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舵机控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解舵机的工作原理，掌握舵机的种类、特点及其在自动化控制中的应用。
2. 学生能够描述舵机控制的基本电路，了解舵机控制信号的组成及其作用。
3. 学生能够解释舵机控制中角度与脉冲宽度之间的关系，并运用公式进行简单计算。
技能目标：1. 学生能够运用编程语言或控制模块，实现对舵机的精确控制。
2. 学生能够设计简单的舵机控制系统，完成特定任务，如模型车的方向控制。
3. 学生能够通过实际操作，解决舵机控制中遇到的问题，提高实际动手能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对工程技术的兴趣，增强对自动化控制的认知和探索欲望。
2. 学生能够树立团队合作意识，学会在团队中分工与协作，共同完成项目任务。
3. 学生能够认识到舵机控制技术在现实生活中的应用，理解技术发展对社会进步的重要性。
本课程针对初中或高中年级的学生，结合学科特点，以实用性为导向，注重理论知识与实践操作相结合。
通过本课程的学习，学生不仅能够掌握舵机控制的基础知识，提高编程和动手能力，还能培养对工程技术的热爱和团队协作精神，为未来进一步学习相关领域知识奠定基础。
二、教学内容1. 舵机基础知识：- 舵机的定义、分类和特点- 舵机的工作原理及其在自动化控制中的应用2. 舵机控制原理：- 舵机控制信号组成：脉冲宽度调制（PWM）- 舵机角度与脉冲宽度之间的关系- 舵机控制电路及其工作原理3. 舵机编程与控制：- 编程环境与编程语言的介绍- 舵机控制程序编写：控制舵机转动到指定角度- 舵机控制模块的使用及调试4. 实践操作：- 舵机控制系统设计：实现模型车方向控制- 故障排查与解决：分析并解决实际操作中遇到的问题- 团队合作：分工协作，共同完成项目任务5. 教学案例分析：- 分析舵机控制技术在现实生活中的应用案例- 探讨舵机控制技术的发展趋势及其对社会进步的影响本教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，制定详细的教学大纲。
模拟舵机控制第一章：引言在现代机器控制系统中，舵机是一种常用的装置，被广泛应用于机器人、模型飞机等领域。
它可以通过精确的位置控制来实现对机械结构的运动控制。
本论文旨在通过模拟舵机控制，探索舵机在机器人运动中的应用。
首先，对舵机的原理进行介绍，并详细讨论舵机控制系统的基本要素和关键技术。
其次，通过实验模拟，验证舵机控制系统的可行性和稳定性。
最后，分析实验结果，总结模拟舵机控制的优缺点，并展望未来的发展方向。
第二章：舵机原理与控制系统2.1 舵机的基本原理舵机是一种控制器件，通过一个电动机和一个反馈装置来实现精确的位置控制。
电动机驱动输出轴的旋转，而反馈装置会实时测量输出轴的位置，并将其反馈给控制系统。
根据反馈信号，控制系统调整电动机的转速和方向，使输出轴的位置达到预定值。
2.2 舵机控制系统的基本要素舵机控制系统由多个组成要素构成，包括电源、控制器、电动机和反馈装置。
电源为舵机提供所需的电能，控制器接收用户的输入信号，并将其转换为电动机控制信号，以实现位置控制。
电动机驱动输出轴的旋转，而反馈装置测量输出轴的位置，并将其反馈给控制器进行调整。
2.3 舵机控制系统的关键技术舵机控制系统的关键技术主要包括位置传感器的选择与校准、控制算法的设计与优化以及电机驱动电路的设计与控制。
首先，合适的位置传感器能够提供准确的位置反馈信号，从而实现精确的位置控制。
其次，控制算法的设计与优化直接影响舵机的控制精度和响应速度。
最后，电机驱动电路的设计与控制则保证电动机提供稳定的功率输出，以满足舵机的工作需求。
第三章：模拟舵机控制实验3.1 实验平台搭建为了模拟舵机控制系统，首先需要搭建实验平台。
在实验平台上，选择合适的电动机、位置传感器以及控制器，搭建一个简化的舵机控制系统。
3.2 实验模拟过程在搭建好实验平台后，通过给控制器输入不同的控制信号，模拟舵机的控制过程。
通过改变控制信号的幅值和频率，观察舵机的响应情况。
3.3 实验结果分析根据实验数据，分析舵机的响应情况和控制精度。
