机器人的“感觉器官”

机器人身上携带的各种什么相当于人的眼睛和耳朵等
器官
传感器。

机器人身上携带的各种传感器就相当于人的眼睛和耳朵等器官，机器人可以通过传感器接收周围环境的信息。

例如，雷达传感器可以将一个物体的运动速度、静止距离、所处角度等转化成电信号传递给机器人，从而使机器人了解到这个物体的位置和运动趋势。

机器人还可以用话筒和摄像头接收声音和图像数据，再用机器人“大脑”中的计算机对这些数据进行处理，进而提取出这些声音和图像中的信息。

通过这一系列动作，机器人就能“听到”“看到”外界的情况了。

传感器简介
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。

通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气
敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

第四节机器人的“听觉器官”◆任务主题设计、制作一个声控机器人，听到声音就动，而且声音越大运动就越快。

◆活动过程1、了解机器人的听觉“器官”，理解“声音传感器”感知声音强弱的工作过程及原理。

2、了解并学会运用机器人驱动其听觉器官工作的指令和程序，经过设计和实际调试，掌握让机器人在声音的控制下完成相关的动作设计制作过程与方法。

◆学习与实践一、基础知识人的耳朵是仅次于眼睛的感觉器官，声波扣击耳膜，引起听觉神经的冲动，冲动传给大脑的听觉区，因而引起人的听觉。

机器人的听觉“器官”——耳朵，比起人的耳朵简单多了，它的结构不象人耳那样复杂，它是用一种叫做钛酸钡的压电材料做成的“耳朵”比人的耳朵更为灵敏，即使是火柴棍那样细小的东西反射回来的声波也能被它“听”的清清楚楚。

机器人的耳朵就是我们很熟悉麦克风或称之为声音传感器，它的外形如图4—1—1所示。

用压电材料做成的“耳朵”之所以能够听到声音，其原因就是压电材料在受到拉力或者压力作用的时候能产生电压，这种电压能使电路发生变化。

这种特性就叫做压电效应。

当它在声波的作用下不断被拉伸或压缩的时候，就产生了随声音信号变化而变化的电流，这种电流经过放大器放大后送入电子计算机（相当于人大脑的听区）进行处理，机器人就能听到声音了。

做一做：观察自已拥有的机器人，找一找可以用来当做听觉器官的有哪几种传感部件？乐高机器人的听觉器官“DCP声音传感器”能力风暴机器人的听觉器官“麦克风”图4—1—1机器人的听觉“器官”声音传感器虽然很简单，可是它的功能不弱。

