智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)

智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)第一篇：智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)傳感器應(yīng)用——智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)成員及分工:指導(dǎo)老師：徐曉冬0智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)測控技術(shù)與儀器（2）班CKStar摘要：智能清潔機(jī)器人是內(nèi)置智能芯片，能自動(dòng)識(shí)別判斷家庭環(huán)境，計(jì)算行走路徑，自動(dòng)清掃地面上的灰塵，自動(dòng)清理毛發(fā)和碎物，低電壓自動(dòng)返回充電。智能清潔機(jī)器人具有智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)螺旋導(dǎo)航系統(tǒng)和傳感器感應(yīng)頭。可以對(duì)房間做出測量，自動(dòng)清潔房間的每個(gè)角落、記錄您的理想設(shè)置，避讓墻壁、樓梯等障礙物，即使您把放到桌子上面它也不會(huì)掉下來。隨機(jī)配備的虛擬墻發(fā)射器可有效地阻止它進(jìn)入您不想讓它進(jìn)入的地方。適用范圍：家庭，辦公室，電腦房，可以有效清掃各種木地板、水泥地板、瓷磚地板以及短毛地毯。采用全新智能控制系統(tǒng)，自動(dòng)清掃，自動(dòng)回充，智能分析，路徑規(guī)劃，智能防撞，以及遙控的功能，最終實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生清潔、空氣凈化加濕的效果。關(guān)鍵詞：傳感器清潔機(jī)器人智能控制單片機(jī)系統(tǒng)目錄一、背景及意義........................................................................................3二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀................................................................................3三、總體功能...........................................................................................4四、工作主流程圖....................................................................................5五、各模塊設(shè)計(jì)........................................................................................61、傳感部分........................................................................................61)超聲波傳感器............................................................................62)紅外測距傳感器........................................................................73)接觸式傳感器............................................................................74)紅外光電傳感器........................................................................72、控制部分........................................................................................83、驅(qū)動(dòng)部分........................................................................................84、全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)............................................................................95、吸塵及處理部分............................................................................96、垃圾收集過程流程圖..................................................................117、電源部分......................................................................................11六、性能參數(shù)...........................................................................................12七、結(jié)論與展望......................................................................................13參考文獻(xiàn)......................................................................................14一、背景及意義隨著人們生活水平的提高，健康、舒適的家居環(huán)境越來越被更多的人所關(guān)注。