编号：课题：舵机角度控制电路设计学院：XXXXXXXXXXXXX院专业：自动化学生姓名：XXXXXXXX学号：XXXXXXXXXX指导老师：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX职称：高级工程师题目类型：软件开发2011 年09 月15日摘要在相当长的时间里，计算机作为科学工具，在科学技术的神圣殿堂里默默地工作，而工业现场的测控领域并没有得到真正的实惠，进入21世纪后，由于电子技术的迅猛发展，新型电子产品的更新换代速度越来越快，以单片机为核心构成的智能化产品具有体积小、功能强、应用面广，使用灵活、价格便宜、工作可靠等优点，目前正以前所未有的速度取代着传统电子线路构成的经典系统。
与单片机相结合，计算机才真正地走进寻常百姓之家，成为广大工程技术人员现代化技术革新、技术革命的有利武器。
本文针对舵机数字化控制器的设计，研究其硬件电路设计、软件程序设计和关键算法。
在分析舵机控制的性能要求和相关控制方法的基础上，提出了基于上位机和下位机的控制结构，通过串口通信传输数据和指令，从而实现舵机控制。
本设计以STC12C5A08S2单片机为核心，利用模拟舵机的机械部分，其中包括小型直流电机和一个反馈可调电位器，直流电机用H桥芯片LG9110来驱动，电位器进行角度测量，通过单片机的内部A/D转换来反馈实时角度，上位机通过RS232串口与单片机进行通信，舵机根据上位机所设定的角度，利用PWM信号驱动LG9110控制电动机转动，系统通过上位机来设置舵机地址、波特率、给定角度。
经过实际调试验证，舵机角度在0度～180度范围内可由上位机设定，精度为正负1度，符合设计要求。
关键词：舵机；单片机；角度控制；PWM目录引言 (1)1舵机控制系统概述 (1)2 STC12C5A08S2单片机概述 (2)2.1 STC12C5A08S2简介 (2)2.2 STC12C5A08S2系列主要性能 (3)2.3 A/D转换器 (3)2.4 脉宽调制PWM原理 (3)3串口通信 (5)3.1 串口通信的作用 (5)3.2 RS-232C接口和MAX232芯片简介 (5)3.3 MAX232芯片引脚描述及其应用 (6)4 驱动芯片 (8)5 硬件设计思路 (9)5.1 系统基本原理 (9)5.2 系统硬件设计 (10)6. 系统主程序 (10)6.1 主程序设计要点 (10)6.2 上位机 (11)7.1 硬件调试 (11)7.2 软件调试 (12)参考文献 (12)附录 (13)引言随着高新技术在测控领域中的应用，有力地促进了控制的系统化和精确化，然而，经典的反馈控制、现代控制和大系统理论在应用中遇到不少难题。
电动舵机建模课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电动舵机的基本结构、工作原理及其在自动化控制中的应用；2. 掌握电动舵机建模的基本方法和步骤，能够运用相关软件进行模型构建；3. 了解电动舵机性能参数对模型效果的影响，能进行简单的性能优化。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成电动舵机的建模过程；2. 培养动手实践能力，通过实际操作，加深对电动舵机工作原理的理解；3. 提高问题解决能力，针对建模过程中遇到的问题，能够分析原因并给出解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术及其应用的兴趣，激发创新意识；2. 培养团队合作精神，学会与他人共同解决问题，分享成果；3. 增强环保意识，了解电动舵机在节能减排方面的作用，树立可持续发展观念。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，让学生在实践中掌握电动舵机建模技能。
学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的物理知识和动手能力，对新技术和新知识具有强烈的好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，鼓励学生积极参与，充分调动学生的积极性与创造性。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均有所收获。
二、教学内容1. 电动舵机的基本原理：介绍电动舵机的工作原理、结构组成及其在自动化控制系统中的应用。
- 教材章节：第三章《自动化元件》第二节《电动舵机》- 内容：电动舵机原理、结构、性能参数、应用场景。
2. 电动舵机建模方法：学习电动舵机建模的基本方法和步骤，掌握相关建模软件的使用。
- 教材章节：第四章《建模与仿真》第一节《建模方法》- 内容：建模方法、建模步骤、建模软件操作。
3. 电动舵机模型构建与优化：通过实例演示，让学生动手实践，学会构建电动舵机模型并进行性能优化。
