3.舞蹈机器人的硬件设计-西北工业大学机电学院.DOC

智能机器人设计综合实验 实验项目名称 智能机器人设计综合实验 实验学时 32 指导教师 黄英亮 实验地点 舞蹈机器人创新基地 实验对象 全院本科生 可选人数 24 《智能机器人设计》综合实验教学大纲 一、课程基本信息 1、课程代码：0570250 2、课程名称（中/英文）：《智能机器人设计》《the design of intelligent robot》 3、学时/学分：32/2 4、先修课程：《机械设计》、《机械原理》、《计算机程序设计基础(C语言)》、《材料力学》、《微机原理》、《单片机原理》等。 5、面向对象： 大四本科生 6、开课院（系）：机电学院 7、教材、教学参考书： 教材:《智能机器人综合实验指导书》 自编 参考书：《工业机器人技术基础》孙树栋 西北工业大学出版社 2006 《机器人技术及应用》吴瑞祥 北京航空航天大学出版社 2001 《机器人技术导论》匡兴华 陈元兴译 国防科技大学出版社 2000 《机器人学》 蔡自兴等 清华大学出版社 2000年 二、课程性质和任务 机器人是技术密集，知识密集的高技术产品，涉及到机械学、电子技术、自动控制、计算机技术、传感器技术等。本实验对机器人的原理、机械结构、驱动和控制系统设计以及机器人的应用等作必要的论述，本课将必威体育精装版科研成果与现代机器人学的发展现状及其发展趋势紧密结合，既让同学们全面掌握机器人学的基本知识，又能让同学们对现代机器人学的发展前景有一个较全面的了解。主要任务是培养学生具有对典型机电一体化技术产品——机器人的设计、开发能力和创新能力。 三、教学内容和基本要求 1、机器人结构优化设计 2、单片机最小系统设计 3、直流电机、步进电机等电机的外围电路设计 4、运动控制编程 5、复杂动作设计实验 6、自主设计 四、实验（上机）内容和基本要求 3-5人为一小组，根据自己的兴趣进行模块的设计开发； 五、对学生能力培养的要求 机器人是一个典型的机电一体化系统，目前世界各国也都将之视为进行实践性工程训练、教学实验和研究最为理想的平台。机器人设计包含了电子电路、检测技术与传感器、控制原理与控制工程等众多专业，这些专业课程所体现的正是现代创新工程专业的普遍性原理，所以也可以将这些课程称为现代创新工程之道。许多国内外的知名公司都相继在开发各种教育与娱乐机器人，目的就是为现代创新工程专业教学提供共同的教育、实验、开发平台，引导学生学习电子电路、检测技术与传感器和控制原理和控制工程等基础课程。因此，采用机器人作为计算机、检测与控制技术的教学、实验平台是各相关工程专业的最佳选择，这就是设立机器人创新设计的目的和动因。 六、其它说明 本实验为选修实验，不限专业，只要有一定的基础知识，对此感兴趣的同学均可参加。 智能机器人设计综合实验指导书 黄英亮 编 机电学院工业工程系 2006年12月 一、控制部分 1.单片机的应用领域 目前单片机的应用已深入到国民经济的各个领域，对各个行业的技术改造和产品的更新换代起重要的推动作用。由单片机的特点决定了单片机的主要应用领域－智能仪器仪表、机电一体化、实时控制、民用电子产品和国防工业等方面。 单片机在智能仪表中的应用 单片机广泛应用于实验室、交通工具、计量等各种仪器仪表之中，使仪器仪表智能化，提高它们的测量精度，加强其功能，简化仪器仪表的结构，便于使用、维护和改进。例如：电度表校验仪，电阻、电容、电感测量仪，传播航行状态记录仪，烟叶水分测试仪，智能超声波测厚仪等。单片机在该领域的应用，不仅使传统的仪器仪表发生根本的变革，也给传统的仪器仪表行业的改造带来了曙光和美好的前景。 单片机在机电一体化中的应用 机电一体化是机械工业发展的重要方向。机电一体化产品是指集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如：微电控制的铣床、车床、钻床、磨床等等。单片机的出现促进了机电一体化的进程，它作为机电产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、控制功能强、安装方便等优点，大大提升了机器的功能，提高了机器的自动化、智能化程度。 单片机在实时控制中的应用 单片机也可广泛应用于各种实时控制系统中，如对工业上各种窑炉的温度、酸度、化学成分的测量和控制。将测量技术、自动控制技术和单片机技术相结合，充分发挥数据处理和实时控制功能，是系统工作于最佳状态，提高系统的生产效率和产品的质量。在航空航天、通信、遥控、遥测、工业机器人控制和实时数据采集系统中都可以用单片机作为控制器。 在军工领域的应用 利用单片机的可靠性高、适用的温度范围宽，能适应各种恶劣的环境的特点可广泛应用于导弹控制、鱼雷制导控制、智能武器装备、航天飞机导航系统等领域。 单片机在分布式多机系统中应用 利用单片机可以构成分布式测控系统，系统中有若干台由单片机组成的功能各异