智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)

智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)第一篇：智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)傳感器應(yīng)用——智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)成員及分工:指導(dǎo)老師：徐曉冬0智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)測(cè)控技術(shù)與儀器（2）班CKStar摘要：智能清潔機(jī)器人是內(nèi)置智能芯片，能自動(dòng)識(shí)別判斷家庭環(huán)境，計(jì)算行走路徑，自動(dòng)清掃地面上的灰塵，自動(dòng)清理毛發(fā)和碎物，低電壓自動(dòng)返回充電。智能清潔機(jī)器人具有智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)螺旋導(dǎo)航系統(tǒng)和傳感器感應(yīng)頭?？梢詫?duì)房間做出測(cè)量，自動(dòng)清潔房間的每個(gè)角落、記錄您的理想設(shè)置，避讓墻壁、樓梯等障礙物，即使您把放到桌子上面它也不會(huì)掉下來(lái)。隨機(jī)配備的虛擬墻發(fā)射器可有效地阻止它進(jìn)入您不想讓它進(jìn)入的地方。適用范圍：家庭，辦公室，電腦房，可以有效清掃各種木地板、水泥地板、瓷磚地板以及短毛地毯。采用全新智能控制系統(tǒng)，自動(dòng)清掃，自動(dòng)回充，智能分析，路徑規(guī)劃，智能防撞，以及遙控的功能，最終實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生清潔、空氣凈化加濕的效果。關(guān)鍵詞：傳感器清潔機(jī)器人智能控制單片機(jī)系統(tǒng)目錄一、背景及意義........................................................................................3二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀................................................................................3三、總體功能...........................................................................................4四、工作主流程圖....................................................................................5五、各模塊設(shè)計(jì)........................................................................................61、傳感部分........................................................................................61)超聲波傳感器............................................................................62)紅外測(cè)距傳感器........................................................................73)接觸式傳感器............................................................................74)紅外光電傳感器........................................................................72、控制部分........................................................................................83、驅(qū)動(dòng)部分........................................................................................84、全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)............................................................................95、吸塵及處理部分............................................................................96、垃圾收集過(guò)程流程圖..................................................................117、電源部分......................................................................................11六、性能參數(shù)...........................................................................................12七、結(jié)論與展望......................................................................................13參考文獻(xiàn)......................................................................................14一、背景及意義隨著人們生活水平的提高，健康、舒適的家居環(huán)境越來(lái)越被更多的人所關(guān)注。