- 教材章节：第四章《建模与仿真》第二节《模型构建与优化》- 内容：模型构建、性能分析、参数优化。
4. 实践操作：组织学生进行分组实践，针对实际问题进行电动舵机建模，提高学生的动手能力和问题解决能力。
舵机六轴机械臂课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解舵机六轴机械臂的基本原理与结构，掌握其运动学及动力学相关知识。
2. 使学生掌握编程控制舵机六轴机械臂的方法，了解相关传感器的工作原理及应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识对舵机六轴机械臂进行组装、调试及故障排除的能力。
2. 提高学生运用编程语言对舵机六轴机械臂进行控制操作的能力，培养实际操作中的问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械臂技术及自动化领域的兴趣，激发创新意识。
2. 培养学生的团队合作精神，提高沟通协调能力。
3. 引导学生关注社会发展，认识到机械臂技术在实际应用中的重要性，树立正确的科技价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实践操作，培养学生动手能力及实际问题解决能力。
学生特点：学生具备一定的物理知识基础，对新技术具有好奇心，动手能力强，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：注重理论与实践相结合，通过讲解、演示、实践等多种教学方式，使学生能够掌握舵机六轴机械臂的相关知识，提高实际操作能力。
同时，关注学生情感态度价值观的培养，激发学习兴趣，培养综合素质。
在教学过程中，分解课程目标为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 舵机六轴机械臂原理与结构- 介绍舵机的工作原理及特性- 分析六轴机械臂的结构组成及其功能2. 运动学与动力学基础- 运动学基本概念及公式- 动力学基本原理及公式- 舵机六轴机械臂的运动学与动力学分析3. 编程控制与传感器应用- 编程控制原理及方法- 常用传感器原理及在机械臂中的应用4. 机械臂组装与调试- 舵机六轴机械臂组装方法与步骤- 调试技巧与故障排除方法5. 实践操作与案例分析- 实际操作中遇到的问题及解决方法- 案例分析，了解舵机六轴机械臂在各领域的应用教学内容安排与进度：第一周：舵机六轴机械臂原理与结构第二周：运动学与动力学基础第三周：编程控制与传感器应用第四周：机械臂组装与调试第五周：实践操作与案例分析教材章节关联：《机器人技术与应用》第三章：机器人运动学第四章：机器人动力学第五章：机器人控制技术第六章：机器人传感器技术第七章：机器人实践与应用教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，按照教学大纲安排，使学生能够逐步掌握舵机六轴机械臂的相关知识与技能。
小学信息技术《机器人机械手》教学设计及教学反思【教材分析】本课将舵机原理加入到教学内容中，拓展了学生机器人的应用范围，帮助学生了解学生机器人的“拓展积木”和“辅助设备”。
流程图的设计对学生学习机器人起到重要作用，学生能根据流程图选用合适的拓展模块来搭建需要的机器人结构，并进行必要的调试和整合。
【学情分析】舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。
本课首次把舵机运用到机器人机械手的搭建中，学生不了解舵机的作用，在教学时教师要把舵机的特点和作用讲解清楚，学生要能知道如何控制舵机。
【教学目标与要求】了解机器人机械手活动以及舵机和红外传感器的工作原理，学会检测学生机器人机械手抓取、搬运、推动等活动，能够编写学生机器人机械手检测物体、处理物体的程序。
体验学生机器人机械手程序实验过程，感受机器人模块的互动特点。
【教学重点与难点】重点：1. 机器人机械手程序的搭建。
2. 舵机的组合方式。
难点：1. 学会设置舵机参数。
2. 设置学生机器人机械手抓取、搬运、推动的程序。
【教学方法与手段】实验法、自主探究法、任务驱动法。
【课时安排】安排2课时。
【教学准备】舵机、部分拓展积木。
【教学过程】第一课时教学环节教师与学生活动设计意图一、导入出示车间里搬运车抓取物品、运送物品的视频。
（观看视频）师：同学们，刚才你观察到搬运车是怎样抓取物品、运送物品的了吗？生：搬运车运动到物品前，张开手臂，将物品夹住，然后转向，将物品运送到指定地点，遇到远一点的，还将手臂伸长，再抓住物品，进行运送。