通过声音传感器，机器人可以感受到声音的强弱。

机器人的“耳朵”——声音传感器并不是所有的声音都能听见，它能“听见“的声音范围跟人能听见的声音频率是大致一样的。

机器人能够感知到声音的强弱，利用这一点，可以通过不同的方式让个人机器人感知到韵律。

我们通过程序的编制让机器人可以听懂声音的节奏和频率。

但要让机器人能够完全、准确的听懂音乐，听懂声音，是一个很大的工程挑战，还需要人们进一步研究、开发。

六年级信息技术知识点整理1.机器人（Robot）是一种具有高度灵活性的自动化机器，具备一些与人或者其他生物相似的能力，如感知能力、动作能力、规划能力等。

2.机器人有三个基本特征：自动控制的程序、一定的结构形态、具有完成一定任务的能力。

3.机器人三原则：机器人不得伤害人类；机器人必须服从人类的命令；机器人应保证自身的安全。

4.根据使用范围，机器人分为工业机器人、民用机器人、军用机器人和特种机器人等。

5.机器人的基本组成包含控制系统、电力单元、传感器、驱动器、机身等。

6.控制系统是机器人的大脑，是机器人的指挥中枢，主要由微控制器、存储器、输入/输出端口等组成。

7.电力单元包括电源、调节电路以及电源的开关。

普通机器人通常采用干电池或锂电池供电。

8.传感器是机器人的感觉器官。

机器人通过传感器检测环境、获取信息，再根据外界环境作出相应的反应。

常用的传感器有红外传感器、灰度传感器和温度传感器等。

9.驱动器由电机、皮带、机械手等组成。

驱动器可以让机器人在控制器的命令下，完成前进、后退等动作。

10.机身是机器人的外形，一个完整的机器人需要将框架、传感器、主板、电机等组装并固定起来。

“学生机器人”可以通过以下途径显示信息： 1.蜂鸣器；2.液晶屏。

11.皮带传动、链传动和齿轮传动是传动系统常用的传递动力的方式。

皮带传动是通过皮带将动力从主动轮传递到从动轮的一种传递方式。

（如：缝纫机、磁带机、鼓风机、摩托车中都运用到了皮带传动。

）链传动是通过链条将动力从主动轮传递到从动轮的一种传递方式。

（如：坦克履带就是根据链条传动的原理设计制造的。

）齿轮传动是通过相互啮合的轮齿，将动力从主动轮传递到从动轮的一种传递方式。

12.根据历史记载，链传动最早出现在我国东汉时期张衡发明的浑天仪中。

1874年，世界上出现了第一辆采用链传动的自行车，从此采用链传动的机械装置越来越多。

13.齿轮传动的优势：传动准确工作可靠，效率高，不打滑；功率大，过载能力强，相同情况下的传动尺寸小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。