買房、裝修成為人們茶余飯后談?wù)摰臒狳c(diǎn)話題，但裝修后又臟又累的衛(wèi)生清掃工作，成為困擾家庭主婦的又一大難題。對(duì)不少家庭而言，清潔機(jī)器人已成為清潔家庭的必備小家電。此次，從網(wǎng)上和市場兩方面著手進(jìn)行調(diào)研，既了解工作原理，也了解到了它的市場行情。“綠色、健康”的設(shè)計(jì)產(chǎn)品的市場化腳步在逐漸取代舊產(chǎn)品。針對(duì)現(xiàn)代人的生活習(xí)慣及周圍環(huán)境進(jìn)行調(diào)研（網(wǎng)絡(luò)、市場），符合市場經(jīng)濟(jì)的增長和社會(huì)的發(fā)展趨勢，智能化的產(chǎn)品將是健康綠色生活的主導(dǎo)，才能更符合當(dāng)代社會(huì)的需求，從而將“綠色、健康”的含義真正的實(shí)現(xiàn)。研究智能清潔機(jī)器人的缺陷及不足，從而將其完善，主要針對(duì)消費(fèi)者做出進(jìn)一步的改進(jìn)和創(chuàng)新，將改進(jìn)的重點(diǎn)放在輕巧便用，智能化，帶有樂趣性上面。將本次設(shè)計(jì)定位為改進(jìn)型創(chuàng)新綠色環(huán)保設(shè)計(jì)。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀近幾年，我國家用清潔機(jī)器人市場需求量呈逐年上升的趨勢。清潔機(jī)器人的發(fā)展很快，主要發(fā)展方向?yàn)橥庥^、功能與操作性能等三方面。外觀：現(xiàn)代清潔機(jī)器人有越做越小的趨勢，而與清潔機(jī)器人的集塵袋，功率反而越來越大，一些比較先進(jìn)的清潔機(jī)器人也已近發(fā)展到無塵袋的設(shè)計(jì)，更加有利于日常清潔與保養(yǎng)，大大節(jié)省使用者的家務(wù)負(fù)擔(dān)。功能：現(xiàn)代清潔機(jī)器人的功能性能越來越強(qiáng)大，一些高端的清潔機(jī)器人已近開始具有干濕兩用、過熱保護(hù)、塵滿提醒等非常實(shí)用的功能。可以想象，這些功能在今后幾年中也會(huì)慢慢變成清潔機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)配置。操作性能：不同于相對(duì)老舊的清潔機(jī)器，現(xiàn)代清潔機(jī)器人已經(jīng)具有更高的操作性能了，不但主機(jī)變得輕巧而易拖動(dòng)，操作按鍵的位置設(shè)計(jì)也越來越人性化，方便使用者的操作。另外，現(xiàn)代清潔機(jī)器人的工作噪音也得到了較好的控制，老舊產(chǎn)品的噪音源特點(diǎn)也已經(jīng)被大大弱化。三、總體功能該智能清潔機(jī)器人利用了超聲波測距的原理，通過向前進(jìn)方向發(fā)射超聲波脈沖，并接收相應(yīng)的返回聲波脈沖，對(duì)障礙物進(jìn)行判斷；通過以單片機(jī)為核心的控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲發(fā)射和接收的選通控制，并在處理返回脈沖信號(hào)的基礎(chǔ)上加以判斷，選定相應(yīng)的控制策略；通過驅(qū)動(dòng)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)360°全向輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等避障功能。以及紅外線傳感器的應(yīng)用使它具備避免墜落及自動(dòng)充電功能，與此同時(shí)，由其自身攜帶的小型吸塵及滾刷部件，對(duì)經(jīng)過的地面進(jìn)行必要的吸塵清掃；由水過濾清潔裝置和HEAP高效過濾網(wǎng)清潔過濾所吸入的空氣。采用全新智能控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清掃，自動(dòng)回充，智能分析，路徑規(guī)劃，智能防撞，以及遙控的功能。四、工作主流程圖及模型圖圖1.工作主流程圖圖2.三維模型圖五、各模塊設(shè)計(jì)1、傳感部分：相當(dāng)于人的五官，起到對(duì)外界的感知作用。1)超聲波傳感器[1]超聲波是一種一定頻率范圍的聲波它具有在同種媒質(zhì)中以恒定速率傳播的特性，而在不同媒質(zhì)的界面處，會(huì)產(chǎn)生反射現(xiàn)象利用這一特性，就可以根據(jù)測量發(fā)射波與反射波之間的時(shí)間間隔，從而達(dá)到測量距離的作用其具體的計(jì)算公式如下：s＝v×t／2注：s：為障礙物與吸塵器之間的距離；t：為發(fā)射到接收經(jīng)歷的時(shí)間；v：為聲波在空氣中傳播的速度在智能清潔機(jī)器人中，避障功能的實(shí)現(xiàn)正是利用了這一超聲波測距的原理它的傳感器部分由三對(duì)（每對(duì)包括一個(gè)發(fā)射探頭和一個(gè)接收探頭）共六個(gè)超聲波傳感頭組成由單獨(dú)的振蕩電路產(chǎn)生頻率固定為40kHz，幅值為5V的超聲波信號(hào)在控制器送來的路選信號(hào)的作用下，40kHz的振蕩信號(hào)被加在超聲發(fā)射探頭的兩端，從而產(chǎn)生超聲信號(hào)向外發(fā)射；該信號(hào)遇到障礙物時(shí)，產(chǎn)生反射波，當(dāng)這一反射波被接收器接收后，根據(jù)前述測距的原理，就可以精確地判斷障礙物的遠(yuǎn)近；同時(shí)，根據(jù)信號(hào)的幅值大小，也可以初步確定障礙物的大小超聲波傳感器采用直接反射式的檢測模式。