机器人课程设计报告
机器人课程设计报告[1]
![机器人课程设计报告[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/f7d06d8977eeaeaad1f34693daef5ef7ba0d12d6.png)
苏州市职业大学课程设计说明书名称机器人聊天院系计算机科学与技术学院班级信管12102姓名马雁学号201217020208目录第一章绪论 (2)1.1课程设计任务背景 (2)1.2课程设计的要求 (2)第二章硬件设计 (3)2.1 结构设计 (3)2.2电机驱动 (4)2.3 传感器 (5)2.3.1光强传感器 (6)2.3.2光强传感器原理 (7)2.4硬件搭建 (8)第三章软件设计 (9)3.1 步态设计 (9)3.1.1步态分析: (7)3.1.2程序逻辑图: (8)3.2 用NorthStar设计的程序 (11)第四章总结 (12)第五章参考文献 (13)第一章绪论1.1课程设计任务背景机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成. 这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域, 如汽车制造, 医疗领域, 如远程协助机器人, 微纳米机器人, 军事领域, 如单兵机器人, 拆弹机器人, 小型侦查机器人（也属于无人机吧）, 美国大狗这样的多用途负重机器人, 科研勘探领域, 如水下勘探机器人, 地震废墟等的用于搜查的机器人, 煤矿利用的机器人。
如今机器人发展的特点可概括为: 横向上, 应用面越来越宽。
由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。
像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷, 还有空间机器人、潜海机器人。
机器人应用无限制, 只要能想到的, 就可以去创造实现；纵向上, 机器人的种类会越来越多, 像进入人体的微型机器人, 已成为一个新方向, 可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强, 机器人会更加聪明1.2课程设计的要求设计一个机器人系统, 该机器人可以是轮式、足式、车型、人型, 也可以是仿其他生物的, 但该机器人应具备的基本功能为: 能够灵活行进, 能感知光源、转向光源并跟踪光源；另外还应具备一项其他功能, 该功能可自选（如亮灯、按钮启动、红外接近停止等）。
大学机器人课程设计
大学机器人课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握机器人基本原理，包括机器人结构、传感器、执行器等关键组成部分及其功能。
2. 学习并理解机器人编程的基础知识，如控制流程、算法逻辑等。
3. 了解机器人技术在现代工业、服务、医疗等领域的应用及发展趋势。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的机器人控制程序，实现基础的运动控制和功能任务。
2. 培养学生的团队协作能力，通过小组合作完成复杂程度适中的机器人项目设计。
3. 培养学生的问题解决和创新能力，使其在遇到实际问题时，能够运用机器人相关知识提出解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机器人技术的兴趣和热情，激发其主动探索科学技术的精神。
2. 增强学生的环保意识和社会责任感，使其在设计机器人项目时，考虑到资源节约、环境友好等因素。
3. 培养学生严谨求实的科学态度，在学习和实践过程中，注重实证、勇于创新。
本课程针对大学年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
课程旨在帮助学生建立扎实的机器人理论基础，提高实践操作能力，培养创新精神和团队协作能力，为我国机器人产业的发展储备优秀人才。
二、教学内容1. 机器人基本原理：- 机器人概述：定义、分类、应用领域。
- 机器人关键组成部分：结构、传感器、执行器等。
2. 机器人编程基础：- 编程语言：Python、C++等。
- 控制流程：顺序、选择、循环。
- 算法逻辑：搜索算法、路径规划、避障策略。
3. 机器人技术应用与案例分析：- 工业机器人：焊接、装配、搬运等。
- 服务机器人：医疗、教育、家居等。
- 特种机器人：军事、探险、救援等。
4. 机器人项目实践：- 项目一：基础运动控制。
- 项目二：功能任务实现。
- 项目三：复杂程度适中机器人项目设计。
教学内容按照教学大纲安排和进度进行，参考教材相关章节，结合课程目标，确保内容的科学性和系统性。
教学过程中，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养实际操作能力。
小学生机器人课程设计
小学生机器人课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解机器人的基本概念，掌握机器人各部分的名称及功能。
2. 学生能够描述简单的机器人编程逻辑，了解编程对机器人行为的影响。
3. 学生能够掌握机器人行走、避障等基本技能，并了解其在生活中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成简单的机器人搭建任务。
