基于单片机的智能救援机器人的设计
基于51单片机的智能搬运机器人系统设计
基于51单片机的智能搬运机器人系统设计智能搬运机器人系统是一种能够根据预先设置的路径和任务，自主完成物品搬运的机器人系统。
本文将以51单片机为基础，设计一个简单的智能搬运机器人系统。
1. 系统架构设计：智能搬运机器人系统的基本架构由以下几个部分组成：- 外设控制模块：包括传感器模块、执行机构模块等。
传感器模块用于感知环境和物品状态，执行机构模块用于实现机器人的运动和搬运动作。
- 控制中心：由51单片机控制。
负责接收和处理传感器模块的数据，生成相应的控制信号，控制机器人的运动和搬运动作。
- 电源管理模块：包括电池管理模块、电源转换模块等。
负责为机器人供电，并保证各个模块的稳定工作。
2. 传感器模块设计：传感器模块的设计是智能搬运机器人系统的基础。
常用的传感器包括红外线传感器、超声波传感器、接近开关等。
这些传感器可以用于检测障碍物、测量距离、检测物品状态等。
3. 执行机构模块设计：执行机构模块的设计用于实现机器人的运动和搬运动作。
常用的执行机构包括直流电机、步进电机等。
直流电机可以用于机器人的运动控制，步进电机可以用于机器人的准确定位和精确搬运。
4. 控制算法设计：控制算法是智能搬运机器人系统的核心。
通过传感器模块获取的环境和物品信息，结合机器人的当前状态，控制中心根据预先设置的路径和任务，生成相应的控制信号，控制机器人的运动和搬运。
常用的控制算法包括PID算法、模糊控制算法等。
5. 路径规划设计：为了完成预先设置的路径和任务，机器人需要进行路径规划。
路径规划算法可以根据机器人的当前位置和目标位置，计算出最佳的路径。
常用的路径规划算法包括最短路径算法、A*算法等。
6. 人机交互界面设计：为了方便操作和监控机器人的运行状态，可以设计一个人机交互界面。
人机交互界面可以通过LCD显示屏、按键等方式实现。
通过人机交互界面，用户可以设置机器人的路径和任务，监控机器人的运行状态。
7. 电源管理模块设计：电源管理模块用于为机器人供电，并保证各个模块的稳定工作。
基于STM32 的喊话救援小车设计
基于STM32 的喊话救援小车设计图1 消防侦察机器人除上述消防小车侦查机器人外,当前消防排烟机器人与消防灭火机器人也渐渐得到应用,如图2—3所示。
其主要实现灭火、排烟、降毒等功能,每台重量达千斤,需用卡车运输,由消防员操作无线遥控掌握方向,开启排烟或喷水系统。
受体型空间限制,该机器人通常在火灾建筑物周边移动,生产厂家主要为中信重工[6]。
图2 消防排烟机器人图3 消防灭火机器人目前,智能小车讨论和应用较为广泛,依据文献和网络资源的检索,消防智能小车讨论主要集中在:(1)消防小车的路线寻迹避障;(2)火情现场的灭火机制机构。
二者的讨论重点均为如何毁灭火情,对于长时间的灭火,忽视了灭火所需的原料与电源,如泡沫、水罐和干粉等耗材会限制智能消防小车的使用。
除此之外,对智能小车而言,喊话救援功能比灭火救援更具有有用价值[7-9]。
在无法得知火场内部状况时,外部指挥人员掌握小车进入火场内,并播放逃命指引,被困人员可以根据指引方法逃命。
通过监控系统对火场内部的环境和火情进行摄像,并将视频由通信系统传送至外部的指挥员处,便利外部指挥员了解火场内状况。
社会经济日益进展,某些建筑在拥有巨大社会效益和经济利益的同时,也伴随着巨大的风险导致危急物品和易燃易爆物质发生燃烧、爆炸等。
一旦发生灾难,消防员必需冒着生命危急完成任务。
近5 年中,年均20 万起火灾数量、有30 位消防人员牺牲,因火情受伤更不在少数。
如何降低火灾发生率和提升消防队员平安系数的问题急需解决,若是有了先进的“小车”帮助消防员,在提升效率的同时也能提升营救的平安系数。
2 喊话救援小车的设计2.1 本项目的设计思路和方法基于本项目主要功用是替代和帮助消防员作业,在受困人心情紧急不知所措的前提下指引逃命。
本设计采纳STM32F105 单片机实现,掌握电机驱动系统,调整4 个麦轮的转向与转速,调整喊话救援内容。
电源采纳24 V 动力锂电池供电,摄像模块完成图像采集,存储到存储器并放射至掌握操作员端,操作员掌握转向模块调整摄像区域,声放模块播放逃命指引,拾音模块收集火情现场声音信息,操作员依据声音信息进行直接喊话救援。
智能救援机器人的设计解析
智能救援机器人的设计解析