位于傳感器前面的被檢測物通過將發(fā)射的聲波部分地發(fā)射回傳感器的接收器，從而使傳感器檢測到被測物，經(jīng)單片機(jī)系統(tǒng)處理判斷前方物體的大小、遠(yuǎn)近及大體屬性。2)紅外測距傳感器[1]紅外測距傳感器利用紅外信號(hào)遇到障礙物距離的不同反射的強(qiáng)度也不同的原理，進(jìn)行障礙物遠(yuǎn)近的檢測。紅外測距傳感器具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測方向遇到障礙物時(shí)，紅外信號(hào)反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，即可利用紅外線的返回信號(hào)來識(shí)別周圍環(huán)境的變化。3)接觸式傳感器[1]接觸式厚度傳感器，通常采用電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、電位器式位移傳感器、霍耳式位移傳感器等（見位移傳感器）進(jìn)行接觸式厚度測量。為了連續(xù)測量移動(dòng)著的物體的厚度，常在位移傳感器的可動(dòng)端頭上安裝滾動(dòng)觸頭，以減少磨損。接觸式厚度傳感器可測量物體高度,空間大小。全能清潔機(jī)器人可利用這一點(diǎn)探測障礙物的高度,進(jìn)一步做出判斷發(fā)揮它的功能.4)紅外光電傳感器[1]把渾濁度傳感器的外殼固定在被測箱體內(nèi)，采用一定波長的紅外發(fā)光二極管作為檢測光源，穿透被測溶液，檢測其透射光強(qiáng)來檢測溶液渾濁度的程度。紅外發(fā)光二極管發(fā)射的紅外光穿透被測溶液的介質(zhì)，被接收端的光電三極管接受，產(chǎn)生光電流。由于溶液含有的介質(zhì)、灰塵的顆粒大小、密度不同，光電三極管的光電流近似為線性變化。經(jīng)濾波后輸出，即得到與渾濁度相關(guān)的檢測信號(hào)。2、控制部分：相當(dāng)于人的大腦，起到連接對(duì)肢體的支配。單片機(jī)[2]執(zhí)行控制程序中指令。CPU要根據(jù)指令的功能，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)，發(fā)給相應(yīng)的部件，從而控制這些部件按指令的要求進(jìn)行動(dòng)作。1）向傳感器部分分別發(fā)送路選信號(hào)：當(dāng)路選信號(hào)是高電頻時(shí)，該路導(dǎo)通；反之，就截止這樣，通過路選信號(hào)，就可以完成各路信號(hào)的順序掃描以及對(duì)發(fā)射和接收的計(jì)時(shí)功能2）作為控制器的核心，它要根據(jù)接收的各路信號(hào)的幅值，以及從發(fā)射到接收的時(shí)間間隔，計(jì)算并判斷障礙物的相對(duì)位置，大致大小在此基礎(chǔ)上，根據(jù)事先設(shè)定的規(guī)則，選定相應(yīng)的避障措施（前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、后退、調(diào)頭）3）在確定了避障措施后，要向步進(jìn)電機(jī)的控制器輸出相應(yīng)的控制脈沖，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)全向輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)以具體實(shí)現(xiàn)避障圖4.CPU芯片3、驅(qū)動(dòng)部分：相當(dāng)于人的肢體，被控制起到協(xié)調(diào)作業(yè)。1）步進(jìn)電機(jī)[3]，用于清潔器的全向輪驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。2）串勵(lì)電機(jī)[3]，單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)屬于單相交流異步電動(dòng)機(jī)，是交直流兩用的，所以又稱為交直流兩用串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。由于它轉(zhuǎn)速高、體積小、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速可調(diào)，電機(jī)主要由定子轉(zhuǎn)子及支架三部分組。3）普通電機(jī)[3]，用于掃地刷和起塵刷的微型直流齒輪減速電機(jī)12V正反轉(zhuǎn)可調(diào)速電動(dòng)機(jī)慢速小馬達(dá)。4.全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)：基于麥克納姆輪[4]的全方位移動(dòng)平臺(tái)由于能夠?qū)崿F(xiàn)前后、左右和自轉(zhuǎn)3個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)及其復(fù)合運(yùn)動(dòng)而受到越來越廣泛的關(guān)注，本體無需做出任何轉(zhuǎn)動(dòng)便可實(shí)現(xiàn)任意方向的運(yùn)動(dòng)。