简述机器人的结构和各部件的作用机器人是一种能够模拟人类行为和完成特定任务的机械设备。

它的结构由多个部件组成，每个部件都有着不同的功能和作用。

下面将简要介绍机器人的结构以及各个部件的作用。

1. 机器人的结构机器人的结构通常由机械结构、电子控制系统和传感器系统三部分组成。

机械结构是机器人的基础，它包括机器人的外形和内部构造。

机械结构的设计要考虑机器人的功能需求、工作环境等因素。

例如，一个人形机器人的机械结构需要模拟人体的关节和肌肉系统，以实现人类的运动方式。

电子控制系统是机器人的大脑，它负责控制和协调机器人各个部件的工作。

电子控制系统包括主控制器、电机控制器、传感器接口等。

主控制器是机器人的中央处理器，它接收来自传感器的信息，根据预设的程序控制机器人的动作。

电机控制器负责控制机器人的电动机，实现机器人的运动。

传感器系统是机器人的感知器官，它用于感知和获取环境信息。

传感器系统包括视觉传感器、声音传感器、触觉传感器等。

视觉传感器可以让机器人看到周围的物体和环境，声音传感器可以让机器人听到声音，触觉传感器可以让机器人感受到物体的触碰。

2. 各部件的作用2.1 电动机电动机是机器人的动力源，它可以将电能转化为机械能，驱动机器人的运动。

电动机通常分为直流电动机和步进电动机两种类型。

直流电动机可以实现机器人的连续运动，步进电动机可以实现机器人的精确定位。

2.2 关节关节是机器人的骨架，它连接机器人的各个部件，实现机器人的运动。

关节通常采用转动关节或直线关节的形式。

转动关节可以使机器人在水平方向上转动，直线关节可以使机器人在垂直方向上移动。

2.3 传动装置传动装置用于传递电动机的动力，驱动机器人的运动。

传动装置通常包括齿轮、皮带、链条等。

齿轮传动可以实现机器人的精确运动，皮带传动可以实现机器人的高速运动。

2.4 传感器传感器用于感知和获取环境信息，为机器人提供感知能力。

常见的传感器包括视觉传感器、声音传感器、触觉传感器等。

简述工业机器人的系统组成及各部分的功能工业机器人是现代工业生产中的重要设备，它能够完成各种复杂的生产任务，提高生产效率和产品质量。

工业机器人的系统组成包括机械结构、传感器、控制系统和人机界面等部分，每个部分都承担着不同的功能。

首先是机械结构部分。

工业机器人的机械结构由臂部、手部和关节等组成。

臂部是机器人的主要工作部分，可以实现多轴运动，具有较大的工作范围。

手部是机器人的末端执行器，可以根据需要安装不同的工具，如夹具、焊枪等，实现不同的生产任务。

关节是机械结构的连接部分，可以实现机械臂的灵活运动。

机械结构部分的主要功能是提供机器人的运动和力量支撑，使机器人能够完成各种复杂的操作任务。

其次是传感器部分。

传感器是工业机器人的“感知器官”，通过感知周围环境的信息，为机器人提供反馈和控制信号。

常用的传感器包括视觉传感器、力传感器、触觉传感器等。

视觉传感器可以实现机器人对周围环境的感知和识别，如识别产品的位置、形状和颜色等；力传感器可以测量机器人施加在工件上的力和压力，使机器人能够根据力反馈进行精确控制；触觉传感器可以模拟人类的触觉感受，实现对工件表面的触摸和感知。

传感器部分的主要功能是获取环境信息，并将其转化为机器人能够理解和处理的信号。

控制系统是工业机器人的“大脑”，负责对机器人进行控制和调度。

控制系统由硬件和软件两部分组成。

硬件部分包括控制器、电机和驱动器等。

控制器是控制系统的核心，负责接收传感器信号、计算控制指令和控制机械结构的运动；电机是机械结构的驱动装置，负责提供动力和力矩；驱动器是控制电机运动的设备。

软件部分包括编程语言、控制算法和路径规划等。

编程语言是编写机器人控制程序的工具，控制算法是实现机器人控制的方法，路径规划是确定机器人运动轨迹的过程。

控制系统的主要功能是实现机器人的精确控制和运动规划。

人机界面是工业机器人与操作人员进行交互的界面。

人机界面通常包括显示器、键盘和触摸屏等设备，操作人员可以通过这些设备与机器人进行信息交流和指令输入。

机器人避障
一、任务目标
“勇敢号”机器人要去探索神秘的D 区，要求“勇往直前”，直到前方出现障碍物，才停止前进，原地待命,如下图所示。

二、任务分析
如果让机器人前进固定的距离，我们可以通过让机器人前进一段时间来完成。

可是“勇敢号”机器人前进多少距离才会碰上障碍物，我们事先并不知道，所以我们不可能告诉机器人前进的时间，只能靠机器人的传感器自己来判断了。

1．什么是传感器？
传感器是机器人的“感觉器官”。

它就像人的眼睛、耳朵、鼻子一样，能够感应到周围环境的信息，并把这些信息传递给机器人的“大脑”。

有了传感器，机器人就变得更加聪明了。

下图展示的是各种类型的传感器。

基地
2．如何避障？
机器人的红外传感器就像人的眼睛一样，可以“看到
”前方的障碍。

我们可以让机器人先启动马达往前走，同时让红外传感器开始检测：有没有发现障碍？如果没有，前进一小步，继续检测……如果有障碍，让马达立刻停止。

四、程序流程图
这次探险的过程可以用下面的流程图表示：
让我们的探险机器人出发吧！
练习：
1．将已经认识的几种传感器，填写在下表中。

2.如果机器人遇到障碍物，你能让它绕过障碍物，继续前进吗？
阅读材料：
红外传感器通过发射和接收红外线，感受外界光线的变化，向机器人的“大脑”及时传递一个数值（如下图5所示），机器人的“大脑”再根据传感器报告的数值变化电脑就会判断是否要沿着小路前进了。

红外传感器工作示意图
红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着巨大作用，随着探测设备和其他部分技术的提高，红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。