于位于机器人底部的六节五号电池，经过传统的7805稳压电路给其单片机及外围传感器供电，其电路如
1.2 检测感应模块
1.2.1 巡线电路
巡线模块我们采用红外对管。
红外对管由LED和光电三极管组成，光电三极管根据从地面反射回来的LED的光的强度而改变积极基极电流。
在光电三极管基极接一上拉电阻，则可根据基极电压的测量判断反射光的强弱，强光说明探测器下方是白色，弱光说明下方光较弱，大部分光被黑线吸收。
对于输出的模拟信号，我们将其引入五个电压比较器LM339进行处理。
电压比较器LM339的一输入端接红外对管，另一端接滑动变阻器，通过对滑动变阻器的调节可以实现对红外对管对黑线的灵敏度。
比较器LM339的另一端接上拉电阻后进入单片机进行探测。
1.2.2 避障电路
避障部分采用光电开关，将其安放在机器人需要测量的各个方向。
为减少它的测量距离保证机器人的正常运行，我们采用的是低电压5V供电，供电电压虽略显不足，但能保证它的正常短距离探测。
光电开关的信号线的高低电平可反映前方障碍物的有无，障碍物检测电路如
1.2.3 超声波测距电路
由于超声波执行性强、能量消耗慢、在介质中传播距离较远的特点。
我们采用DIP-ME007超声波测距模块完成高度的测量功能，其电路板如
1.3 控制器电路
由于主控制器的任务较多，电路要求引脚较多，且显示器的控制程序较。
基于单片机的营救机器人的设计与制作
基于单片机的营救机器人的设计与制作营救机器人是一种能够在危险环境中执行救援任务的机器人。
它可以应对各种恶劣的环境，如火灾、地震、洪水等，并迅速找到被困人员并提供救助。
本文将介绍一种基于单片机的营救机器人的设计与制作。
设计思路：1.机械结构设计：机器人的机械结构需要具备灵活性、稳定性和强大的承重能力。
可以采用多关节机械臂设计，使其能够在狭窄的空间中操作，并能够抓取和搬运重物。
此外，机器人还应具备一定程度的自主移动能力，可以通过轮子或履带来实现。
2.传感器选择：为了提高机器人在复杂环境中的感知能力，需要选用适当的传感器。
例如，红外线传感器可以用于检测火灾的热源，声音传感器可以用于听到被困者的呼救声，摄像头可以用于实时监控和图像识别等。
3.控制系统设计：机器人的控制系统应该具备高度的智能化和自主性。
可以使用单片机作为主控芯片，通过编程实现机器人的各种功能和动作。
同时，还可以将机器人与云平台进行连接，实现遥控和监控等功能。
4.电源系统设计：机器人需要一种可靠的电源系统来提供稳定的电能供应。
可以选择锂电池或太阳能电池作为机器人的动力源。
制作步骤：1.硬件搭建：根据机器人的机械结构设计制作机器人的机械臂和底盘，并将传感器和执行器安装在合适的位置。
同时，将单片机和其他电子元件焊接在电路板上。
2.软件编程：根据机器人的功能需求，使用相应的开发工具对单片机进行编程。
编写程序控制机器人的各个功能和动作，并实现传感器数据的处理与分析。
3.电源连接和测试：将电源系统与机器人的电路板连接，并进行相应的测试。
确保机器人能够正常工作并具备稳定的电能供应。
4.功能测试和完善：对机器人进行各项功能测试，检查机器人的运动、感知和控制性能。
根据测试结果进行优化和完善，确保机器人能够在各种场景下顺利执行任务。
总结：基于单片机的营救机器人的设计与制作是一项复杂而有挑战性的任务。
需要综合考虑机械结构设计、传感器选择、控制系统设计和电源系统设计等多个方面。
基于单片机的智能灭火报警机器人设计和实现
基于单片机的智能灭火报警机器人设计和实现摘要随着科技的发展、社会的进步，人类不断创造着奇迹，工业的生产跟管理一步一步的前进，不断的创新。
多数控制和管理走进了自动化、信息化、智能化，智能化已经变成了科技发展的主要技术。
在很多工厂车间、工作现场环境比较恶劣的时候，人工不能完成的任务像货物的运输，寻找火源，灭火等，可以采用智能机器人来完成相应的任务，不但省时间，而且省人力。
根据工厂车间的实际日常需要，维持车间的正常运转，研究跟开发智能灭火报警机器人便具有了重大的意义。
本设计主要研究了智能的消防技术，智能机器人以AT89C52单片机为MCU，加上电源电路、驱动电路、火焰传感电路、红外传感器、灭火风扇、蜂鸣器以及其他电路组成。
电源电路为机器人正常工作提供了所需要的电能，驱动电路为机器人提供了可控制的移动，火焰传感电路是发现火源的主要硬件，红外传感器主要判断路况，灭火风扇完成灭火，蜂鸣器用来报警。
