機器人的結構特征與簡易機器人平臺

機器人的結構特征與簡易機器人平臺學習導航1、機器人是由哪些部分組成的？2、與實用機器人相比，簡易機器人有何不同？3、開展簡易機器人制作活動有哪些途徑？自動售貨機一、機器人的結構特征機器人由于功能不同，形態(tài)也各異。但各類機器人在組成上也存在共性，圖1、8所示為一個典型機器人系統的結構組成。圖1·8機器人系統組成根據不同的功能，機器人系統可分為5個部分：(1)機械結構：組成機器人的機械本體，如操作臂、末端執(zhí)行器、行走機構等。(2)驅動裝置：驅動機器人關節(jié)運動的部件，如電機、汽缸、液壓缸等。驅動裝置及機械結構組成機器人的機械系統。(3)傳感器：感知機器人內部狀態(tài)及外界信息的元器件，如關節(jié)旋轉編碼器、力傳感器、攝像頭等。(4)控制器：負責接收傳感器信息并指揮機器人運動的裝置。(5)動力源：為機器人各部分的正常工作提供能量的部件，如電源、氣壓源和液壓源。機器人是由上述幾個部分構成的一個有機整體。由傳感器采集到的信息輸入控制器，后者對輸入信號進行計算、判斷和決策，然后將命令輸出到驅動裝置以便驅動機械結構?？刂破髦械目刂瞥绦蚴菣C器人控制的核心，它告訴機器人要做什么事情。通過編制不同的控制程序，機器人就可以執(zhí)行不同的任務。本課程中，我們所要學習和制作的對象是簡易機器人，那么它們與正在各個領域中服務的實用機器人有什么不同呢？表1.2給出了一個簡單的比較。表1.2簡易機器人與實用機器人的對比與實用機器人相比，簡易機器人“麻雀雖小，五臟俱全”，雖然它重量輕、體積小，在功能,結構等方面相對十簡單，但與實用機器人沒有本質的差別。同學們，就讓我們從簡易機器人入手來學習有關機器人的知識吧，在掌握了簡易機器人的基本設計、制作和控制知識后制作更復雜的機器人就不再是遙不可及的事了。二、簡易機器人制作的理念及方法為了開展簡易機器人制作活動，需要一個開發(fā)平臺。該平臺大致分為兩大部分：計算機平臺和簡易機器人教具平臺(圖1.9)。通過不同途徑搭建教具平臺簡易機器人教具平臺，就衍生出不同的簡易機器人制作理念。圖1.9簡易機器人開發(fā)平臺1、零件拼裝法零件拼裝實際上體現了積木化、集成化的思想，連控制器都可以較方便地與機體連接。其優(yōu)點是機器人拼裝零件種類多，開放性強互換性高，同學們可以根據自己的創(chuàng)意靈活地搭建出各種機器人結構，因此它是發(fā)達國家在教具和智能玩具產品里廣泛采用的方式。本教材也將重點介紹用零件拼裝方法制作簡易機器人。2、部分零件自制法簡易機器人的一小部分零件要求同學們自己動手制作。自制零件的材料應該很容易得到，所需要的工具比較簡單，符合同學的技能水平，花費的金錢和時間都比較合理。教材中的滅火風扇、可伸縮毛巾架、球架、旋轉編碼器碼盤和一些簡單小電路都是自制零件的例子同學們一定會發(fā)現親手制作這些零件非常有趣。3、玩具改裝法從市場上將玩具汽車、挖掘機等電動玩具購來，或者把自己家中的舊電動玩具找出來，去掉原有的電路板，代之以單片機控制電路板，再對機械部分稍加改裝(也可以保留原來的電機和傳動裝置)，并加裝幾個按鈕和傳感器，就能制作一個可編程的、單片機控制的簡易機器人(圖1.10)。改裝前改裝后圖1.10玩具改裝機器人小車4、整機購買法直接購入簡易機器人生產廠家或智能玩具公司的整機產品，基本不改裝或少量改裝機械部分，主