2. 学生能够运用编程软件，为机器人编写简单的控制程序。
3. 学生通过小组合作，解决实际问题，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对机器人技术产生兴趣，激发科学探究精神。
2. 学生在课程中培养创新意识，敢于尝试，勇于挑战。
3. 学生学会尊重团队成员，培养良好的合作精神，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为小学生机器人启蒙课程，旨在让学生了解机器人基础知识，培养编程思维，提高动手实践能力。
学生特点：小学生正处于好奇心强、求知欲旺盛的阶段，对新鲜事物有较高的兴趣，但注意力容易分散，需要通过生动有趣的教学方法激发学习兴趣。
教学要求：课程应注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，培养其动手操作能力和团队协作能力。
教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生主动探索，发挥创造力。
通过本课程的学习，使学生能够达到课程目标，为后续深入学习打下基础。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材内容，制定以下教学大纲：1. 机器人基础知识- 机器人的定义与分类- 机器人各部分的名称及功能- 机器人行走、避障等基本技能2. 机器人搭建与编程- 机器人搭建方法与技巧- 编程软件的使用- 简单的编程逻辑与控制程序编写3. 机器人应用与拓展- 生活中的机器人应用案例- 机器人创意设计- 小组合作解决实际问题教学内容安排与进度：第一周：机器人基础知识学习，了解机器人的定义、分类及各部分功能。
第二周：机器人搭建，掌握搭建方法与技巧，进行简单机器人搭建。
第三周：编程软件学习，学习编程逻辑，为机器人编写简单控制程序。
学校机器人课程设计
学校机器人课程设计引言：随着科技的快速发展，机器人技术已经渗透到人们的生活中的方方面面。
为了培养学生的科学技术素养和创新能力，越来越多的学校开始引入机器人课程。
本文将探讨学校机器人课程设计的重要性、优势以及如何设计一门成功的机器人课程。
一、机器人课程设计的重要性机器人是未来的潮流，掌握机器人技术将成为必不可少的技能。
学校机器人课程设计的重要性体现在以下几个方面：1. 培养学生的动手能力：机器人课程能够让学生亲自动手搭建和编程机器人，培养他们的动手能力和实践能力。
2. 培养学生的团队合作精神：机器人课程通常需要学生组成小组进行项目合作，培养他们的团队合作能力和沟通能力。
3. 培养学生的创新思维：机器人课程鼓励学生进行创新设计和解决问题的思考，培养他们的创新思维和解决问题的能力。
4. 培养学生的逻辑思维：机器人课程涉及到编程和算法设计，培养学生的逻辑思维和抽象思维能力。
综上所述，机器人课程设计对于培养学生的综合素质具有重要的作用。
二、机器人课程设计的优势机器人课程设计相比传统课程设计具有一些明显的优势：1. 直观易学：机器人课程通常采用图形化编程界面，直观易学，降低了学习的门槛。
2. 培养实践能力：机器人课程注重实践操作，学生通过搭建和编程机器人来巩固知识和技能。
3. 培养思维能力：机器人课程注重培养学生的创新思维、逻辑思维和问题解决能力。
4. 激发兴趣：机器人课程设计有趣且实用，能够激发学生对科学技术的兴趣和探索欲望。
综上所述，机器人课程设计具有直观易学、培养实践能力、培养思维能力和激发兴趣等诸多优势。
三、机器人课程设计的内容1. 机器人基础知识：介绍机器人的构成、传感器原理等基础知识，让学生了解机器人的基本概念和原理。
2. 机器人编程：学生通过学习编程语言和算法设计，掌握机器人的编程思想和方法。
3. 机器人传感器应用：学生学习如何使用传感器进行环境感知和数据采集，实现机器人的自主功能。
4. 机器人控制技术：学生学习机器人的控制原理和方法，掌握实现机器人运动和导航的技术。
工业机器人课程设计
工业机器人课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解工业机器人的基本概念、分类及其在各行各业中的应用。
2. 学生掌握工业机器人的基本组成部分、工作原理和关键技术。
3. 学生了解工业机器人编程与控制的基本方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析工业机器人在实际生产中的应用场景，并给出合理的解决方案。
2. 学生能够操作模拟软件，进行工业机器人的基本编程与仿真。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对工业机器人技术产生浓厚的兴趣，培养科技创新精神。
2. 学生认识到工业机器人在我国经济发展中的重要性，增强国家自豪感。
3. 学生在学习过程中，树立正确的价值观，认识到技术进步对人类社会发展的影响。
课程性质：本课程为选修课，旨在让学生了解工业机器人技术，培养实践操作能力和创新意识。
学生特点：学生为初中生，具有一定的物理和数学基础，对新技术充满好奇。
教学要求：结合实际案例，采用任务驱动法，引导学生动手实践，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，注重培养学生的团队合作精神和创新能力。