因此采用了基于麥克納姆輪的全方位移動(dòng)平臺(tái)的智能清潔器非常適合工作在空間狹窄有限、對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高的場合。與傳統(tǒng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以沿任意方向平動(dòng)，其移動(dòng)性能卓越。圖5：輪子左、移動(dòng)平臺(tái)、輪子右5、吸塵及處理部分：在智能吸塵器里面嵌入真空吸塵器部分。1）本清潔器在氣體輸出口采用HEAP過濾網(wǎng)[5]進(jìn)行空氣凈化，它對(duì)于0.1微米和0.3微米的有效率達(dá)到99.7%，HEPA網(wǎng)的特點(diǎn)是空氣可以通過，但細(xì)小的微粒卻無法通過。它對(duì)直徑為0.3微米（頭發(fā)直徑的1/200）以上的微粒去除效率可達(dá)到99.97%以上，是煙霧、灰塵以及細(xì)菌等污染物最有效的過濾媒介。采用熔噴滌綸無紡布材質(zhì)的HEPA高效過濾網(wǎng)，特點(diǎn):風(fēng)阻小，容塵量大，過濾精度高，持久耐用。圖6.HEPA高效過濾網(wǎng)2）水過濾系統(tǒng)[6]原理及垃圾收集裝置：水過濾系統(tǒng)原理是用水洗滌含塵空氣，在吸塵器專用的串勵(lì)電機(jī)高轉(zhuǎn)速下（20000r/min），大量抽壓空氣和水的慣性碰撞而形成的，利用形成的液膜、水滴和水泡來捕捉帶有的粉塵和細(xì)小顆粒，也從而使細(xì)小的顆粒得到擴(kuò)散，使增濕并產(chǎn)生粘附的顆粒利用自身的重量沉人水底，隨液體循環(huán)排出?？諝庠谒膿胶拖碌玫絻艋?。3）進(jìn)入水箱中的垃圾大部分會(huì)很快溶于水中，水箱箱體表面的紅外傳感器會(huì)將水箱中水的渾濁度檢測并將數(shù)據(jù)傳送給中央處理器，當(dāng)水的渾濁度達(dá)到一定程度時(shí)，中央處理器會(huì)自動(dòng)接通位于水箱底部微型泵，通過微型泵把溶有垃圾的水吸入垃圾收集箱里，直到紅外線傳感器檢測渾濁度正常時(shí)，中央處理器控制微型泵停止工作從而完成排水過程。由于垃圾溶于水會(huì)使水箱中水位很快升高，水箱箱體表面的水位傳感器能夠?qū)崟r(shí)檢測水箱中的水位并把相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給中央處理器，當(dāng)水位達(dá)到一定程度時(shí)，中央處理器也會(huì)控制打開收集箱底的微型泵，把水吸入垃圾收集箱，直到水位正常。3）充電設(shè)備是采用裝有紅外線接收器的專用電源，當(dāng)清潔器電量較低時(shí)，清潔器上的中央處理器會(huì)控制發(fā)出充電紅外線，電源檢測并接收信號(hào)，清潔器會(huì)自動(dòng)前往電源處打開接口進(jìn)行充電過程，直到充電完成。6、垃圾收集過程流程圖圖7.垃圾收集過程流程圖7、電源部分：提供智能清潔機(jī)器人所需要的動(dòng)力系統(tǒng)，也是至關(guān)重要的一部分，由于智能吸塵器是以自主方式工作的，因而所用的電源不是一般拖線方式，而是采用隨身攜帶的24.4V鎳氫動(dòng)力電池[7]，它具有高比功率、電流充放電大、無污染、安全性能好等特點(diǎn)這樣不但可實(shí)現(xiàn)無人控制，而且工作時(shí)較靈活一次充電可以連續(xù)工作幾個(gè)小時(shí)六、性能參數(shù)P1：輸入功率；P2：吸入功率；H：真空度；Q：風(fēng)流量；Η：效率；Psmax:最大吸入功率；ηmax:最大效率；Qmax:最大風(fēng)量；Hmax最大真空；1、風(fēng)流量：單位時(shí)間內(nèi)通過吸塵器排出的空氣體積，單位m3/min。2、真空度：所謂的真空度是指一個(gè)空間內(nèi)氣體分子數(shù)的密度比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(一個(gè)大氣壓101325Pa)少。3、吸入功率：是反映吸塵器的綜合性能的一個(gè)參數(shù)。吸塵器的吸入功率是以真空度、風(fēng)流量來體現(xiàn)的，一般來說，真空度高、風(fēng)流量大輸出功率就會(huì)比較高。4、η效率：吸塵器的效率=（吸塵器的輸出功率P2÷吸塵器的輸入功率P1）×100%當(dāng)然，P1和P2都是在變化的，效率n也應(yīng)該是曲線的頂點(diǎn)，即最大值。吸塵器效率一般在28%-32%，這是因?yàn)槲鼔m器使用中空氣流通有很大的阻力，降低了風(fēng)量。七、結(jié)論與展望雖然當(dāng)前的吸塵器是物美價(jià)廉，能給人們枯燥乏味的家庭清潔的瑣碎工作提供了諸多方便，可是一些缺點(diǎn)仍舊困擾著人們，比如較大的噪聲依然讓多數(shù)的家庭使用者望而卻步。在現(xiàn)有的服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域里，智能清潔機(jī)器人可以說是一種新型產(chǎn)品，幫助人們?cè)跓o需照看的情況下省時(shí)省力的完成房間的洗塵清掃作業(yè)。所以，只要智能清潔機(jī)器人的生產(chǎn)成本兼顧日用家電的大批量、低價(jià)格的特點(diǎn)，智能清潔機(jī)器人將會(huì)用誘人的市場前景。