师：观察得真仔细，今天我们也可以搭建这样一个有手臂的小车来运送物品，它就是机器人机械手。
（出示课题）机器人机械手是机器人教学单元中运用拓展模块（舵机）进行搭建的内容之一，从观看视频出发，从而引出机械手的概念，也帮助学生了解机械手的作用。
二、认识舵机师：在刚才同学们观看的视频中，机器人实行的动作是搬运车，搬运车在日常生活中很常见，你们见过吗？生：汽车生产车间装配汽车零件、啤酒厂装配酒瓶盖等。
《抽奖盒子——控制舵机》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生掌握舵机的控制方法，理解抽奖盒子的制作原理，提高他们的动手能力和问题解决能力。
二、作业内容1. 制作抽奖盒子：学生需要使用提供的材料，根据教师提供的图纸，制作一个抽奖盒子。
要求盒子结构合理，外观美观。
2. 控制舵机：学生需要在抽奖盒子上安装一个舵机，并编写程序控制舵机的转动。
需要实现的功能是，按下抽奖按钮后，舵机转动一定角度，停止后打开盒子，奖品掉出。
三、作业要求1. 按时完成作业：请学生在课后自行收集材料，确保在下一节课开始前完成抽奖盒子的制作。
2. 提交作业成果：学生需要提交一份作业报告，包括制作过程、遇到的问题及解决方法等。
同时，需要提交一份程序代码，用于控制舵机的转动。
3. 创新与挑战：鼓励学生尝试不同的材料和设计，挑战更高难度的任务，如多级抽奖等。
4. 团队协作：鼓励学生在制作过程中进行团队协作，共同解决问题，分享经验。
四、作业评价1. 评价标准：根据学生提交的作业报告和程序代码，进行评价。
主要关注学生的动手能力、问题解决能力、创新能力和团队协作能力。
2. 评价方式：教师对学生提交的作业进行批改，给出分数和反馈意见。
同时，在课堂上邀请学生进行抽奖盒子的展示和讲解，鼓励学生之间的互相学习和交流。
五、作业反馈1. 学生反馈：学生在完成作业后，可以通过课堂展示和交流，与其他同学分享经验和教训，进一步提高自己的技能水平。
同时，教师需要及时收集学生的反馈意见，以便改进教学策略和方法。
2. 教师反馈：教师需要对每个学生的作业进行批改和评价，给出具体的反馈意见和建议。
对于普遍存在的问题和困难，可以在课堂上进行集中讲解和指导。
对于个别学生的特殊问题，可以提供个性化的辅导和帮助。
通过本次作业，学生可以更好地掌握舵机的控制方法，理解抽奖盒子的制作原理，提高自己的动手能力和问题解决能力。
同时，通过团队协作和展示交流，学生可以互相学习、共同进步，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
《抽奖盒子——控制舵机》教学设计方案（第一课时）一、教学目标：1. 理解舵机的基本工作原理和操作方法。
2. 掌握应用Arduino编程控制舵机的技能。
3. 能够应用Arduino和舵机制作简单的抽奖盒子。
二、教学重难点：1. 重点：熟练掌握应用Arduino控制舵机的技能，能够制作简单的抽奖盒子。
2. 难点：理解舵机的操作方法，并进行实践操作。
三、教学准备：1. Arduino开发板和配套的元件，如舵机、毗连线等。
2. 相关编程软件（如Arduino IDE）。
3. 抽奖盒子模型，演示文档，学习指南。
4. 学生将应用计算机和Arduino进行实践操作，因此需要确保计算机和开发板的兼容性。
四、教学过程：一、导入1. 教师演示抽奖盒子的制作过程，向学生介绍舵机的基本工作原理。
2. 引导学生思考：如何应用舵机来控制盒子运动？3. 鼓励学生提出自己的想法和设计，激发他们的创造力和想象力。
二、新课教学1. 讲解抽奖盒子的制作步骤和注意事项，包括舵机的控制方法。
2. 引导学生应用Scratch编程软件，完成抽奖盒子的编程。
a. 创建角色，设置初始位置和速度。
b. 编写程序，控制舵机角度和速度，使盒子按照预设轨迹运动。
c. 调试和优化程序，确保盒子能够按照预期运动。
3. 小组合作，让学生自主探索不同的编程方法和创意设计，提高他们的合作能力和创新能力。
4. 展示学生作品，并请学生讲解自己的设计思路和实现过程。
5. 教师总结本节课内容，强调舵机控制的关键点和注意事项。
三、实践操作1. 给学生发放舵机和相关配件，让他们自己动手制作抽奖盒子。
2. 引导学生尝试不同的控制方法，如应用多个舵机、传感器等，探索更多的可能性。
3. 鼓励学生尝试不同的创意设计，如加入音乐、动画等元素，使抽奖盒子更加有趣和生动。
四、拓展延伸1. 引导学生思考如何将抽奖盒子与物联网技术结合，实现遥程控制和智能互动。