買房、裝修成為人們茶余飯后談?wù)摰臒狳c(diǎn)話題，但裝修后又臟又累的衛(wèi)生清掃工作，成為困擾家庭主婦的又一大難題。對(duì)不少家庭而言，清潔機(jī)器人已成為清潔家庭的必備小家電。此次，從網(wǎng)上和市場(chǎng)兩方面著手進(jìn)行調(diào)研，既了解工作原理，也了解到了它的市場(chǎng)行情?！熬G色、健康”的設(shè)計(jì)產(chǎn)品的市場(chǎng)化腳步在逐漸取代舊產(chǎn)品。針對(duì)現(xiàn)代人的生活習(xí)慣及周圍環(huán)境進(jìn)行調(diào)研（網(wǎng)絡(luò)、市場(chǎng)），符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，智能化的產(chǎn)品將是健康綠色生活的主導(dǎo)，才能更符合當(dāng)代社會(huì)的需求，從而將“綠色、健康”的含義真正的實(shí)現(xiàn)。研究智能清潔機(jī)器人的缺陷及不足，從而將其完善，主要針對(duì)消費(fèi)者做出進(jìn)一步的改進(jìn)和創(chuàng)新，將改進(jìn)的重點(diǎn)放在輕巧便用，智能化，帶有樂(lè)趣性上面。將本次設(shè)計(jì)定位為改進(jìn)型創(chuàng)新綠色環(huán)保設(shè)計(jì)。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀近幾年，我國(guó)家用清潔機(jī)器人市場(chǎng)需求量呈逐年上升的趨勢(shì)。清潔機(jī)器人的發(fā)展很快，主要發(fā)展方向?yàn)橥庥^、功能與操作性能等三方面。外觀：現(xiàn)代清潔機(jī)器人有越做越小的趨勢(shì)，而與清潔機(jī)器人的集塵袋，功率反而越來(lái)越大，一些比較先進(jìn)的清潔機(jī)器人也已近發(fā)展到無(wú)塵袋的設(shè)計(jì)，更加有利于日常清潔與保養(yǎng)，大大節(jié)省使用者的家務(wù)負(fù)擔(dān)。功能：現(xiàn)代清潔機(jī)器人的功能性能越來(lái)越強(qiáng)大，一些高端的清潔機(jī)器人已近開始具有干濕兩用、過(guò)熱保護(hù)、塵滿提醒等非常實(shí)用的功能?？梢韵胂?，這些功能在今后幾年中也會(huì)慢慢變成清潔機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)配置。操作性能：不同于相對(duì)老舊的清潔機(jī)器，現(xiàn)代清潔機(jī)器人已經(jīng)具有更高的操作性能了，不但主機(jī)變得輕巧而易拖動(dòng)，操作按鍵的位置設(shè)計(jì)也越來(lái)越人性化，方便使用者的操作。另外，現(xiàn)代清潔機(jī)器人的工作噪音也得到了較好的控制，老舊產(chǎn)品的噪音源特點(diǎn)也已經(jīng)被大大弱化。三、總體功能該智能清潔機(jī)器人利用了超聲波測(cè)距的原理，通過(guò)向前進(jìn)方向發(fā)射超聲波脈沖，并接收相應(yīng)的返回聲波脈沖，對(duì)障礙物進(jìn)行判斷；通過(guò)以單片機(jī)為核心的控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲發(fā)射和接收的選通控制，并在處理返回脈沖信號(hào)的基礎(chǔ)上加以判斷，選定相應(yīng)的控制策略；通過(guò)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)360°全向輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等避障功能。以及紅外線傳感器的應(yīng)用使它具備避免墜落及自動(dòng)充電功能，與此同時(shí)，由其自身攜帶的小型吸塵及滾刷部件，對(duì)經(jīng)過(guò)的地面進(jìn)行必要的吸塵清掃；由水過(guò)濾清潔裝置和HEAP高效過(guò)濾網(wǎng)清潔過(guò)濾所吸入的空氣。采用全新智能控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清掃，自動(dòng)回充，智能分析，路徑規(guī)劃，智能防撞，以及遙控的功能。四、工作主流程圖及模型圖圖1.工作主流程圖圖2.三維模型圖五、各模塊設(shè)計(jì)1、傳感部分：相當(dāng)于人的五官，起到對(duì)外界的感知作用。1)超聲波傳感器[1]超聲波是一種一定頻率范圍的聲波它具有在同種媒質(zhì)中以恒定速率傳播的特性，而在不同媒質(zhì)的界面處，會(huì)產(chǎn)生反射現(xiàn)象利用這一特性，就可以根據(jù)測(cè)量發(fā)射波與反射波之間的時(shí)間間隔，從而達(dá)到測(cè)量距離的作用其具體的計(jì)算公式如下：s＝v×t／2注：s：為障礙物與吸塵器之間的距離；t：為發(fā)射到接收經(jīng)歷的時(shí)間；v：為聲波在空氣中傳播的速度在智能清潔機(jī)器人中，避障功能的實(shí)現(xiàn)正是利用了這一超聲波測(cè)距的原理它的傳感器部分由三對(duì)（每對(duì)包括一個(gè)發(fā)射探頭和一個(gè)接收探頭）共六個(gè)超聲波傳感頭組成由單獨(dú)的振蕩電路產(chǎn)生頻率固定為40kHz，幅值為5V的超聲波信號(hào)在控制器送來(lái)的路選信號(hào)的作用下，40kHz的振蕩信號(hào)被加在超聲發(fā)射探頭的兩端，從而產(chǎn)生超聲信號(hào)向外發(fā)射；該信號(hào)遇到障礙物時(shí)，產(chǎn)生反射波，當(dāng)這一反射波被接收器接收后，根據(jù)前述測(cè)距的原理，就可以精確地判斷障礙物的遠(yuǎn)近；同時(shí)，根據(jù)信號(hào)的幅值大小，也可以初步確定障礙物的大小超聲波傳感器采用直接反射式的檢測(cè)模式。