通过课程学习，使学生能够达到课程目标所设定的具体学习成果。
二、教学内容1. 工业机器人概述- 机器人的定义、分类与应用领域- 工业机器人发展历程及未来发展趋势2. 工业机器人的基本组成与工作原理- 机器人的机械结构、驱动系统、感知系统- 工业机器人工作原理及关键技术3. 工业机器人编程与控制- 编程语言与编程方法- 控制系统原理及常用控制算法4. 工业机器人在生产中的应用案例分析- 汽车制造、电子组装、食品加工等领域的应用案例- 工业机器人应用场景的分析与解决方案设计5. 工业机器人操作与仿真- 模拟软件的使用方法- 基本编程与仿真操作实践6. 小组项目实践- 设计一个简单的工业机器人应用场景- 完成编程、控制与仿真操作教学内容安排与进度：第1-2周：工业机器人概述第3-4周：工业机器人的基本组成与工作原理第5-6周：工业机器人编程与控制第7-8周：工业机器人在生产中的应用案例分析第9-10周：工业机器人操作与仿真第11-12周：小组项目实践教材章节关联：第1章 工业机器人概述第2章 工业机器人的基本组成与工作原理第3章 工业机器人编程与控制第4章 工业机器人应用案例分析第5章 工业机器人操作与仿真第6章 小组项目实践教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，以实际应用为导向，培养学生的实践操作能力和创新意识。
机器人研学课程设计
机器人研学课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解机器人的基本概念，掌握其分类、结构和功能；2. 学生能够了解机器人技术的发展历程，认识其在现代社会中的应用；3. 学生能够掌握与机器人编程相关的基本知识，如编程语言、算法等。
技能目标：1. 学生能够运用所学的机器人知识，设计并搭建简单的机器人模型；2. 学生能够运用编程软件，为机器人编写简单的控制程序；3. 学生能够通过团队协作，完成对机器人的调试和优化，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对机器人产生浓厚的兴趣，培养主动探索科学技术的意识；2. 学生在课程学习中，培养团队协作、沟通表达的能力；3. 学生能够认识到机器人技术对社会发展的积极影响，树立正确的科技价值观。
课程性质：本课程为研学课程，注重理论与实践相结合，以培养学生的创新精神和实践能力为核心。
学生特点：学生处于好奇心强、动手能力逐步提高的阶段，对新鲜事物充满兴趣，但需引导和激发。
教学要求：教师应充分调动学生的积极性，注重启发式教学，引导学生主动探究、动手实践，提高学生的综合素质。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 机器人基础知识：- 机器人的定义、分类及特点；- 机器人技术的发展简史；- 机器人关键部件及其功能。
2. 机器人编程：- 编程语言基础，如Python、C++等；- 常用编程算法与逻辑；- 机器人编程软件的使用。
3. 机器人设计与搭建：- 机器人模型设计原理；- 常用搭建工具及材料；- 机器人结构优化与调试。
4. 机器人应用与案例分析：- 机器人在各领域的应用；- 国内外典型机器人案例介绍；- 机器人技术发展趋势。
教学大纲：第一周：机器人基础知识学习，了解机器人的发展简史及分类；第二周：学习机器人关键部件及功能，进行简单的机器人模型搭建；第三周：编程语言学习，掌握机器人编程软件的使用；第四周：学习编程算法与逻辑，编写简单的机器人控制程序；第五周：团队协作，进行机器人模型的调试与优化；第六周：学习机器人应用领域，分析典型案例，探讨技术发展趋势。
机器人技术课程设计报告
机器人技术课程设计报告
1. 引言
随着科技的发展，机器人技术被广泛应用于各行各业。
本课程旨在提供学生在机器人领域的基础知识和技能，以及让他们在实践中了解机器人应用的各种领域。
2. 主要内容
本课程主要分为以下几个模块：
2.1 机器人基础
本模块主要介绍机器人的组成部分，机器人的工作原理，以及机器人的常见分类和应用领域。
2.2 机器人编程
本模块主要介绍机器人编程语言和机器人的编程方法，以及如何利用编程语言来控制机器人的运动和动作。
2.3 机器人应用
本模块主要介绍机器人在各行各业的应用，如工业制造、医疗卫生、教育娱乐等。
学生将通过实践项目深入了解机器人在不同领域中的具体应用。
3. 教学方法
本课程包括课堂讲授、实验课和项目实践。
教师将提供相关的教材、视频和案例分析来引导学生研究。
4. 评估方式
本课程的评估方式包括平时成绩、实验成绩、作业成绩和项目成果展示。
5. 结论
本课程将为学生提供一系列机器人技术相关的知识和技能，帮助他们了解机器人应用的各个领域，促进他们在未来的学习和工作中更好地应用机器人技术。
机器人仿真课程设计
机器人仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解机器人仿真软件的基本原理和使用方法。
2. 学生能够掌握机器人编程的基本指令和逻辑结构。
3. 学生能够了解机器人传感器的工作原理及其在仿真环境中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用机器人仿真软件进行场景搭建和程序编写。
2. 学生能够运用逻辑思维和问题解决能力，设计并实现简单的机器人控制程序。