2. 鼓励学生尝试应用其他类型的传感器和控制设备，如伺服马达、光敏传感器等，探索更多的控制方式。
舵机机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解舵机机械手的基本结构、工作原理及其在自动化领域的应用。
2. 学生能掌握与舵机机械手相关的电子电路知识，如电路连接、信号传输等。
3. 学生能了解并描述舵机机械手的编程控制方法及其在实际操作中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成舵机机械手的组装与调试。
2. 学生能够设计简单的程序，实现对舵机机械手的控制。
3. 学生能够运用团队协作和沟通技巧，共同完成舵机机械手的项目任务。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对工程技术的兴趣，激发创新意识，增强实践能力。
2. 学生在团队合作中，学会互相尊重、支持，培养集体荣誉感和责任感。
3. 学生能够认识到科技发展对国家和社会的重要性，增强国家意识和社会责任感。
课程性质分析：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，旨在培养学生的动手能力、创新意识和团队协作精神。
学生特点分析：学生处于好奇心强、动手能力逐渐提高的阶段，对新鲜事物充满兴趣，但注意力容易分散，需要引导和激发。
教学要求：1. 教学内容与实际应用紧密结合，注重理论与实践相结合。
2. 教学过程中注重启发式教学，引导学生主动探究、发现问题、解决问题。
3. 教学评价以过程性评价和成果性评价相结合，关注学生的全面发展和个性差异。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 舵机机械手基础知识：- 舵机原理与结构- 舵机在自动化领域的应用2. 舵机机械手组装与调试：- 组装步骤与方法- 调试技巧与注意事项3. 舵机机械手电路连接与信号传输：- 基本电子元件及其作用- 电路连接方法- 信号传输原理4. 舵机机械手编程控制：- 编程基础与控制原理- 编程软件的使用- 控制程序设计与调试5. 舵机机械手项目实践：- 项目任务分析与设计- 团队协作与分工- 项目实施与评价教学内容安排与进度：1. 基础知识学习（2课时）2. 舵机机械手组装与调试（2课时）3. 电路连接与信号传输（2课时）4. 编程控制（3课时）5. 项目实践（4课时）教材章节关联：本教学内容与教材中“自动化控制系统”、“电子电路基础”、“编程控制技术”等章节相关联，为学生提供系统的知识体系。
课程设计项目说明书舵机控制型机器人设计学院机械工程学院专业班级2013级机械创新班姓名吴泽群王志波谢嘉恒袁土良指导教师王苗苗提交日期 2016年4 月1日华南理工大学广州学院任务书兹发给2013级机械创新班学生吴泽群王志波谢嘉恒袁土良《产品设计项目》课程任务书，内容如下：1. 题目：舵机控制型机器人设计2.应完成的项目： 1.设计舵机机器人并实现运动2.撰写机器人说明书3.参考资料以及说明：[1] 孙桓.机械原理[M].北京.第六版;高等教育出版社，2001[2] 张铁，李琳，李杞仪.创新思维与设计[M].国防工业出版社，2005[3] 周蔼如.林伟健.C++程序设计基础[M].电子工业出版社.北京.2012.7[4] 唐增宏.常建娥.机械设计课程设计[M].华中科技大学出版社.武汉.2006.4[5] 李琳.李杞仪.机械原理[M].中国轻工业出版社.北京.2009.8[6] 何庭蕙.黄小清.陆丽芳.工程力学[M].华南理工大学.广州.2007.14.本任务书于2016 年2 月27 日发出，应于2016 年4月2 日前完成，然后提交给指导教师进行评定。
指导教师（导师组）签发2016年月日评语：总评成绩：指导教师签字：年月日目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1机器人的定义及应用范围 (2)1.2舵机对机器人的驱动控制 (2)第二章舵机模块 (3)2.1舵机 (3)2.2舵机组成 (3)2.3舵机工作原理 (4)第三章总体方案设计与分析 (6)3.1 机器人达到的目标动作 (6)3.2 设计原则 (6)3.3 智能机器人的体系结构 (6)3.4 控制系统硬件设计 (6)3.4.1中央控制模块 (7)3.4.2舵机驱动模块 (7)3.5机器人腿部整体结构 (8)第四章程序设计 (9)4.1程序流程图 (9)4.2主要中断程序 (9)4.3主程序 (11)参考文献 (13)附录 (14)一．程序 (14)二．硬件图 (17)摘要机器人是上个世纪中叶迅速发展起来的高新技术密集的机电一体化产品，在发达国家，工业机器人已经得到广泛的应用。