位于傳感器前面的被檢測(cè)物通過(guò)將發(fā)射的聲波部分地發(fā)射回傳感器的接收器，從而使傳感器檢測(cè)到被測(cè)物，經(jīng)單片機(jī)系統(tǒng)處理判斷前方物體的大小、遠(yuǎn)近及大體屬性。2)紅外測(cè)距傳感器[1]紅外測(cè)距傳感器利用紅外信號(hào)遇到障礙物距離的不同反射的強(qiáng)度也不同的原理，進(jìn)行障礙物遠(yuǎn)近的檢測(cè)。紅外測(cè)距傳感器具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測(cè)方向遇到障礙物時(shí)，紅外信號(hào)反射回來(lái)被接收管接收，經(jīng)過(guò)處理之后，即可利用紅外線的返回信號(hào)來(lái)識(shí)別周圍環(huán)境的變化。3)接觸式傳感器[1]接觸式厚度傳感器，通常采用電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、電位器式位移傳感器、霍耳式位移傳感器等（見(jiàn)位移傳感器）進(jìn)行接觸式厚度測(cè)量。為了連續(xù)測(cè)量移動(dòng)著的物體的厚度，常在位移傳感器的可動(dòng)端頭上安裝滾動(dòng)觸頭，以減少磨損。接觸式厚度傳感器可測(cè)量物體高度,空間大小。全能清潔機(jī)器人可利用這一點(diǎn)探測(cè)障礙物的高度,進(jìn)一步做出判斷發(fā)揮它的功能.4)紅外光電傳感器[1]把渾濁度傳感器的外殼固定在被測(cè)箱體內(nèi)，采用一定波長(zhǎng)的紅外發(fā)光二極管作為檢測(cè)光源，穿透被測(cè)溶液，檢測(cè)其透射光強(qiáng)來(lái)檢測(cè)溶液渾濁度的程度。紅外發(fā)光二極管發(fā)射的紅外光穿透被測(cè)溶液的介質(zhì)，被接收端的光電三極管接受，產(chǎn)生光電流。由于溶液含有的介質(zhì)、灰塵的顆粒大小、密度不同，光電三極管的光電流近似為線性變化。經(jīng)濾波后輸出，即得到與渾濁度相關(guān)的檢測(cè)信號(hào)。2、控制部分：相當(dāng)于人的大腦，起到連接對(duì)肢體的支配。單片機(jī)[2]執(zhí)行控制程序中指令。CPU要根據(jù)指令的功能，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)，發(fā)給相應(yīng)的部件，從而控制這些部件按指令的要求進(jìn)行動(dòng)作。1）向傳感器部分分別發(fā)送路選信號(hào)：當(dāng)路選信號(hào)是高電頻時(shí)，該路導(dǎo)通；反之，就截止這樣，通過(guò)路選信號(hào)，就可以完成各路信號(hào)的順序掃描以及對(duì)發(fā)射和接收的計(jì)時(shí)功能2）作為控制器的核心，它要根據(jù)接收的各路信號(hào)的幅值，以及從發(fā)射到接收的時(shí)間間隔，計(jì)算并判斷障礙物的相對(duì)位置，大致大小在此基礎(chǔ)上，根據(jù)事先設(shè)定的規(guī)則，選定相應(yīng)的避障措施（前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、后退、調(diào)頭）3）在確定了避障措施后，要向步進(jìn)電機(jī)的控制器輸出相應(yīng)的控制脈沖，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)全向輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)以具體實(shí)現(xiàn)避障圖4.CPU芯片3、驅(qū)動(dòng)部分：相當(dāng)于人的肢體，被控制起到協(xié)調(diào)作業(yè)。1）步進(jìn)電機(jī)[3]，用于清潔器的全向輪驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。2）串勵(lì)電機(jī)[3]，單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)屬于單相交流異步電動(dòng)機(jī)，是交直流兩用的，所以又稱為交直流兩用串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。由于它轉(zhuǎn)速高、體積小、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速可調(diào)，電機(jī)主要由定子轉(zhuǎn)子及支架三部分組。3）普通電機(jī)[3]，用于掃地刷和起塵刷的微型直流齒輪減速電機(jī)12V正反轉(zhuǎn)可調(diào)速電動(dòng)機(jī)慢速小馬達(dá)。4.全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)：基于麥克納姆輪[4]的全方位移動(dòng)平臺(tái)由于能夠?qū)崿F(xiàn)前后、左右和自轉(zhuǎn)3個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)及其復(fù)合運(yùn)動(dòng)而受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注，本體無(wú)需做出任何轉(zhuǎn)動(dòng)便可實(shí)現(xiàn)任意方向的運(yùn)動(dòng)。因此采用了基于麥克納姆輪的全方位移動(dòng)平臺(tái)的智能清潔器非常適合工作在空間狹窄有限、對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高的場(chǎng)合。