3. 学生能够通过团队协作，共同完成复杂度适中的机器人仿真任务。
情感态度价值观目标：1. 学生对机器人技术和编程产生兴趣，培养主动探索和创新的意识。
2. 学生在课程学习中，培养团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
3. 学生能够认识到机器人技术在现实生活中的应用，理解科技对社会发展的积极影响。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生处于初中年级，具备一定的逻辑思维和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，引导学生通过实践探索，提高学生的编程能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，培养团队合作精神。
通过课程学习，使学生达到预定的学习目标，为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 机器人仿真软件介绍：使学生了解各类机器人仿真软件的特点和功能，重点掌握课程所选软件的使用方法。
- 教材章节：第一章 机器人仿真软件概述- 内容列举：介绍常见机器人仿真软件，如V-REP、RoboCup等。
2. 机器人编程基础：使学生掌握机器人编程的基本指令和逻辑结构，为编写控制程序打下基础。
- 教材章节：第二章 机器人编程基础- 内容列举：编程语言、基本指令、逻辑控制结构等。
3. 机器人传感器及其应用：让学生了解传感器的工作原理，并在仿真环境中应用传感器进行控制。
- 教材章节：第三章 机器人传感器- 内容列举：传感器分类、工作原理、传感器在仿真环境中的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机器人课程设计报
告
智能机器人课程设计
总结报告
姓名：
组员：
指导老师:
时间:
一、课程设计设计目的
了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。
初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论，并应用于实践。
经过学习，具体掌握智能机器人的控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。
基本要求：要求设计一个能走迷宫(迷宫为立体迷宫)的机器人。
要求设计机器人的行走机构，控制系统、传感器类型的选择及排列布局。
要有走迷宫的策略（软件流程图）。
对于走迷宫小车控制系统设计主要有几个方面：控制电路设计，传感器选择以及安放位置设计，程序设计
二、总体方案
2.1 机器人的寻路算法选择
将迷宫看成一个m*n的网络，机器人经过传感器反馈的信息感知迷宫的形状，并将各个节点的与周围节点的联通性信息存储于存储器中，再根据已经构建好的地图搜索离开迷宫的路径。
这里可选择回溯算法。
对每个网格从左到右，每个网格具有4个方向，分别定义。
并规定机器人行进过程中不停探测前方是否有障碍物，同时探测时按左侧规则，进入新网格后优先探测当前方向的左侧方向。
探测过程中记录每个网格的四个方向上的状态：通路、不通或未知，探测得到不同状态后记记录，同时记录当前网
格的四个方向是否已被探测过。
若某网格四个方向全部探测过则利用标志位表示该网格已访问。
为了寻找到从起点到终点的最佳路径，记录当前网格在四个方向上的邻接网格序号，由此最后可在机器人已探测过的网格中利用Dijkstra算法找到最佳路径。
并为计算方便，记录网格所在迷宫中行号、列号。
并机器人探索过程中设置一个回溯网格栈记录机器人经过的迷宫网格序号及方向，此方向是从一个迷宫网格到下一个迷宫网格经过的方向。
设置一个方向队列记录机器人在某网格内探测方向的顺序。
设置一个回溯路径数组记录需要回溯时从回溯起点到回溯终点的迷宫网格序号及方向。
考虑到迷宫比较简单，且主要为纵横方向的直线，可采用让小车在路口始终左转或者始终右转的方法走迷宫，也就是让小车沿迷宫的边沿走。
这样最终也能走出迷宫。
本次课程设计采用此方法。
即控制策略为机器人左侧有缺口时，向左进入缺口，当机器人前方有障碍是，向右旋转180°，其余情况保持前进。
2.2 传感器的选择
由于需要检测机器人左侧和前方是否有通路，采用红外传感器对机器人行进方向和左侧进行感知。
红外避障传感器是依据红外线的反射来工作的。
当遇到障碍物时，发出的红外线被反射面反射回来，被传感器接收到，信号输出引脚就会给出低电平提示信号。
本机器人系统的红外避障信号采用直接检测的方式进行，直接读取引脚电平。
传感器感应障碍物的距离阈值能够经过调节
传感器上的变阻器来改变。
行进过程中，机器人可能会偏绿迷宫的横轴或纵轴的方向。
碰触传感器利用外力的作用传递给单片机信息，当碰触传感器碰到迷宫墙壁后，传感器检测到信号就能够判断小车碰壁。
经过电路处理后，信号输出接口输出数字信号送给控制器，从而让控制器进行决策调整小车姿态。
本机器人系统共使用了2个碰触传感器，分别安装在小车的左前方和右前方，使得机器人在偏离航向撞击迷宫侧面后能够立即对航向进行修正。
四个传感器一共占用四个外部中断。
3.3 总体结构设计
三、具体实现
3.1 芯片选择
最小系统已经设计好，本次课程设计采用的控制芯片为STM32F103RBT6。