随着科学技术的发展，机器人的应用范围也日益扩大，遍及工业、国防、宇宙空间、海洋开发、医疗康复等领域。
进入21世纪，人们已经越来越亲身地感受到机器人的深入生产，深入生活，深入社会的坚实步伐。
机器人技术在不断发展提高，机器人系统中的驱动装置也在不断更新，用以满足更高的控制要求。
舵机就是在机器人驱动装置发展中诞生的新型驱动装置。
本次课程设计应用MG995舵机与C51单片机来对二足机器人完成一系列制定的动作，用单片机实现了对舵机的控制，概述了程序控制思路。
基于舵机实现对二足机器人关节控制信号产生，关节摆动速度和角度还有同步运动的控制，使其能完成如向前行走、向后行走、蹲下、起立、检测障碍等一系列动作。
次设计可用于学校机器人教学，还可以用于机器人玩具产品开发等领域。
关键词：二足机器人；MG995舵机控制；动作设计；C51单片机第一章绪论1.1机器人的定义及应用范围机器人是能自动执行工作的机器装置。
既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据人工智能技术制定的原则行动。
它的任务是协助或取代人类的一些工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。
国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。
一般说来，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，是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改变和可编程动作的专门系统。
”机器人的产生是一个科学技术发展的综合结果，也是生产力发展的必然结果，人们总是期待有种机器能够代替我们去从事复杂和繁重的体力劳动，社会的发展总是需要进行大批量的生产制造，需要不断的提高生产效率，可以说机器人是为了满足我们的发展需要而创造出来的。
而后发展的各种各样的机器人也是由于人类的需要所设计的，随着人们需求角度的增加，各种各样的机器人还会在今后问世。
我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。
而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人等。
1.2舵机对机器人的驱动控制机器人上身的手臂结构是由多舵机组成的。
舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于需要角度不断变化并可以保持的控制系统。
在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。
舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。
舵机与外界的连接端口只有三端，其中与单片机的接口只有一端，称之为控制线，另外两端分别接电源与电源地，为电源线与地线。
舵机的控制信号是PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。
本设计的二足机器人的6个运动关节都是用舵机实现，设计机器人的动作其实就是对结构机器人关节舵机的一个控制过程。
第二章舵机模块2.1舵机舵机是一个闭环控制系统。
其输入信号为周期为20Ms，脉宽变化范围为0.5Ms到2.5Ms 的PWM波。
PWM信号经过解调后得到一个直流偏置电压，舵机中的直流电机与一个电位器相连，直流电机的转动带动电位器转动，电位器又可以输出一个电压（这是反馈信号），直流偏置电压与这个电位器得到的电压经过电压比较器后得到的电压差输入控制芯片中，来完成对对舵机的控制。
所以对舵机的控制，即对PWM波形的控制。
以上说的是位置伺服舵机的原理，其实速度伺服舵机的原理是大同小异的，只不过随直流电机转动的电位器变成了事先固定好的电位器或电阻，输出一个固定的电压，这个电压对应的就是使舵机停转的PWM信号得到的直流偏置电压值，所以也可以通过调整这个电压的值，来调整舵机停转的PWM脉宽。
当PWM的脉宽为0.5Ms或2.5Ms时，舵机正转或反转的速度最快，当脉宽越接近1.5Ms 时转速越慢，当脉宽为1.5Ms时舵机停转2.2舵机组成图2-1舵机内部结构舵机的输入线共有三条，如图2-1所示，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。