本作品对硬件组成进行了设计，并编写了软件程序框图，设计的机器人具有简单的灭火功能，实现了现场灭火。
关键词：AT89C52，驱动模块，单片机，火焰传感器IAbstractDesign of Intelligent of Elimination of FlameAlarm Robot on MCUAbstractWith the development of science and technology, social progress, human beings continue to create miracles with the management of industrial production forward step by step , and constant innovation . Most of the control and management into the automation, information, intelligence , intelligence has become a major technical technological development. In many factory workshop, job site environment is bad , I can not complete the task as artificial transport of goods , looking for the source of fire , fire , etc. , you can use intelligent robots to accomplish the task , not only save time, but also the provincial manpower. According to the actual needs of the factory floor daily to maintain the normal operation of the plant , with the development of intelligent fire alarm research robot will have a great significance.The intelligent design of the main study fire protection technology , intelligent robots to AT89C52 microcontroller MCU, plus the power supply circuit , driver circuit, flame sensing circuit , infrared sensors, fire fans, buzzers , and other circuit components. Providing the power to work the robot needs, provides the driving circuit of the mobile robot can be controlled , the flame sensing circuit hardware is found primarily an ignition source , the main infrared sensor to judge the road, the fire extinguishing power supply circuit for the fan to complete , with the buzzer to the police. The work on the hardware components were designed and prepared a block diagram of a software program to design robots with simple extinguishing function to achieve a live fire.Key words: The AT89C52，Driver Module，MCU，Flame sensor目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章 绪论 (1)1.1智能灭火报警机器人的设计背景和意义 (1)1.2智能灭火报警机器人的目标 (1)1.3主要内容 (1)第2章 智能灭火机器人系统设计介绍 (2)2.1智能报警灭火机器人系统功能概述 (2)2.2系统工作原理 (2)2.3系统整体方案选择 (3)2.3.1 MCU的选择 (3)2.3.2 传感器的选择 (4)2.3.3 电源模块的选择 (5)2.4系统硬件总体设计 (6)2.5系统软件总体设计 (6)2.6本章小结 (6)第3章 系统硬件设计 (7)3.1电源模块 (7)3.2AT89C52与核心模块 (7)3.2.1AT89C52单片机介绍 (7)3.2.2 AT89C52最小系统硬件电路 (9)3.3电机驱动电路的设计 (9)3.4循迹与控制电路 (12)3.5.1红外测温传感器 (14)3.5.2红外测温传感器引脚 (15)3.6蜂鸣器报警电路 (16)3.7灭火风扇设计 (17)第4章 系统软件设计 (18)4.1软件开发平台介绍 (18)4.2PWM（脉宽调制） (18)4.3软件设计思路 (19)4.4系统主程序流程图 (20)4.5循迹程序流程图 (20)4.6电机驱动模块流程图 (21)4.7报警及灭火控制程序 (23)4.8避障程序流程图 (24)4.9本章总结 (25)第5章 系统功能调试 (26)5.1测试仪器及设备 (26)5.2功能测试 (26)5.2.1电源线路连接测试 (26)5.2.2 循迹功能测试 (26)5.2.3 避障功能测试 (27)5.2.4 灭火及报警功能测试 (27)5.3调试心得 (27)第6章 系统部分模块代码 (28)6.1初始化程序代码 (28)6.3延迟函数代码 (29)第7章 结 论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录A (33)附录B (35)第1章 绪论1.1 智能灭火报警机器人的设计背景和意义在现实生活中，火灾是非常普遍的，被称作是三大自然灾害之一。
基于单片机的远程排爆救援机器人系统设计
INTELLGENT ROBOT《智能机器人》June,2019K 机沖片机的远程排爆救援机器人系统设计盐城工学院电乞工程学院殷淑婷蒋善超摘要介绍了一款基于单片机的远程排爆救援机器人设计，由履带车、机械脅、驱动模块、单片机控制模块、舵机及高清摄像头等构成。
利用手机APP终端作为远程控制器，连接由机器人发射的无线传输信号，实现对车体行进、机械臂抓取的控制以及对周围环境的实时视频采集。
关键词救援机器人；单片机；远程控制；实时视频采集1引言远程排爆救援机器人能通过远距离控制进入危险现场排除危险品，找到可疑的危险物品，并带离危险区。
远程排爆救援可以有效地提高救援的效率并且减少施救人员的伤亡，它们不但能够帮助工作人员执行救援工作，而且能够代替工作人员执行搜救任务，因此将可进行远程的排爆救援机器人用于危险而复杂的环境中搜索排爆和营救幸存者是非常实用的。
本文设计了一种基于单片机的远程排爆救援机器人系统，以STM32单片机为主控制器，机器人的主体由四自由度机械手臂和全铝合金底板履带车构成，辅以WIFI智能传输模块，实现了手机APP远程控制机器人前后左右运动进行抓取搬运工作。
2总体方案设计系统包括履带机器人和手持控制终端两大部分，总体设计框图如图1所示。
履带机器人由视频采集传输模块、机械模块、无线通信模块以及控制模块构成。
首先控制模块通过无线通信模块获取手持设备发送的控制命令，当控制命令是动作命令时，根据接收的参数控制机器人运动或机械臂抓取物品。
考虑到带宽原因和控制方面的需求，图像传输模块与行动控制使用不同的无线信道。
视频采集传输模块采集到图像后直接交给无线路由器，传送给手持设备，这个过程不受主控制器控制。
3系统硬件设计与实现远程排爆救援机器人系统的硬件设计可以分为部分：控制机构、行进装置、机械手、供电部分以及WIFI传输部分。
3.1控制机构主控制器选取STM32单片机，具有高性能、低成本、低功耗等优势°STM32控制芯片电路图如图2所示。
基于STM32单片机的智能救援机器人
基于STM32单片机的智能救援机器人作者：郑金志张万礼高亚兰来源：《智富时代》2019年第10期【摘要】本文是在基于STM32 F103RBT6单片机基础上设计的多功能智能履带小型救援机器人，该救援机器人旨能在一些危险环境下，完成救援任务。
实现越障，探测，避障，呼救等救援功能。