目前國內(nèi)外的清潔機(jī)器人的研究與開發(fā)工作都取得了一些成績，但是仍舊有許多問題需要解決或改善，主要涉及到下面幾個(gè)方面：1、價(jià)格過高2、智能化與自主化程度低3、吸塵技術(shù)不夠理想4、自動(dòng)充電與電源技術(shù)有待改進(jìn)伴隨著智能清潔機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)與性價(jià)比的不斷提高，完全有條件基于現(xiàn)有的硬件和軟件技術(shù)，在不久的將來，生產(chǎn)出價(jià)格便宜的全自動(dòng)清潔機(jī)器人，使千家萬戶都能夠使用到，從而使這種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶來客觀的市場和經(jīng)濟(jì)效益。智能清潔機(jī)器人開啟了不用人工打掃，死角可以不用花大力氣去清除的時(shí)代，人類的不用親自動(dòng)手就可以將房間打掃的干干凈凈，可謂是對(duì)于機(jī)器，“懶漢時(shí)代”又邁進(jìn)了一大步。參考文獻(xiàn)：[1]《傳感器原理與應(yīng)用》姜香菊著，機(jī)械工業(yè)出版社出版，2015-3-1[2]《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》查鴻山著電子工業(yè)出版社出版，2015-2-1[3]《步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用技術(shù)》(日)坂本正文著王自強(qiáng)譯科學(xué)出版社出版2010-5-1第二篇：智能機(jī)器人教學(xué)大綱課程目標(biāo)：智能機(jī)器人教學(xué)大綱（軟件部分）機(jī)器人是集科技知識(shí)啟蒙、創(chuàng)造性思維訓(xùn)練及創(chuàng)造力開發(fā)的最佳載體?？梢赃m合于普通中學(xué)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面培養(yǎng)、提升現(xiàn)代學(xué)生的創(chuàng)造力、想象力與科學(xué)技能方面的素質(zhì)教育。在機(jī)器人課堂教學(xué)中應(yīng)該做到而且能做到徹底改變過去單一的教師灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)模式，讓學(xué)生在“玩中學(xué)”，“做中學(xué)”，在機(jī)器人的模型拼裝、編程控制調(diào)試的實(shí)踐過程中去體驗(yàn)，去掌握知識(shí)、去提高能力、去創(chuàng)新。注重的不是結(jié)果如何，更重要的是實(shí)踐的過程。最終學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)研究，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。課程教學(xué)要求：教師課上不僅要講解程序設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，還要讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)，在有實(shí)驗(yàn)場地的機(jī)房上課。這樣可以講一些程序的功能，當(dāng)時(shí)就給學(xué)生演示這段程序在機(jī)器人上的實(shí)現(xiàn)，學(xué)生理解起來更加透徹。學(xué)生自己也可以隨時(shí)下載程序，在場地里調(diào)試。課上也要穿插運(yùn)用小組討論和個(gè)別化教學(xué)的方式。教學(xué)內(nèi)容：寵物狗教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)搭建一條小狗認(rèn)識(shí)nxt馬達(dá)沖上山坡教學(xué)目標(biāo)認(rèn)識(shí)NXT，理解輸入和輸出。認(rèn)識(shí)樂高零件,學(xué)會(huì)搭建，知道什么樣的速度可以上坡(速度與力量的關(guān)系)學(xué)校班車教學(xué)目標(biāo)開始學(xué)會(huì)robolab2.9的編程方式學(xué)會(huì)控制馬達(dá)的時(shí)間升旗儀式教學(xué)目標(biāo)1．設(shè)計(jì)并搭建一架小旗升降機(jī)。2．運(yùn)用導(dǎo)航者級(jí)別2對(duì)國旗升降機(jī)進(jìn)行編程，分別用時(shí)間和觸動(dòng)傳感器來控制。一堂體育課教學(xué)目標(biāo)1．設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)雙馬達(dá)人形或車型機(jī)器人。2．運(yùn)用導(dǎo)航者2對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程，理解機(jī)器人是如何轉(zhuǎn)彎的.老師的煩惱教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)自動(dòng)刮玻璃器。使用導(dǎo)航者3進(jìn)行編程。拳擊賽教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)拳擊機(jī)器人。認(rèn)識(shí)活塞運(yùn)動(dòng)。運(yùn)用導(dǎo)航者3進(jìn)行編程。九月的天氣教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并搭建一架可以調(diào)節(jié)風(fēng)速的電動(dòng)風(fēng)扇。