與傳統(tǒng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以沿任意方向平動(dòng)，其移動(dòng)性能卓越。圖5：輪子左、移動(dòng)平臺(tái)、輪子右5、吸塵及處理部分：在智能吸塵器里面嵌入真空吸塵器部分。1）本清潔器在氣體輸出口采用HEAP過(guò)濾網(wǎng)[5]進(jìn)行空氣凈化，它對(duì)于0.1微米和0.3微米的有效率達(dá)到99.7%，HEPA網(wǎng)的特點(diǎn)是空氣可以通過(guò)，但細(xì)小的微粒卻無(wú)法通過(guò)。它對(duì)直徑為0.3微米（頭發(fā)直徑的1/200）以上的微粒去除效率可達(dá)到99.97%以上，是煙霧、灰塵以及細(xì)菌等污染物最有效的過(guò)濾媒介。采用熔噴滌綸無(wú)紡布材質(zhì)的HEPA高效過(guò)濾網(wǎng)，特點(diǎn):風(fēng)阻小，容塵量大，過(guò)濾精度高，持久耐用。圖6.HEPA高效過(guò)濾網(wǎng)2）水過(guò)濾系統(tǒng)[6]原理及垃圾收集裝置：水過(guò)濾系統(tǒng)原理是用水洗滌含塵空氣，在吸塵器專用的串勵(lì)電機(jī)高轉(zhuǎn)速下（20000r/min），大量抽壓空氣和水的慣性碰撞而形成的，利用形成的液膜、水滴和水泡來(lái)捕捉帶有的粉塵和細(xì)小顆粒，也從而使細(xì)小的顆粒得到擴(kuò)散，使增濕并產(chǎn)生粘附的顆粒利用自身的重量沉人水底，隨液體循環(huán)排出?？諝庠谒膿胶拖碌玫絻艋?）進(jìn)入水箱中的垃圾大部分會(huì)很快溶于水中，水箱箱體表面的紅外傳感器會(huì)將水箱中水的渾濁度檢測(cè)并將數(shù)據(jù)傳送給中央處理器，當(dāng)水的渾濁度達(dá)到一定程度時(shí)，中央處理器會(huì)自動(dòng)接通位于水箱底部微型泵，通過(guò)微型泵把溶有垃圾的水吸入垃圾收集箱里，直到紅外線傳感器檢測(cè)渾濁度正常時(shí)，中央處理器控制微型泵停止工作從而完成排水過(guò)程。由于垃圾溶于水會(huì)使水箱中水位很快升高，水箱箱體表面的水位傳感器能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)水箱中的水位并把相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給中央處理器，當(dāng)水位達(dá)到一定程度時(shí)，中央處理器也會(huì)控制打開收集箱底的微型泵，把水吸入垃圾收集箱，直到水位正常。3）充電設(shè)備是采用裝有紅外線接收器的專用電源，當(dāng)清潔器電量較低時(shí)，清潔器上的中央處理器會(huì)控制發(fā)出充電紅外線，電源檢測(cè)并接收信號(hào)，清潔器會(huì)自動(dòng)前往電源處打開接口進(jìn)行充電過(guò)程，直到充電完成。6、垃圾收集過(guò)程流程圖圖7.垃圾收集過(guò)程流程圖7、電源部分：提供智能清潔機(jī)器人所需要的動(dòng)力系統(tǒng)，也是至關(guān)重要的一部分，由于智能吸塵器是以自主方式工作的，因而所用的電源不是一般拖線方式，而是采用隨身攜帶的24.4V鎳氫動(dòng)力電池[7]，它具有高比功率、電流充放電大、無(wú)污染、安全性能好等特點(diǎn)這樣不但可實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制，而且工作時(shí)較靈活一次充電可以連續(xù)工作幾個(gè)小時(shí)六、性能參數(shù)P1：輸入功率；P2：吸入功率；H：真空度；Q：風(fēng)流量；Η：效率；Psmax:最大吸入功率；ηmax:最大效率；Qmax:最大風(fēng)量；Hmax最大真空；1、風(fēng)流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)吸塵器排出的空氣體積，單位m3/min。2、真空度：所謂的真空度是指一個(gè)空間內(nèi)氣體分子數(shù)的密度比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(一個(gè)大氣壓101325Pa)少。3、吸入功率：是反映吸塵器的綜合性能的一個(gè)參數(shù)。吸塵器的吸入功率是以真空度、風(fēng)流量來(lái)體現(xiàn)的，一般來(lái)說(shuō)，真空度高、風(fēng)流量大輸出功率就會(huì)比較高。4、η效率：吸塵器的效率=（吸塵器的輸出功率P2÷吸塵器的輸入功率P1）×100%當(dāng)然，P1和P2都是在變化的，效率n也應(yīng)該是曲線的頂點(diǎn)，即最大值。吸塵器效率一般在28%-32%，這是因?yàn)槲鼔m器使用中空氣流通有很大的阻力，降低了風(fēng)量。七、結(jié)論與展望雖然當(dāng)前的吸塵器是物美價(jià)廉，能給人們枯燥乏味的家庭清潔的瑣碎工作提供了諸多方便，可是一些缺點(diǎn)仍舊困擾著人們，比如較大的噪聲依然讓多數(shù)的家庭使用者望而卻步。在現(xiàn)有的服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域里，智能清潔機(jī)器人可以說(shuō)是一種新型產(chǎn)品，幫助人們?cè)跓o(wú)需照看的情況下省時(shí)省力的完成房間的洗塵清掃作業(yè)。所以，只要智能清潔機(jī)器人的生產(chǎn)成本兼顧日用家電的大批量、低價(jià)格的特點(diǎn)，智能清潔機(jī)器人將會(huì)用誘人的市場(chǎng)前景。