其内置多种传感器和控制系统，能够精准控制救援。
以下是该智能救援机器人的硬件部分的构成和软件部系统的构成。
【关键词】救援机器人;单片机;智能控制1.引言每年都有上万人死于地震、矿难、滑坡、山体泥石流等自然灾害，灾难有时是无法避免的，但有效的救援能大大降低灾难带来的损失，以及人员伤亡。
为此我们将研究一款新型智能救援机器人，是一种基于STM32单片机的小型救援机器人，该机器人将完成类似于现实的一些救援动作，如巡线行驶，避开障碍，清除障碍等救援动作。
该小型智能救援机器人顺利完成后希望能给以后的救援机器带来参考价值。
2.智能救援机器人的硬件设计该小型智能救援机器人总共包含以下五个模块（1）驱动电源加车身模块（电源至于车身内部，分为车身电源和机械臂电源）;（2）感应器检测模块（实现越障，探测，避障，呼救等救援功能）;（3）中央控制器模块（该救援机器采用了主控制器STM32F103RBT6）（4）电机驱动模块（分为履带和机械臂驱动电路，芯片则为L298N）（5）声音报警模块（蜂鸣器）3.电源电路及车身设计3.1供电模块该救援机器人有三个模块需要供电。
因为STM32单片机的额定电压为3.3V，而由充电电池的通性知如果采用恒压3.3v充电电池，使用一段时间后会导致电压偏低，从而会导致芯片无法正常工作。
因此该救援机器人的电池为7.4V充电电池，同时需要低压差稳压芯片TPS7350，以达到3.3V恒压的目的; 整个供电系统是通过一节7.4V充电电池供电，需要提供3.3V恒压给STM32，5V恒压供给电路板，机械臂电机用电池直接供电，所以采用更加稳定的的TPS7350和TPS7333的芯片分别达到5V和3.3V的供电需求。
基于C51单片机的智能灭火机器人的设计与研究
感器 同时 出现检 测 障碍物 信号 ，则机 器人 先执 行后 退机 动 ，再执行 原地 旋转 １ ０ 动作 ；若 左 、右传感 ８。 器其 中一 个检 测到 障碍物 ，则相应 的执 行右 转和 左
转机动 。
２机 器 人 系统 设计
２１ 制 系统 ．控
只有 在主 传感 器检 测 到火源 时 ，机器 人机动 停车 ，
水 泵 模 块 开 启 执 行 喷 水 动 作 ； 若 副 机 Ｌ 司５ 系 列 内核 单 片机 非 常适 合做 Ｔ Ｅ公 １
嵌 入 式 控 制 系 统 的 芯 片 ， 因 此 ，微 型 机 器 人 的 控 制
（ ：如果 需要消 除可见光对 传感器 的影响 ，可 注
以在传感器 电路 中增加热缩管解决 问题 ） 红外避 障传感器 微 型 机 器 人 采 用 市面 上 常 用 的红 外 避 障 传 感 器 ：Ｅ ８ Ｄ Ｏ Ｋ １ 一 ８ Ｎ ，它 是 一 种 红 外 线 反 射 式 接 近 开
图 １ 机 器 人 结 构
１机 器 人原 理 介 绍
机 器 人可 以 自动 检测火 源和 探测 障碍物 ，并执 行相 应动 作 。机 器人 电机 驱动模 块处 于机 动状 态 ， 远红 外火 焰传 感器模 块和 避 障传感器 模块 处于 实 时 扫描监控状态 ，水泵驱动模块处于待命状态 。
■ 者：娜本年，防技防器师要方自制传研 作介丽女８生任科院仪讲主究为控及器。 简程校１出现灾学Ｚ０，研向动以感究 中，科务项资编灾系 央基研费资助号２０ 高，业专金（ Ｙ１ ９ ３ ：１） ０４ １
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基于AT89单片机的智能救援机器人的设计
人们便对机器人充满了幻想与期待。
随着社会的不断发展，各行各业的分工越来越明细，机器人也能在其中扮演重要的角色来替代人们的劳动。
与此同时，随着科学技术的发展，探险、救灾、排爆等危险场合工作的机器人，以及自动化生产中机器人的应用也日益广泛。
因此，智能救援机器人的研制已成为急需和必要，本文就智能救援机器人的设计进行了探讨。
1 智能救援机器人的硬件设计。
该智能救援机器人主要由电源模块、检测感应模块(实现巡线、避障、捡放硬币、测距功能)、声光报警模块、控制器模块、电机驱动模块、显示模块六部分组成，其结构框图如图1所示。
1．1 电源电路。
智能救援机器人全部能量来源于位于机器人底部的六节五号电池，经过传统的7805稳压电路给其单片机及外围传感器供电，其电路如图2所示。
部分传感器采用5V低电压供电可以避免机器人过早检测障碍物而停止前进。
1．2 检测感应模块。
1．2．1 巡线电路。
