机器人课程设计报告书

大学机器人课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握机器人基本原理，包括机器人结构、传感器、执行器等关键组成部分及其功能。

2. 学习并理解机器人编程的基础知识，如控制流程、算法逻辑等。

3. 了解机器人技术在现代工业、服务、医疗等领域的应用及发展趋势。

技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的机器人控制程序，实现基础的运动控制和功能任务。

2. 培养学生的团队协作能力，通过小组合作完成复杂程度适中的机器人项目设计。

3. 培养学生的问题解决和创新能力，使其在遇到实际问题时，能够运用机器人相关知识提出解决方案。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机器人技术的兴趣和热情，激发其主动探索科学技术的精神。

2. 增强学生的环保意识和社会责任感，使其在设计机器人项目时，考虑到资源节约、环境友好等因素。

3. 培养学生严谨求实的科学态度，在学习和实践过程中，注重实证、勇于创新。

本课程针对大学年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

课程旨在帮助学生建立扎实的机器人理论基础，提高实践操作能力，培养创新精神和团队协作能力，为我国机器人产业的发展储备优秀人才。

二、教学内容1. 机器人基本原理：- 机器人概述：定义、分类、应用领域。

- 机器人关键组成部分：结构、传感器、执行器等。

2. 机器人编程基础：- 编程语言：Python、C++等。

- 控制流程：顺序、选择、循环。

- 算法逻辑：搜索算法、路径规划、避障策略。

3. 机器人技术应用与案例分析：- 工业机器人：焊接、装配、搬运等。

- 服务机器人：医疗、教育、家居等。

- 特种机器人：军事、探险、救援等。

4. 机器人项目实践：- 项目一：基础运动控制。

- 项目二：功能任务实现。

- 项目三：复杂程度适中机器人项目设计。

教学内容按照教学大纲安排和进度进行，参考教材相关章节，结合课程目标，确保内容的科学性和系统性。

教学过程中，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养实际操作能力。

机器人技术课程报告名称追光的双足机器人班级09090112姓名余云峰第一章绪论1.1概述人形机器人是机器人研究中的重要分支，它涉及到机器人制造中的各个领域，如自主行为控制、人工智能、动态管理、机械设计等，在一定程度上代表着机器人研究的尖端水平1.2机器人的技术组成机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成．这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统。

第二章硬件设计机器人的硬件主要包括主控板、电机以及传感器。

2.1 结构设计1)MultiFLEX2-AVR控制器，1块；2)多功能调试器和线，1套；3)光强传感器，2个；4)舵机，8个；5)连接件，若干。

舵机：控制器：人形机器人2.2 驱动方案驱动系统是向机械结构系统提供动力的装置。

采用的动力源不同，驱动系统的传动方式也就不同。

驱动系统的传动方式主要有四种：液压式、气压式、电气式和机械式。

电力驱动是目前使用最多的一种驱动方式，其特点是电源取用方便，响应快，驱动力大，信号检测、传递、处理方便，并可以采用多种灵活的控制方式，驱动电机一般采用步进电机或伺服电机，目前也有采用直接驱动电机，但是造价较高，控制也较为复杂。

电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。

它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。

电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。

同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同布电动机。

异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。

直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。

舵机是遥控模型控制动作的动力来源，不同类型的遥控模型所需的舵机种类也随之不同。

舵机主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。

其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的IC判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。

目录第一章绪论 (1)1.1 机器人简介 (1)1.1.1 机器人的定义： (1)1.1.2 能力评价标准 (2)1.1.3 机器人的组成 (2)1.1.4 机器人的发展史 (3)1.1.5 机器人分类 (5)1.2 课程设计目的及要求 (5)第二章：硬件设计。

(5)2.1 双足机器人设计规划 (5)2.2 机器人的步态规划 (6)2.3 机构的设计 (6)2.4 机器人驱动元件的选择 (7)2.5 MultiFLEX2- AVE 控制器 (7)2.5.1 功能概述 (8)2.6 光强传感器 (9)2.7 舵机 (9)第三章：软件设计。

(11)3.1 设计程序流程图 (11)3.2 步态分析 (11)3.3 具体实验行动步骤规划 (14)3.4 具体程序 (14)第四章：设计总结（心得体会）。

(23)参考文献 (24)第一章绪论1.1机器人简介1.1.1机器人的定义机器人（Robot）是靠自身动力和控制能力自动执行工作的一种机器装置。

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改变和可编程动作的专门系统。

”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。

机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。

在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。

它一门综合性很强的学科，有着极其广泛的研究和应用领域。

机器人技术是综合计算机技术、信息融合技术、机构学、传感技术、仿生科学以及人工智能等多学科而形成的高新技术，它不仅涉及到线性、非线性、基于多种传感器。

仿人形机器人是机器人技术中的一个重要研究课题，而双足机器人是仿人形机器人研究的前奏。

步行技术是人与大多数动物所具有的移动方式，是一种高度自动化的运动，双足步行系统具有非常复杂的动力学特性，具有很强的环境适应性。

机器人课程设计说明书指导教师：院系：班级：姓名：学号：一、课程设计的内容1、目的和意义机器人波及机械、电子、传感、控制等多个领域和学科。

本课程设计是在《机器人学》课程的基础上，利用多传感技术、控制技术实现机器人控制系统的综合与应用，达到锻炼学生综合设计能力的目的。

让我们把理论与实践联合起来，掌握更多技术。

2、设计内容（一）、机器人硬件本课程设计使用实验室已有的挪动机器人。

机器人有两个驱动轮、一个从动轮，驱动轮由舵机直接驱动。

机器人控制器为 89S52单片机。

机器人构造图如图 1所示。

图 1 机器人构造简图（二）、设计任务利用多传感器技术，实现对机器人的轨迹规划及控制。

详细为：控制机器人在规定的场所内避开阻碍物走遍整个场所。

二 C51 单片机编程环境与机器人智能1、单片机与C51 系列单片机（一）、单片机单片机是一种集成电路芯片，是采纳超大规模集成电路技术把拥有数据办理能力的中央办理器 CPU随机储存器 RAM、只读储存器 ROM、多种I/O 口和中止系统、准时器 / 计时器等功能（可能还包含显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路、 A/D 变换器等电路）集成到一块硅片上组成的一个小而完美的微型计算机系统，在工业控制领域的宽泛应用。

从上世纪 80 年月，由当时的 4 位、 8 位单片机，发展到此刻的 32 位 300M的高速单片机。

（二）、 C51系列单片机MCS51是指由美国INTEL 企业生产的一系列单片机的总称。

这一系列单片机包含了好些品种，如8031， 8051，8751 等，此中 8051 是最典型的产品，该系列单片机都是在8051 的基础长进行功能的增、减、改变而来的。

本课程设计所用的AT89S52单片机是在此基础上改良而来的。

AT89S52 是一种高性能、低功耗的 8 位单片机，内含 8k 字节 ISP 可频频擦写 1000 次的FLASH只读程序储存器，兼容标准MCS51指令系统及其引脚构造，在实质工程应用中，功能强盛的 AT89S52已成为很多高性价比嵌入式控制应用系统的解决方案。