目前國(guó)內(nèi)外的清潔機(jī)器人的研究與開發(fā)工作都取得了一些成績(jī)，但是仍舊有許多問(wèn)題需要解決或改善，主要涉及到下面幾個(gè)方面：1、價(jià)格過(guò)高2、智能化與自主化程度低3、吸塵技術(shù)不夠理想4、自動(dòng)充電與電源技術(shù)有待改進(jìn)伴隨著智能清潔機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)與性價(jià)比的不斷提高，完全有條件基于現(xiàn)有的硬件和軟件技術(shù)，在不久的將來(lái)，生產(chǎn)出價(jià)格便宜的全自動(dòng)清潔機(jī)器人，使千家萬(wàn)戶都能夠使用到，從而使這種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)客觀的市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)效益。智能清潔機(jī)器人開啟了不用人工打掃，死角可以不用花大力氣去清除的時(shí)代，人類的不用親自動(dòng)手就可以將房間打掃的干干凈凈，可謂是對(duì)于機(jī)器，“懶漢時(shí)代”又邁進(jìn)了一大步。參考文獻(xiàn)：[1]《傳感器原理與應(yīng)用》姜香菊著，機(jī)械工業(yè)出版社出版，2015-3-1[2]《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》查鴻山著電子工業(yè)出版社出版，2015-2-1[3]《步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用技術(shù)》(日)坂本正文著王自強(qiáng)譯科學(xué)出版社出版2010-5-1第二篇：智能機(jī)器人教學(xué)大綱課程目標(biāo)：智能機(jī)器人教學(xué)大綱（軟件部分）機(jī)器人是集科技知識(shí)啟蒙、創(chuàng)造性思維訓(xùn)練及創(chuàng)造力開發(fā)的最佳載體?？梢赃m合于普通中學(xué)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面培養(yǎng)、提升現(xiàn)代學(xué)生的創(chuàng)造力、想象力與科學(xué)技能方面的素質(zhì)教育。在機(jī)器人課堂教學(xué)中應(yīng)該做到而且能做到徹底改變過(guò)去單一的教師灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)模式，讓學(xué)生在“玩中學(xué)”，“做中學(xué)”，在機(jī)器人的模型拼裝、編程控制調(diào)試的實(shí)踐過(guò)程中去體驗(yàn)，去掌握知識(shí)、去提高能力、去創(chuàng)新。注重的不是結(jié)果如何，更重要的是實(shí)踐的過(guò)程。最終學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)研究，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。課程教學(xué)要求：教師課上不僅要講解程序設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，還要讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)，在有實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的機(jī)房上課。這樣可以講一些程序的功能，當(dāng)時(shí)就給學(xué)生演示這段程序在機(jī)器人上的實(shí)現(xiàn)，學(xué)生理解起來(lái)更加透徹。學(xué)生自己也可以隨時(shí)下載程序，在場(chǎng)地里調(diào)試。課上也要穿插運(yùn)用小組討論和個(gè)別化教學(xué)的方式。教學(xué)內(nèi)容：寵物狗教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)搭建一條小狗認(rèn)識(shí)nxt馬達(dá)沖上山坡教學(xué)目標(biāo)認(rèn)識(shí)NXT，理解輸入和輸出。認(rèn)識(shí)樂(lè)高零件,學(xué)會(huì)搭建，知道什么樣的速度可以上坡(速度與力量的關(guān)系)學(xué)校班車教學(xué)目標(biāo)開始學(xué)會(huì)robolab2.9的編程方式學(xué)會(huì)控制馬達(dá)的時(shí)間升旗儀式教學(xué)目標(biāo)1．設(shè)計(jì)并搭建一架小旗升降機(jī)。2．運(yùn)用導(dǎo)航者級(jí)別2對(duì)國(guó)旗升降機(jī)進(jìn)行編程，分別用時(shí)間和觸動(dòng)傳感器來(lái)控制。一堂體育課教學(xué)目標(biāo)1．設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)雙馬達(dá)人形或車型機(jī)器人。2．運(yùn)用導(dǎo)航者2對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程，理解機(jī)器人是如何轉(zhuǎn)彎的.老師的煩惱教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)自動(dòng)刮玻璃器。使用導(dǎo)航者3進(jìn)行編程。拳擊賽教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)拳擊機(jī)器人。認(rèn)識(shí)活塞運(yùn)動(dòng)。運(yùn)用導(dǎo)航者3進(jìn)行編程。九月的天氣教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并搭建一架可以調(diào)節(jié)風(fēng)速的電動(dòng)風(fēng)扇。運(yùn)用齒輪加速。學(xué)習(xí)導(dǎo)航者4編程。刷卡門教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)門徑系統(tǒng)。知道如何測(cè)光值。認(rèn)識(shí)光電傳感器，并能編寫簡(jiǎn)單程序。