巡线模块我们采用红外对管。
红外对管由LED和光电三极管组成，光电三极管根据从地面反射回来的LED的光的强度而改变积极基极电流。
在光电三极管基极接一上拉电阻，则可根据基极电压的测量判断反射光的强弱，强光说明探测器下方是白色，弱光说明下方光较弱，大部分光被黑线吸收。
对于输出的模拟信号，我们将其引入五个电压比较器LM339进行处理。
电压比较器LM339的一输入端接红外对管，另一端接滑动变阻器，通过对滑动变阻器的调节可以实现对红外对管对黑线的灵敏度。
比较器LM339的另一端接上拉电阻后进入单片机进行探测。
1．2．2 避障电路。
避障部分采用光电开关，将其安放在机器人需要测量的各个方向。
为减少它的测量距离保证机器人的正常运行，我们采用的是低电压5V供电，供电电压虽
略显不足，但能保证它的正常短距离探测。
光电开关的信号线的高低电平可反映前方障碍物的有无，障碍物检测电路如图3所示。
1．2．3 超声波测距电路。
由于超声波执行性强、能量消耗慢、在介质中传播距离较远的特点。
我们采用DIP-ME007超声波测距模块完成高度的测量功能，其电路板如图4所示。
DIP-ME007超声波测距模块能比较迅速、方便地测出桥底部距测距模块之间的距离，此模块共有五个引脚VCC、tring、echo、 out、GND。
DIP-ME007超声波测距模块输出为pwm方式，VCC、GND接好后向tring发一个10 s以上的高电平，就可以在接收口echo等待高电平输出。
单片机采用跳变沿触发，触发后即开始计时。
当电平变低后即开始读定时器，此时的值即为此次测距所用的时间。
根据S=Ct／2即可得出所测得的距离。
如此周期性测量即可实现移动测距。
单片机内部自动将测得数据保存并与上一次测距结果比较，保留最大值，当连续五次未测得大于前一次的数据时停止检测并记录最大值。
当再次检测到黑线即已成功过桥，是时单片机控制显示模块将测得的最大值在液晶屏上显示出来。
1．3 控制器电路。
由于主控制器的任务较多，电路要求引脚较多，且显示器的控制程序较为复杂，我们单独配备了一个同样的单片机作为主控制器的辅助部分，通过它来分担主控制器的工作，来完成显示部分的工作。
其中主控制器与其它模块的连接如图5所示。
1．4 声光报警电路。
声光报警模块主要应用于搜救报警电路中，同时为进一步扩展应用，在控制其开关的同时引入另一条信号线实现了对声音的控制。
在搜救过程和平安到达安置区时经采用不同频率和音色的声音给出表示。
寻找硬币我们采用金属探测传感器，当发现金属时，其信号线上电平从低电平变为高电平，触发单片机中断，在单片机的控制下机器人停止运动，启动音乐发生模块并点亮LED进行声光报警，具体实现电路如图6所示。
1．5 电机驱动电路。
单片机通过传感器的反馈信号控制电机正转、反转或者停止，来实现控制机器人完成各种动作。
L298N是专用电机驱动芯片，他可以实现电机的正反转、刹车、pwm调速等多种功能，是对机器人电机进行控制的比较理想的芯片，因此采用L298N芯片对两个普通电机进行控制。
通过编程完全可以控制实现题目的基本
要求和发挥部分，也可增加各种创新功能。
L298N芯片信号电源与驱动电源的分开，可以根据需要对电机的电压进行调节，其驱动电路如图 7所示。
1．6 显示电路。
采用MSl602C-1型LCD显示相应的信息。
此显示器模块的工作电压为5V左右，支持显示2行字符，每行可显示16个字符，每个字符由5×7点阵显示。
可以通过编程实现多种显示，显示信息比数码管更多，显示效果更好。
由于主控制器的单片机任务较多，电路接线较复杂，采用单独的单片机控制显示模块。
2 智能救援机器人的软件设计。
本智能救援机器人的软件控制部分采用C语言编程，借助C语言的强大功能来实现单片机AT89S52的控制功能。
主程序流程图如图8所示。
3 结论。
以AT89S52单片机为核心部件，利用红外传感检测、电机控制等技术，通过各种方案的讨论及尝试，再经过多次的整体软硬件结合调试，不断地对系统进行优化，最后智能救援机器人可以实现；避开障碍物，并寻找到合适的路径；顺利通过受损的桥梁，并能较准确地测出桥梁的高度；自动识别路线状况，并根据实时状况快速做出判断，准确控制机器人的转向；自动显示所要求的信息；自动寻线前进，能智能检测、捡起、放下硬币；声光报警，并有彩灯闪烁；行驶到规定的地点自动停止并显示救援结束。
以上就是此机器人设计的全部内容。