運(yùn)用齒輪加速。學(xué)習(xí)導(dǎo)航者4編程。刷卡門教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)門徑系統(tǒng)。知道如何測光值。認(rèn)識(shí)光電傳感器，并能編寫簡單程序。光控路燈教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)光控路燈。知道如何測光值運(yùn)用光感解決問題。留在圈內(nèi)教學(xué)目標(biāo)使用光電傳感器來解決問題知道如何測得光值和使用光值超市購物教學(xué)目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)萬向輪，并能夠搭建簡單的萬向輪。2、設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)可以裝貨物的萬向輪小車——超市購物車著火啦教學(xué)目標(biāo)練習(xí)觸感靈活的使用。運(yùn)用程序循環(huán)來解決問題。日本旅游教學(xué)目標(biāo)培養(yǎng)孩子們的設(shè)計(jì)能力。讓孩子們利用光感來解決問題發(fā)展孩子們的動(dòng)手能力綜合測試教學(xué)目標(biāo)培養(yǎng)孩子的綜合運(yùn)用能力根據(jù)規(guī)則來解決問題培養(yǎng)孩子們的設(shè)計(jì)能力第三篇：智能機(jī)器人論文湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)課程論文學(xué)院：工學(xué)院班級(jí)：11級(jí)機(jī)械1班姓名：曾強(qiáng)學(xué)號(hào)：201140614114課程論文題目：未來智能機(jī)器人課程名稱：MCS-51單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用評(píng)閱成績：評(píng)閱意見：成績?cè)u(píng)定教師簽名：日期：2014年5月12日未來智能機(jī)器人摘要：機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。近二十年中，因?yàn)殡娔X技術(shù)、電子產(chǎn)品及生物遺傳工程等技術(shù)的大踏步發(fā)展，“智能機(jī)械人”的研發(fā)熱潮已從專業(yè)人士的實(shí)驗(yàn)室中走了出來，成為一種綜合科研能力的開發(fā)活動(dòng)。關(guān)鍵字:智能，CPU，擬人化，人性化（一）機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成及工作原理機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)即機(jī)器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機(jī)構(gòu)，其中的運(yùn)動(dòng)副（轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副）常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)通常即為機(jī)器人的自由度數(shù)。檢測裝置的作用是實(shí)時(shí)檢測機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及工作情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)器人的動(dòng)作符合預(yù)定的要求?？刂葡到y(tǒng)有兩種方式。一種是集中式控制，即機(jī)器人的全部控制由一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)完成。另一種是分散（級(jí)）式控制，即采用多臺(tái)微機(jī)來分擔(dān)機(jī)器人的控制。如當(dāng)采用上、下兩級(jí)微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時(shí)，主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，并向下級(jí)微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級(jí)從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)CPU，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和伺服控制處理，實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)，并向主機(jī)反饋信息。（二）機(jī)器人的未來發(fā)展機(jī)器人的研究從一開始就是擬人化的，所以才有機(jī)械手、機(jī)械臂的開發(fā)與制作，也是為了以機(jī)械來代替人去做人力所無法完成的勞作或探險(xiǎn)。但近十幾年來，機(jī)器人的開發(fā)不僅越來越優(yōu)化，而且涵蓋了許多領(lǐng)域，應(yīng)用的范疇十分廣闊。大而言之，用之于太空開發(fā)，月球車，深海探測器，海洋石油開采，航天飛機(jī)機(jī)械臂等，小至微型手術(shù)機(jī)械，生命監(jiān)測儀等。軍事上的用途更是日新月異，從拆彈機(jī)器人、清除機(jī)器人到無人駕駛飛機(jī)、自動(dòng)化戰(zhàn)車，有人甚至預(yù)測未來戰(zhàn)爭可能如星球大戰(zhàn)一樣，是機(jī)器人的戰(zhàn)爭。