光控路燈教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)光控路燈。知道如何測(cè)光值運(yùn)用光感解決問(wèn)題。留在圈內(nèi)教學(xué)目標(biāo)使用光電傳感器來(lái)解決問(wèn)題知道如何測(cè)得光值和使用光值超市購(gòu)物教學(xué)目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)萬(wàn)向輪，并能夠搭建簡(jiǎn)單的萬(wàn)向輪。2、設(shè)計(jì)并搭建一個(gè)可以裝貨物的萬(wàn)向輪小車——超市購(gòu)物車著火啦教學(xué)目標(biāo)練習(xí)觸感靈活的使用。運(yùn)用程序循環(huán)來(lái)解決問(wèn)題。日本旅游教學(xué)目標(biāo)培養(yǎng)孩子們的設(shè)計(jì)能力。讓孩子們利用光感來(lái)解決問(wèn)題發(fā)展孩子們的動(dòng)手能力綜合測(cè)試教學(xué)目標(biāo)培養(yǎng)孩子的綜合運(yùn)用能力根據(jù)規(guī)則來(lái)解決問(wèn)題培養(yǎng)孩子們的設(shè)計(jì)能力第三篇：智能機(jī)器人論文湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)課程論文學(xué)院：工學(xué)院班級(jí)：11級(jí)機(jī)械1班姓名：曾強(qiáng)學(xué)號(hào)：201140614114課程論文題目：未來(lái)智能機(jī)器人課程名稱：MCS-51單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用評(píng)閱成績(jī)：評(píng)閱意見(jiàn)：成績(jī)?cè)u(píng)定教師簽名：日期：2014年5月12日未來(lái)智能機(jī)器人摘要：機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。近二十年中，因?yàn)殡娔X技術(shù)、電子產(chǎn)品及生物遺傳工程等技術(shù)的大踏步發(fā)展，“智能機(jī)械人”的研發(fā)熱潮已從專業(yè)人士的實(shí)驗(yàn)室中走了出來(lái)，成為一種綜合科研能力的開發(fā)活動(dòng)。關(guān)鍵字:智能，CPU，擬人化，人性化（一）機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成及工作原理機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)即機(jī)器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機(jī)構(gòu)，其中的運(yùn)動(dòng)副（轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副）常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)通常即為機(jī)器人的自由度數(shù)。檢測(cè)裝置的作用是實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及工作情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)器人的動(dòng)作符合預(yù)定的要求?？刂葡到y(tǒng)有兩種方式。一種是集中式控制，即機(jī)器人的全部控制由一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)完成。另一種是分散（級(jí)）式控制，即采用多臺(tái)微機(jī)來(lái)分擔(dān)機(jī)器人的控制。如當(dāng)采用上、下兩級(jí)微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時(shí)，主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，并向下級(jí)微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級(jí)從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)CPU，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和伺服控制處理，實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)，并向主機(jī)反饋信息。（二）機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展機(jī)器人的研究從一開始就是擬人化的，所以才有機(jī)械手、機(jī)械臂的開發(fā)與制作，也是為了以機(jī)械來(lái)代替人去做人力所無(wú)法完成的勞作或探險(xiǎn)。但近十幾年來(lái)，機(jī)器人的開發(fā)不僅越來(lái)越優(yōu)化，而且涵蓋了許多領(lǐng)域，應(yīng)用的范疇十分廣闊。大而言之，用之于太空開發(fā)，月球車，深海探測(cè)器，海洋石油開采，航天飛機(jī)機(jī)械臂等，小至微型手術(shù)機(jī)械，生命監(jiān)測(cè)儀等。軍事上的用途更是日新月異，從拆彈機(jī)器人、清除機(jī)器人到無(wú)人駕駛飛機(jī)、自動(dòng)化戰(zhàn)車，有人甚至預(yù)測(cè)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)可能如星球大戰(zhàn)一樣，是機(jī)器人的戰(zhàn)爭(zhēng)。