小学信息技术六年级上册（机器人）知识点整理一、填空1、机器人（）是一种具有高度灵活性的自动化机器。

2、机器人具备一些与人或者生物相似的智力，如感知能力、动作能力、规划能力等。

3、机器人的基本组成包含控制系统、传感器系统、机械系统三大部分。

4、控制系统是机器人的大脑，是机器人的指挥中枢。

5、在学生机器人中，控制系统在主板上。

6、机械系统主要包括驱动器、传动装置、执行机构等。

7、传感器是机器人的感觉器官。

常用的传感器有红外线传感器、灰度传感器和温度传感器等。

8、电力装置是机器人的动力来源，电力单元包括电源、调节电路以及电源开关。

9、不同种类的机器人，所具有的驱动器是各不相同的，其中机械装置占了很大比重。

10、学生机器人可以通过蜂鸣器、液晶屏等途径显示有关信息。

13、根据历史记载，链传动最早出现在我国东汉张衡发明的浑天仪中。

14、1874年，世界上出现了第一辆采用链传动机构的自行车。

15、坦克的履带也是根据链传动的原理设计制造的。

17、“学生机器人平台”程序是采用流程图的方式编写的。

18、流程图是用来表示解决某一问题的步骤流通的线路。

19、在流程图中，特定的图标有特定的含义：开始、结束，过程，20、学生机器人平台在“通信方式”设置中要根据机器人的接口来选择不同的通信方式。

21、将控件拖到“”控件下方时，就可以将它们自动连接起来。

22、在修改程序中，可以将单分支和循环结构看作一个整体来处理。

23、学生机器人平台的系统设置主要有：传感器设置和通信方式设置。

24、学生机器人中有两个直流电机，它们需要设置各自的属性。

26、学生机器人的延时时间，可以根据需要来设定，以毫秒为基本单位，每1000毫秒=1秒。

27、机器人行走主要包括：前进与后退、转弯与停止。

28、传感器是一种能够感受并测量信息的检测装制。

29、目前用于机器人的传感器主要有光感传感器、触碰传感器、温度传感器和声音传感器。

30、灰度传感器根据不同颜色的检测面对光的反射程度不同，光电三极管阻值也随之变化的特点进行检测。

机器人的身体和器官机器人的身体和器官机器人要模仿动物的一部分行为特征,自然应该具有动物脑的一部分功能.机器人的大脑就是我们所熟悉的电脑.但是光有电脑发号施令还不行,最基本的还得给机器人装上各种感觉器官.我们在这里着重介绍一下机器人的"手"和.脚".机器人必须有"手"和"脚",这样它才能根据电脑发出的"命令"动作."手"和.脚"不仅是一个执行命令的机构,它还应该具有识别功能,这就是我们通常所说的.触觉.由于动物和人的听觉器官和视觉器官并不能感受所有的自然信息,所以触觉器官就得以存在和发展.动物对物体的软,硬,冷,热等的感觉就是靠的触觉器官.在黑暗中看不清物体的时候,往往要用手去摸一下,才能弄清楚.大脑要控制手,脚去完成指定的任务,也需要由手和脚的触觉所获得的信息反馈到大脑里,以调节动作.使动作适当.因此,我们给机器人装上的手应该是一双会"摸"的,有识别能力的灵巧的"手".机器人的手一般由方形的手掌和节状的手指组成.为了使它具有触觉,在手掌和手指上都装有带有弹性触点的触敏元件(如灵敏的弹簧测力计).如果要感知冷暖,还可以装上热敏元件.当触及物体时,触敏元件发出接触信号,否则就不发出信号.在各指节的连接轴上装有精巧的电位器(一种利用转动来改变电路的电阻以输出电流信号的元件),它能把手指的弯曲角度转换成"外形弯曲信息".