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龙人宝贝机器人的结构设计与控制毕业论文

目录

2、智能机器人研究的概况2

2.1智能机器人研究的目的和意义2

2.2智能机器人的研究现状与发展趋势3

2.3本课题的主要内容5

3、机器人的结构和外观设计5

2.1“龙人宝贝”机器人的介绍5

2.2“龙人宝贝”结构及参数5

2.3机器人结构与外观设计6

3.4三维建模6

3.5龙人机器人二维图10

4、机器人的控制与实现11

4.1硬件模块11

4.2软件模块15

4.3控制程序15

5、总结23

致谢24

参考文i献25

附录26

“龙人宝贝”机器人的结构设计与控制

孙浩

1、前言

机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又

可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它

的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说，人们都可以接

受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联

合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功

能的、用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可

用电脑改变和可编程动作的专门系统。”机器人一般由执行机构、驱动装置、检

测装置和控制系统和复杂机械等组成。

随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已

可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、并行和串行接口A/D转换器等多种电

路，这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展。

本文研究的机器人，它根据学校实验室中的“龙人宝贝”机器人为基础而设

计与调试以及程序代码的编写，掌握机器人设计的基本方法。为此，该机器人硬

件的核心采用C51单片机作为机器人的大脑，把它设计成控制板，通过控制板实

现机器人的运动，以此机器人作为典型工程对象，可以完成机器人所需具备的探

测周边环境、做出决策、控制机器人运动的基本能力，使机器人具有基本的智能。

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2、智能机器人研究的概况

2.1智能机器人研究的目的和意义

机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技

术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从1962年美国研制出世界上第一

台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系（FMS）、

自动化工厂（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工具。广泛采用工业机

器人，不仅可提高产品的质量与数量,而且保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳

动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗以及降低生产成本有着十分重要的意义。

和计算机、网络技术一样,机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活

方式。

20世纪80年代以来，工业机器人技术逐渐成熟，并很快得到推广，目前已

经在工业生产的许多领域得到应用。在工业机器人逐渐得到推广和普及的过程

中，下面三个方面的技术进步起着非常重要的作用。

（1）驱动方式的改变

20世纪70年代后期，日本安川电动机公司研制开发出了第一台全电动的工

业机器人，而此前的工业机器人基本上采用液压驱动方式。与采用液压驱动的机

器人相比，采用伺服电动机驱动的机器人在响应速度、精度、灵活性等方面都有

很大提高，因此，也逐步代替了采用液压驱动的机器人，成为工业机器人驱动方

式的主流。在此过程中，谐波减速器、RV减速器等高性能减速机构的发展也功

不可没。近年来，交流伺服驱动已经逐渐代替传统的直流伺服驱动方式，直线电

动机等新型驱动方式在许多应用领域也有了长足发展。

（2）信息处理速度的提高

机器人的动作通常是通过机器人各个关节的驱动电动机的运动而实现的。为

了使机器人完成各种复杂动作，机器人控制器需要进行大量计算，并在此基础上

向机器人的各个关节的驱动电动机发出必要的控制指令。随着信息技术的不断发

展，CPU的计算能力有了很大提高，机器人控制器的性能也