至于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、遺傳生物產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)、文化產(chǎn)業(yè)、電訊業(yè)、能源開發(fā)，都將因機(jī)器人的大量登場(chǎng)而出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革命。英國(guó)電訊公司未來(lái)學(xué)部門研究員曾因準(zhǔn)確預(yù)測(cè)手機(jī)短訊、垃圾郵件及網(wǎng)上搜尋引擎的出現(xiàn)而聞名，在最近公布的科技展望五十年的預(yù)測(cè)中，其中就有數(shù)條是關(guān)于機(jī)器人的。未來(lái)的機(jī)器人將會(huì)朝著三個(gè)方面發(fā)展：一、與人類的生活更為密切地結(jié)合起來(lái)，以為人提供更多服務(wù)作為要素二十年后，家中掃除、清潔的工作或老人的護(hù)理保健的工作可能全由機(jī)器人取代。美國(guó)舊金山的醫(yī)院已開始使用機(jī)器人為病人送藥、配藥的服務(wù)。美國(guó)的阿伊機(jī)器人公司的總裁接受媒體采訪時(shí)表示，該公司生產(chǎn)的家用大掃除機(jī)器人產(chǎn)品，2002年只有一百二十萬(wàn)美元銷售額，到2012年已猛增50倍以上。還有，家居的全自動(dòng)化，無(wú)需駕駛的自動(dòng)汽車等等，實(shí)在無(wú)法一一計(jì)數(shù)或做出估計(jì)。二、仿生性，生物性的大趨向以趣味性、生物性來(lái)制造機(jī)器狗、貓、魚等動(dòng)物。譬如日本三菱重工附屬公司RyomeiEngineering研制成功的金色機(jī)械魚“金魚虎”長(zhǎng)1公尺，重25公斤，是一只不小的巨魚，能自動(dòng)暢游于水中，可協(xié)助監(jiān)察橋梁的保安和搜集魚汛的情況，監(jiān)視河水污染等。索尼公司研制的Aibo機(jī)器狗會(huì)對(duì)主人聲音有情緒反應(yīng)，已能夠模仿喜怒哀樂(lè)和恐懼等情緒，將來(lái)可出現(xiàn)代替真正導(dǎo)盲犬的機(jī)器狗。另外，電影《侏羅紀(jì)公園》的恐龍機(jī)器人等也是例子。這類仿生性機(jī)器人還被廣泛用于軍事上的偵察救險(xiǎn)、情報(bào)傳送，甚至殺敵于無(wú)形的手段上去。美國(guó)夏威夷大學(xué)設(shè)有水下機(jī)器人研究中心，已具相當(dāng)規(guī)模。今年八月初俄羅斯迷你潛艇在海底為漁網(wǎng)所纏，困于190米下的深海，就得助于英國(guó)的“天蝎”號(hào)救援艇之助而脫險(xiǎn)的，“天蝎”號(hào)就是海底機(jī)器人。三、最重要的發(fā)展是人性化日本舉行的萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)，被稱為機(jī)器人的大集合之展覽會(huì)，有人甚至將之稱作“機(jī)器人萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)”，從中亦可看出日本的這一產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)及成果。在展場(chǎng)中，接待處、大會(huì)清掃工作、警備工作等，多以機(jī)器人的形式出現(xiàn)與取替。博覽會(huì)期間還舉辦多項(xiàng)人與機(jī)器人有關(guān)的活動(dòng)，其中最引人注目的還是人工智能及人性化的機(jī)器人的表演，譬如接待處的一位女性機(jī)器人能聽、說(shuō)六國(guó)語(yǔ)言，而且說(shuō)話時(shí)眼、嘴皆會(huì)動(dòng)，面部肌肉也有活動(dòng)。造型奇特有趣的高爾夫球機(jī)器人“坎迪—5”，它內(nèi)置整個(gè)高爾夫球場(chǎng)的3D地形和球會(huì)會(huì)員的資料，并設(shè)置有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能作360度自如旋轉(zhuǎn)，它的系統(tǒng)將愈加精密，并更具人性化，科學(xué)家預(yù)計(jì)在2020年完成其全部制作時(shí)，它可充當(dāng)球童并可從旁給予擊球建議。此外，尚有具“視覺(jué)”、“味覺(jué)”的機(jī)器人，它的紅外線測(cè)定可以對(duì)食物及飲品的成份、含量馬上做出判定，譬如將一只蘋果擺在其手臂前，可以打印出該只蘋果的糖份、維生素含量等。最引人注目的是機(jī)器人管樂(lè)隊(duì)的演奏，以機(jī)器人演奏真正的樂(lè)器，而且隊(duì)形不斷變換，演奏技術(shù)臻于上乘。東京大學(xué)于今年八月公布已開發(fā)出人的仿真性皮膚，可如人一樣感受冷熱、痛楚、溫度反應(yīng)，甚至一些人的皮膚未具有的功能都可以設(shè)定，這對(duì)仿造機(jī)器人的生命性又是一大進(jìn)步。凡此種種，不一而足。在世紀(jì)之交，生物遺傳工程因“克隆人”的出現(xiàn)而引致倫理、法律及道德問(wèn)題的爭(zhēng)議，“克隆人”能否問(wèn)世仍然是一個(gè)未知數(shù)，但機(jī)器人的研發(fā)正在取而代之，以越接近人性化為追尋目標(biāo)。因而還為之出現(xiàn)了新的名詞，比如人工智能（簡(jiǎn)稱AI），并以下述二個(gè)英文名字用來(lái)指人類模樣的機(jī)器人：androids和humanoids。西方的電影導(dǎo)演在談到影視中出現(xiàn)的非常人性化的機(jī)器人時(shí)，更常常使用這些有明確傾向的專用詞：A、變得人性化—humanizeB、人性化的—humanizedC、人道、仁慈—humanity。