把外形弯曲信息和各指节产生的"接触信息"一起送入电子计算机,通过计算就能迅速判断机械手所抓的物体的形状和大小.现在,机器人的手已经具有了灵巧的指,腕,肘和肩胛关节,能灵活自如的伸缩摆动,手腕也会转动弯曲.通过手指上的传感器还能感觉出抓握的东西的重量,可以说已经具备了人手的许多功能.整理,亦衡在实际情况中有许多时候并不一定需要这样复杂的多节人工指,而只需要能从各种不同的角度触及并搬动物体的钳形指.1966年.美国海军就是用装有钳形人工指的机器人"科沃"把因飞机失事掉入西班牙近海的一颗氢弹从750米深的海底捞上来.1967年,美国飞船"探测者三号"就把一台遥控操作的机器人送上月球.它在地球上的人的控制下,可以在两平方米左右的范围里挖掘月球表面40厘米深处的土壤样品,并且放在规定的位置,还能对样品进行初步分析,如确定土壤的硬度,重量等.它为阿波罗载人飞船登月当了.开路先锋.HA医疗机器人的"手"人的眼睛是感觉之窗,人有80%以上的信息是靠视觉获取,能否造出"人工眼"让机器也能像人那样识文断字,看东西,这是智能自动化的重要课题.关于机器识别的理论,方法和技术称为模式识别.所谓模式是指被判别的事件或过程,它可以是物理实体,如文字,图片等,也可以是抽象的虚体如气候等.机器识别系统与人的视觉系统类似,由信息获取,信息处理与特征抽取,判决分类等部分组成.大家知道,信件投入邮筒需经过邮局工人分拣后才能发往各地.一人一天只能分拣2—3千封信,现在采用机器分拣,可以提高效率十多倍.机器认字的原理与人认字的过程大体相似.先对输入的邮政编码进行分析,并抽取特征,若输入的是个6字, 其特征是底下有个圈,左上部有一直道或带拐弯.其次是对比,即把这些特征与机器里原先规定的0到9这十个符号的特征进行比较.与哪个数字的特征最相似,就是哪个数字.这一类型的识别,实质上叫分类,在模式识别理论中,这种方法叫做统计识别法.机器人认字的研究成果除了用于邮政系统外,还可用于手写程序直接输入,政府办公自动化,银行合计,统计,自动排版等方面.现有的机床加工零件完全靠操作者看图纸来完成.能否让机器人来识别图纸呢?这就是机器识图问题.机器识图的方法除了上述的统计方法外,还有语言法,它是基于人认识过程中视觉和语言的联系而建立的.把图像分解成一些直线,斜线,折线,点,弧等基本元素,研究它们是按照怎样的规则构成图像的,即从结构入手,检查待识别图像是属于哪一类"句型",是否符合事先规定的句法.按这个原则,若句法正确就能识别出来.机器识图具有广泛的应用领域,在现代的工业,农业,国防,科学实验和医疗中, 涉及到大量的图像处理与识别的问题.机器识别物体即三维识别系统.一般是以电视摄像机作为信息输入系统.根据人识别景物主要靠明暗信息,颜色信息,距离信息等原理,机器识别物体的系统也是输入这三种信息,只是其方法有所不同罢了.由于电视摄像机所拍摄的方向不同,可得各种图形,如抽取出棱数,顶点数,平行线组数等立方体的共同特征,参照事先存储在计算机中的物体特征表,便可以识别立方体了.目前,机器可以识别简单形状的物体.对于曲面物体,电子部件等复杂形状的物体识别及室外景物识别等研究工作,也有所进展.物体识别主要用于工业产品外观检查,工件的分选和装配等方面.机器人的"睛"就是摄像头等获取可见光信号的装■.矗,一鬈多数机器人的睛"分辨率不高,"眼仅能"看到"模糊的图像,但是这已经足够它们识别物体,作出判断了.t}大部分机器人没有"鼻子"这一感知外界化学成分的传感器,但是拥有"鼻子"的机器人.其嗅觉灵敏度要远远胜过人类.qoSi机器人的鼻子是用气体自动分析仪做成的,并不像电影中的那样漂亮.