件系统。最早的机器人采用顺序控制方式，随着计算机的发展，机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能，并采用示教再现的控制方式。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。多种技术的发展将促进智能机器人的实现。当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。关键词：机器人，机器人控制，PID，自动控制

第1章引言机器人控制的关键技术关键技术包括： (1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。 (2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux 上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。 (3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。第2章机器人PID控制 2.1 PID控制器的组成 PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。其输入e (t)与输出u (t)的关系为u(t)=Kp(e((t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt) 式中积分的上下限分别是0和t，因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)；其中Kp为比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数。它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。首先，PID应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。其次，PID参数较易整定。也就是，PID参数Kp，Ti和Td可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。 2.2 PID控制器的研究现状虽然有这些缺点，PID控制器是最简单的有时却是最好的控制器。目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。 2.3 PID控制器的不足在一些情况下针对特定的系统设计的PID控制器控制得很好，但它们仍存在一些问题需要解

谈谈你对机器人的认识

认识机器人机器人的发展史：认识机器人首先先了解下robot机器人这一词是怎么来的。1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”，“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。从此，“robot”以及相对应的中文“机器人”一词开始在全世界流行。上个世纪60年代前后，随着微电子学和计算机技术的迅速发展，自动化技术也取得了飞跃性的变化，开始出现了现在普遍意义上的机器人。1959年，美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，取名“尤尼梅逊”，意为“万能自动”。尤尼梅逊的样子像一个坦克炮塔，炮塔上伸出一条大机械臂，大机械臂上又接着一条小机械臂，小机械臂再安装着一个操作器。这三部分都可以相对转动、伸缩，很像是人的手臂了。它的发明人专门研究了运动机构与控制信号的关系，编制出程序让机器记住并模仿、重复进行某种动作。英格伯格和德沃尔认为汽车制造过程比较固定，适合用这样的机器人。于是，这台世界上第一个真正意义上的机器人，就应用在了汽车制造生产中。经过近百年来的发展，机器人已经在很多领域中取得了巨大的应用成绩，其种类也不胜枚举，几乎各个高精尖端的技术领域更是少不了它们的身影。在这期间，机器人的成长经历了三个阶段。第一个阶段中，机器人只能根据事先编好的程序来工作，这时它好像只有干活

儿的手，不懂得如何处理外界的信息。打个比方，如果让这样的机器人去抓会损坏它的东西，它也一定会去做。第二个阶段中，机器人好像有了感觉神经，具有了触觉、视觉、听觉、力觉等功能，这使得它可以根据外界的不同信息做出相应的反馈。如果再让它去抓某些东西，它可能就不干啦。第三个阶段，机器就真正长大成人啦，这时它不仅具有多种技能，能够感知外面的世界，而且它还能够不断自我学习，用自己的思维来决策该做什么和怎样去做。第一阶段的机器人，是小孩子，人们称它为“示教再现型”；第二阶段的机器人是一个青年，人们称它为“感觉型”；第三阶段的机器人则是成年人，称为“智能型”。1968年，美国斯坦福研究所研制出世界上第一台智能型机器人。这个机器人可以在一次性接受由计算机输出的无线遥控指令后，自己找到目标物体并实施对该物体的某些动作。1969年，该研究所对机器人的智能进行测定。他们在房间中央放置了一个高台，在台上放一只箱子，同时在房间一个角落里放了一个斜面体。科学家命令机器人爬上高台并将箱子推到地下去。开始，这个机器人绕着台子转了20分钟，却无法登上去。后来，它发现了角落里的斜面体，于是它走过去，把斜面体推到平台前并沿着这个斜面体爬上了高台将箱子推了下去。这个测试表明，机器人已经具备了一定的发现、综合判断，决策等智能。到了上个世纪70年代，第二代机器人开始迅速发展并进入实用和普及的阶段，而第三代机器人在今天也已经得到了突飞猛进的变化。它能够独立判断和行动，具有记忆、推理和决策的能力，在自身

智能机器人创新设计

智能机器人创新设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

智能机器人创新设计第一阶段智能机器人作品创新设计智能机器人创新设计评选的目的是为了激发青少年的创新意识，鼓励机器人爱好者在机器人开发和使用中自主创新，以创新为主题，设计制作各种新颖的机器人项目，实现机器人的机械、电子、气动、软件以及传感器等方面的扩展应用，从而推动机器人应用的不断发展。一.创新设计选题智能机器人创新设计第一步是选题，选题应该遵循以下基本原则。 1.题目来源于生活，服务于生活 2.科学性、新颖性、展示性。 3.根据自身能力判断可行性。二.创新设计途径 1.模仿：在已有成果的基础上，充分利用智能机器人技术，模仿其结构和控制原理。在过程中实践，在实践中应用。 2.改进：在参考原有功能和设计结构的基础上，进一步丰富和完善智能系统，使之功能更全面，更高效。 3.发明创造：历史上没有的。三.评选原则 1.可行性原则：所设计的机器人应具备良好的可操作性和安全性。作品完成后还应充分考虑到其他人员在使用时是否能顺利启动，或者使其经过一定的努力也可以完成某一项功能或任务。鼓励设计者利用现有资源，整合费旧材料以最少的资本投入完成相关活动，显现出环保节能意识。 2.创新性原则：创新是技术活动的本质所在，在设计机器人作品时，师生应根据日常生活经验，展开丰富、科学的联想，并积极附注于实践。创造新方法、新成果、新价值。 3.智能性原则：机器人创新设计不同于一般的科技发明，其核心重在体现作品自身的智能化（如感知、规划、动作和协同等能力）。设计好的机器人创新作品可按照周围环境所提供的信息，利用各种传感器和动力装置进行信息的获取和输出，并能按照预设的程序指令决定自己的行动，要有一定的自主能力。这也正是机器人创新设计的魅力所在。