至于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、遺傳生物產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)、文化產(chǎn)業(yè)、電訊業(yè)、能源開發(fā)，都將因機(jī)器人的大量登場而出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革命。英國電訊公司未來學(xué)部門研究員曾因準(zhǔn)確預(yù)測手機(jī)短訊、垃圾郵件及網(wǎng)上搜尋引擎的出現(xiàn)而聞名，在最近公布的科技展望五十年的預(yù)測中，其中就有數(shù)條是關(guān)于機(jī)器人的。未來的機(jī)器人將會(huì)朝著三個(gè)方面發(fā)展：一、與人類的生活更為密切地結(jié)合起來，以為人提供更多服務(wù)作為要素二十年后，家中掃除、清潔的工作或老人的護(hù)理保健的工作可能全由機(jī)器人取代。美國舊金山的醫(yī)院已開始使用機(jī)器人為病人送藥、配藥的服務(wù)。美國的阿伊機(jī)器人公司的總裁接受媒體采訪時(shí)表示，該公司生產(chǎn)的家用大掃除機(jī)器人產(chǎn)品，2002年只有一百二十萬美元銷售額，到2012年已猛增50倍以上。還有，家居的全自動(dòng)化，無需駕駛的自動(dòng)汽車等等，實(shí)在無法一一計(jì)數(shù)或做出估計(jì)。二、仿生性，生物性的大趨向以趣味性、生物性來制造機(jī)器狗、貓、魚等動(dòng)物。譬如日本三菱重工附屬公司RyomeiEngineering研制成功的金色機(jī)械魚“金魚虎”長1公尺，重25公斤，是一只不小的巨魚，能自動(dòng)暢游于水中，可協(xié)助監(jiān)察橋梁的保安和搜集魚汛的情況，監(jiān)視河水污染等。索尼公司研制的Aibo機(jī)器狗會(huì)對(duì)主人聲音有情緒反應(yīng)，已能夠模仿喜怒哀樂和恐懼等情緒，將來可出現(xiàn)代替真正導(dǎo)盲犬的機(jī)器狗。另外，電影《侏羅紀(jì)公園》的恐龍機(jī)器人等也是例子。這類仿生性機(jī)器人還被廣泛用于軍事上的偵察救險(xiǎn)、情報(bào)傳送，甚至殺敵于無形的手段上去。美國夏威夷大學(xué)設(shè)有水下機(jī)器人研究中心，已具相當(dāng)規(guī)模。今年八月初俄羅斯迷你潛艇在海底為漁網(wǎng)所纏，困于190米下的深海，就得助于英國的“天蝎”號(hào)救援艇之助而脫險(xiǎn)的，“天蝎”號(hào)就是海底機(jī)器人。三、最重要的發(fā)展是人性化日本舉行的萬國博覽會(huì)，被稱為機(jī)器人的大集合之展覽會(huì)，有人甚至將之稱作“機(jī)器人萬國博覽會(huì)”，從中亦可看出日本的這一產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢及成果。在展場中，接待處、大會(huì)清掃工作、警備工作等，多以機(jī)器人的形式出現(xiàn)與取替。博覽會(huì)期間還舉辦多項(xiàng)人與機(jī)器人有關(guān)的活動(dòng)，其中最引人注目的還是人工智能及人性化的機(jī)器人的表演，譬如接待處的一位女性機(jī)器人能聽、說六國語言，而且說話時(shí)眼、嘴皆會(huì)動(dòng)，面部肌肉也有活動(dòng)。造型奇特有趣的高爾夫球機(jī)器人“坎迪—5”，它內(nèi)置整個(gè)高爾夫球場的3D地形和球會(huì)會(huì)員的資料，并設(shè)置有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能作360度自如旋轉(zhuǎn)，它的系統(tǒng)將愈加精密，并更具人性化，科學(xué)家預(yù)計(jì)在2020年完成其全部制作時(shí)，它可充當(dāng)球童并可從旁給予擊球建議。此外，尚有具“視覺”、“味覺”的機(jī)器人，它的紅外線測定可以對(duì)食物及飲品的成份、含量馬上做出判定，譬如將一只蘋果擺在其手臂前，可以打印出該只蘋果的糖份、維生素含量等。最引人注目的是機(jī)器人管樂隊(duì)的演奏，以機(jī)器人演奏真正的樂器，而且隊(duì)形不斷變換，演奏技術(shù)臻于上乘。東京大學(xué)于今年八月公布已開發(fā)出人的仿真性皮膚，可如人一樣感受冷熱、痛楚、溫度反應(yīng)，甚至一些人的皮膚未具有的功能都可以設(shè)定，這對(duì)仿造機(jī)器人的生命性又是一大進(jìn)步。凡此種種，不一而足。在世紀(jì)之交，生物遺傳工程因“克隆人”的出現(xiàn)而引致倫理、法律及道德問題的爭議，“克隆人”能否問世仍然是一個(gè)未知數(shù)，但機(jī)器人的研發(fā)正在取而代之，以越接近人性化為追尋目標(biāo)。因而還為之出現(xiàn)了新的名詞，比如人工智能（簡稱AI），并以下述二個(gè)英文名字用來指人類模樣的機(jī)器人：androids和humanoids。西方的電影導(dǎo)演在談到影視中出現(xiàn)的非常人性化的機(jī)器人時(shí)，更常常使用這些有明確傾向的專用詞：A、變得人性化—humanizeB、人性化的—humanizedC、人道、仁慈—humanity。