人能够嗅出物质的气味,分辨出周围物质的化学成分,这全是由上鼻道的粘模部分实现的.在人体鼻子的这个区域.在只有5平方厘米的面积上却分布有500万个嗅觉细胞.嗅觉细胞受到物质的刺激,产生神经脉冲传送到大脑,就产生了嗅觉.人的鼻子实际上就是一部十分精密的气体分析仪. 人的鼻子是相当灵敏的,就算在一升水中放进二百五十亿分之一的乙硫醇(一种特殊的具有异常臭味的化学物质),人的鼻子也能够闻出来.机器人的鼻子也就是用气体自动分析仪做成的.我国已经研制成功了一种嗅敏仪,这种气体分析仪不仅能嗅出丙酮,氯仿等四十多种气体,还能够嗅出人闻不出来但是却可以导致人死亡的一氧化碳(也就是我们通常所用的煤气).这种嗅敏仪有一个由二氧化锡,氯化钯等物质烧结而成的探头,作用相当于鼻粘模,当它遇到某些种类气体的时候,它的电阻就发生变化,这样就可以通过电子线路做出相应的显示,用光或者用声音报警.同时,用这种嗅敏仪还可以查出埋在地下的管道漏气的位置.现在利用各种原理制成的气体自动分析仪已经有很多种类,广泛应用于检测毒气,分析宇宙飞船座舱里的气体成分,监察环境等方面.这些气体分析仪的原理和显示都和电现象有关,所以人们把它叫做电子鼻.把电子鼻和电子计算机组合起来,就可以做成机器人的嗅觉系统了.一种气体自动分析仪2003N.ve柚鲢ll|挈:?人的耳朵是仅次于眼睛的感觉器官,声波叩击耳膜,引起听觉神经的冲动,冲动传给大脑的听觉区,因而引起人的听觉.机器人的耳朵通常是用"徼音器"或录音机来做的.被送到太空去的遥控机器人,它的耳朵本身就是一架无线电接收机.人的耳朵是十分灵敏的.我们能听到的最徼弱的声音对耳膜的压强是每平方厘米只有一百亿分之几公斤.这个压强的大小只是大气压强的一百亿分之几.可是用一种叫做钛酸钡的压电材料做成的"耳朵"比人的耳朵更为灵敏,即使是火柴棍那样细小的东西反射回来的声波也能被它"听"得清清楚楚.如果用这样的耳朵来监听粮库,那么在二到三公斤的粮食里的一条小虫爬动的声音也能被它准确地"听"出来.用压电材料做成的"耳朵"之所以能够听到声音,其原因就是压电材料在受到拉力或者压力作用的时候能产生电压,这种电压能使电路发生变化,这种特性就叫做压电效应.当它在声波的作用下不断被拉伸或压缩的时候,就产生了随声音信号变化而变化的电流,这种电流经过放大器放大后送入电子计算机(相当于人大脑的听曩萋一爰jAR压力传感器是机器人赖以听到世界的"耳朵. 觉区)进行处理,机器人就能听到声音了.但是能听到声音只是做到了第一步,更重要的是要能识别不同的声音.目前人们已经研制成功了能识别连续语音的装置,它能够以百分之九十九的比率,识别不是特别指定的人所发出的声音,这项技术就使得电子计算机能开始"听话"了.这将大大降低对电子计算机操作人员的特殊要求.操作人员可以用嘴直接向电子计算机发布指令,改变了人在操作机器的时候手和眼睛忙个不停而与此同时嘴巴和耳朵却是闲着的状况.一个人可以用声音同时控制四面八方的机器,还可以对楼上楼下的机器同时发出指令,而且并不需要照明,这样就很适于在夜间或地下工作.这项技术也大大加速了电话的自动回答,车票的预定以及资料查找等服务工作的自动化实现的进程.现在人们还在研究使机器人能通过声音来鉴别人的心理状态,人们希望未来的机器人不光能够听懂人说的话,还能够理解人的喜悦,愤怒,惊讶,犹豫和嗳昧等情绪.这些都会给机器人的应用带来极大的发展空间.希望未来的机器人不光能够听懂人说的话,还能够理解人的喜悦,愤怒,惊讶,犹豫和暧昧等情绪. 0镰.}毒0奠。