我國(guó)的機(jī)器人研發(fā)工作基本上屬于科學(xué)研究的項(xiàng)目，據(jù)說(shuō)，中國(guó)科學(xué)院目前已造出說(shuō)話時(shí)嘴唇能夠活動(dòng)、眼睛能轉(zhuǎn)動(dòng)、具視覺(jué)功能的機(jī)器人，其水準(zhǔn)可媲美日本同行其實(shí)，機(jī)器人的制作絕對(duì)并非只是液壓機(jī)械與電子產(chǎn)品的混成物，要將機(jī)器人造得越來(lái)越有人性化，就要兼及生命醫(yī)學(xué)、傳感、光學(xué)及創(chuàng)造性的文化產(chǎn)業(yè)等方面，比如機(jī)器人的關(guān)節(jié)就需要研究中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)學(xué)、生物學(xué)上的神經(jīng)刺激反應(yīng)以及文化產(chǎn)品的某種造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英國(guó)的科學(xué)家甚至預(yù)言，到2020年，隨著機(jī)器人愈來(lái)愈精密和使用有機(jī)零件制造，它們將會(huì)受到“機(jī)器人權(quán)”的保護(hù)。在美、日、德、法、韓等國(guó)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的開發(fā)正在日受重視，一般采取所謂的“官產(chǎn)學(xué)”形式?！肮佟奔凑闹贫ㄕ呒皟A斜支持，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。據(jù)情報(bào)顯示，日本政府正在調(diào)整全國(guó)的產(chǎn)業(yè)制造結(jié)構(gòu)，名古屋中部地區(qū)的未來(lái)產(chǎn)業(yè)為新型汽車工業(yè)，以大阪為中心的關(guān)西地方將以機(jī)器人產(chǎn)業(yè)為主，東京地區(qū)以資訊情報(bào)化為中心等等；“產(chǎn)”即產(chǎn)業(yè)界的自我分類的研究與開發(fā)，并將之變成產(chǎn)品，取得經(jīng)濟(jì)效益；“學(xué)”即學(xué)校設(shè)置專門的學(xué)科，教材則與以往不同，非全盤為學(xué)校教授所寫，有一些則由產(chǎn)業(yè)研究所編寫教材，利用電腦技術(shù)介入，反過(guò)來(lái)向大學(xué)師生出售。而專門出售機(jī)器人制作的教科書、教材及裝配零件、專門雜志等也已成行成市，許多公司改變既有行業(yè)，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)為此服務(wù)的產(chǎn)品。那么，這是否將導(dǎo)致一場(chǎng)工業(yè)革命？現(xiàn)在斷言尚為時(shí)過(guò)早。但可以預(yù)計(jì)的是，未來(lái)20年，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將成為未來(lái)新產(chǎn)業(yè)的一個(gè)領(lǐng)先潮流，在現(xiàn)代化的高科技戰(zhàn)爭(zhēng)中，機(jī)器人將發(fā)揮越來(lái)越大的戰(zhàn)斗作用，從而減少前線士兵的人命傷亡，并以奇技利器克敵制勝?？偨Y(jié)：世界上先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家都十分注重機(jī)器人的研究開發(fā)、實(shí)用化及產(chǎn)業(yè)化的動(dòng)向，投入大量的資金、人力，優(yōu)化環(huán)境及指標(biāo)，特別是重視培養(yǎng)年輕人對(duì)此未來(lái)科學(xué)的興趣，吸引他們的投入，以形成人材梯隊(duì)，鍛造出新的產(chǎn)業(yè)隊(duì)伍。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，未來(lái)的機(jī)器人將更加智能化。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正在引起國(guó)際上重新認(rèn)識(shí)機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。參考文獻(xiàn)：1.《人工智能的未來(lái)》陜西科學(xué)技術(shù)出版社作者：杰夫·霍金斯2.《人工智能:一種現(xiàn)代的方法》清華大學(xué)出版社200605第四篇：智能機(jī)器人心得體會(huì)智能機(jī)器人心得體會(huì)這學(xué)期我們?cè)谘芯啃詫W(xué)習(xí)課上學(xué)習(xí)了智能機(jī)器人。我對(duì)此非常感興趣。我們的課程主要為對(duì)智能機(jī)器人進(jìn)行了解與它在實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。我們對(duì)它并不是很了解，但是經(jīng)過(guò)了這一學(xué)期的課程后，對(duì)它有了一定的認(rèn)識(shí)。智能機(jī)器人無(wú)論是在工業(yè)領(lǐng)域，還是娛樂(lè)領(lǐng)域，都是當(dāng)今社會(huì)補(bǔ)課缺少的元素。智能機(jī)器人并非是一定要有實(shí)體，它可以是在計(jì)算機(jī)上的某種程序，例如：智能聊天工具……等一切得到人類指令并進(jìn)行人性化判斷和回復(fù)的，在我認(rèn)為都可稱作只能機(jī)器人。人類對(duì)智能機(jī)器人的開發(fā)還有著一段距離，但我相信這是我們可以達(dá)到的！在課上我們觀看了《鐵甲鋼拳》、《復(fù)仇者聯(lián)盟2：奧創(chuàng)紀(jì)元》這兩部影片。這里主要為我們展現(xiàn)出人們對(duì)智能機(jī)器人的想象，想象是科學(xué)事業(yè)的發(fā)展前提。在中國(guó)古代，人們的飛天夢(mèng)，這就是一種想象，再有了想象之后，才有了目標(biāo)和人們?nèi)?shí)現(xiàn)他的動(dòng)力，這才成就了那些偉大的科學(xué)家。在《鐵甲鋼拳》中，男主角在垃圾場(chǎng)拾到早在很久的只能拳擊機(jī)器