我國的機(jī)器人研發(fā)工作基本上屬于科學(xué)研究的項(xiàng)目，據(jù)說，中國科學(xué)院目前已造出說話時(shí)嘴唇能夠活動(dòng)、眼睛能轉(zhuǎn)動(dòng)、具視覺功能的機(jī)器人，其水準(zhǔn)可媲美日本同行其實(shí)，機(jī)器人的制作絕對(duì)并非只是液壓機(jī)械與電子產(chǎn)品的混成物，要將機(jī)器人造得越來越有人性化，就要兼及生命醫(yī)學(xué)、傳感、光學(xué)及創(chuàng)造性的文化產(chǎn)業(yè)等方面，比如機(jī)器人的關(guān)節(jié)就需要研究中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)學(xué)、生物學(xué)上的神經(jīng)刺激反應(yīng)以及文化產(chǎn)品的某種造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英國的科學(xué)家甚至預(yù)言，到2020年，隨著機(jī)器人愈來愈精密和使用有機(jī)零件制造，它們將會(huì)受到“機(jī)器人權(quán)”的保護(hù)。在美、日、德、法、韓等國，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的開發(fā)正在日受重視，一般采取所謂的“官產(chǎn)學(xué)”形式?！肮佟奔凑闹贫ㄕ呒皟A斜支持，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。據(jù)情報(bào)顯示，日本政府正在調(diào)整全國的產(chǎn)業(yè)制造結(jié)構(gòu)，名古屋中部地區(qū)的未來產(chǎn)業(yè)為新型汽車工業(yè)，以大阪為中心的關(guān)西地方將以機(jī)器人產(chǎn)業(yè)為主，東京地區(qū)以資訊情報(bào)化為中心等等；“產(chǎn)”即產(chǎn)業(yè)界的自我分類的研究與開發(fā)，并將之變成產(chǎn)品，取得經(jīng)濟(jì)效益；“學(xué)”即學(xué)校設(shè)置專門的學(xué)科，教材則與以往不同，非全盤為學(xué)校教授所寫，有一些則由產(chǎn)業(yè)研究所編寫教材，利用電腦技術(shù)介入，反過來向大學(xué)師生出售。而專門出售機(jī)器人制作的教科書、教材及裝配零件、專門雜志等也已成行成市，許多公司改變既有行業(yè)，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)為此服務(wù)的產(chǎn)品。那么，這是否將導(dǎo)致一場工業(yè)革命？現(xiàn)在斷言尚為時(shí)過早。但可以預(yù)計(jì)的是，未來20年，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將成為未來新產(chǎn)業(yè)的一個(gè)領(lǐng)先潮流，在現(xiàn)代化的高科技戰(zhàn)爭中，機(jī)器人將發(fā)揮越來越大的戰(zhàn)斗作用，從而減少前線士兵的人命傷亡，并以奇技利器克敵制勝?？偨Y(jié)：世界上先進(jìn)的工業(yè)化國家都十分注重機(jī)器人的研究開發(fā)、實(shí)用化及產(chǎn)業(yè)化的動(dòng)向，投入大量的資金、人力，優(yōu)化環(huán)境及指標(biāo)，特別是重視培養(yǎng)年輕人對(duì)此未來科學(xué)的興趣，吸引他們的投入，以形成人材梯隊(duì)，鍛造出新的產(chǎn)業(yè)隊(duì)伍。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，未來的機(jī)器人將更加智能化。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正在引起國際上重新認(rèn)識(shí)機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。參考文獻(xiàn)：1.《人工智能的未來》陜西科學(xué)技術(shù)出版社作者：杰夫·霍金斯2.《人工智能:一種現(xiàn)代的方法》清華大學(xué)出版社200605第四篇：智能機(jī)器人心得體會(huì)智能機(jī)器人心得體會(huì)這學(xué)期我們?cè)谘芯啃詫W(xué)習(xí)課上學(xué)習(xí)了智能機(jī)器人。我對(duì)此非常感興趣。我們的課程主要為對(duì)智能機(jī)器人進(jìn)行了解與它在實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。我們對(duì)它并不是很了解，但是經(jīng)過了這一學(xué)期的課程后，對(duì)它有了一定的認(rèn)識(shí)。智能機(jī)器人無論是在工業(yè)領(lǐng)域，還是娛樂領(lǐng)域，都是當(dāng)今社會(huì)補(bǔ)課缺少的元素。智能機(jī)器人并非是一定要有實(shí)體，它可以是在計(jì)算機(jī)上的某種程序，例如：智能聊天工具……等一切得到人類指令并進(jìn)行人性化判斷和回復(fù)的，在我認(rèn)為都可稱作只能機(jī)器人。人類對(duì)智能機(jī)器人的開發(fā)還有著一段距離，但我相信這是我們可以達(dá)到的！在課上我們觀看了《鐵甲鋼拳》、《復(fù)仇者聯(lián)盟2：奧創(chuàng)紀(jì)元》這兩部影片。這里主要為我們展現(xiàn)出人們對(duì)智能機(jī)器人的想象，想象是科學(xué)事業(yè)的發(fā)展前提。在中國古代，人們的飛天夢，這就是一種想象，再有了想象之后，才有了目標(biāo)和人們?nèi)?shí)現(xiàn)他的動(dòng)力，這才成就了那些偉大的科學(xué)家。在《鐵甲鋼拳》中，男主角在垃圾場拾到早在很久的只能拳擊機(jī)器