电源有两种规格，一是4.8V，一是6.0V，分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不同，6.0V对应的要大一些，具体看应用条件；另外一根线是控制信号线，Futaba的一般为白色，JR的一般为桔黄色。
另外要注意一点，SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间，需要辨认。
但记住红色为电源，黑色为地线，一般不会搞错。
本次用的舵机型号为MG995，接地线为褐色，控制线为橙色。
2.3舵机工作原理控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。
舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机转动的方向和速度，从而达到目标停止。
其工作流程为：控制信号→控制电路板→电机转动→齿轮组减速→舵盘转动→位置反馈电位计→控制电路板反馈。
流，才可发挥舵机应有的性能。
舵机的控制信号周期为20MS的脉宽调制（PWM）信号，其中脉冲宽度从0.5-2.5MS,相对应的舵盘位置为0－180度，呈线性变化。
也就是说，给他提供一定的脉宽，它的输出轴就会保持一定对应角度上，无论外界转矩怎么改变，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，它才会改变输出角度到新的对应位置上如图7所求。
舵机内部有一个基准电路，产生周期为20MS，宽度1.5MS的基准信号，有一个比出较器，将外加信号与基准信号相比较，判断出方向和大小，从而生产电机的转动信号。
由此可见，舵机是一种位置伺服驱动器，转动范围不能超过180度，适用于那些需要不断变化并可以保持的驱动器中，比如说机器人的关节、飞机的舵面等。
图2-2 舵机输出转角与输出脉冲的关系第三章总体方案设计与分析3.1 机器人达到的目标动作1）外形与人手相似，包括肩、上臂、下臂、手腕及手等几部分；2）双手可以做出各种简单的动作并实现自主行走的功能；3.2 设计原则本项目中的机器人，它不但具有人类的外形特征，手臂能实现各种不同的动作，要求成本低廉，功能相对来说也比较单一，因此在保证性能的情况下，我们尽量不要采用高档的材料和元器件。
基于以上的考虑，我们有下面几条设计原则：1)经济性：在满足功能的前提下尽可能采用简单的方案，使用常见的、供应丰富的材料和元器件，以降低生产成本：2)可靠性：机器人的使用环境比较恶劣，有电机启制动火花对无线通讯及控制系统的干扰，有可能遇到的碰撞以及关节被卡住造成电机堵转等各种情况，对机器人控制系统提出了一定的要求。
3)易维护性：包括机械维护和控制系统软硬件维护。
机械上尽可能采用模块化设计方法，减少零部件种类，提高通用性，便于安装拆卸，同时也可以提高可靠性和经济性。
控制系统软硬件设计同样采用模块化设计，便于检测调试。
4)强壮性：机器人的手臂都是由各个关节链接起来的，对刚性的要求比较高。
在机械设计上，机器人应具有较好的刚性和较小的传动间隙，不至于发生严重的机械变形，各种接插件不能松动、脱落。
3.3 智能机器人的体系结构机器人的体系结构是定义一个智能机器人系统各部分之间相互关系和功能分配,确定一个智能机器人或多个智能机器人的信息流通关系和逻辑上的结构。
本设计的控制系统是以微处理器为基础,采用二级结构,即协调级和执行级。
协调级实现和外界环境的信息交换功能,包括人2机信息交换、外界环境信息的获取和处理、生成控制指令等功能;执行级实现对各个关节进行伺服控制,将接受的控制指令,分解成各关节的坐标,并对执行器进行伺服控制。
3.4 控制系统硬件设计按照机器人控制系统结构,设计控制系统硬件结构由中央控制模块、舵机驱动模块组成。
3.4.1中央控制模块该模块是整个控制系统的核心,采用微处理器AT89S52为核心构成,负责输入数据处理、舵机协调动作处理和显示数据处理等功能。
机器人控制系统是一种典型的多轴实时运动控制系统。
传统的机器人控制系统基本上是设计者基于自己的独立结构和生产目的而开发，它采用了专用计算机、专用机器人语言、专用微处理器的封闭式体系结构。
这种结构的控制器存在制造和使用成本高，开发周期长，升级换代困难，无法添加系统的新功能等一系列缺点。
该系统基于TRIO运动控制卡的开放式结构机器人控制系统，采用IPC+DSP的结构来实现机器人的控制。
这种机器人控制系统采用开放式硬件、软件结构，可以根据需要方便地扩展功能，具有良好的开放性和扩展性，能适应于不同类型机器人或机器人自动生产线。
