智能机器人小车.doc

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1、智能机器人小车创意设计制作指导手册江苏省天一中学人工智能社团指导老师：邓一波俞金炎二零一一年三月目录一，机器人概述二，机器人小车硬件结构解析三，机器人小车编程语言及环境四，智能机器人小车安装，调试五，智能机器人小活动方案及创意案例第一章机器人概述1，机器人技术的发展1.1机器人的由来机器人是20世纪才出现的新名词。1920年，捷克剧作家Capek在他的《罗萨姆万能机器人公司（R.U.R）》剧本中，第一次提出了机器人（robot）这个词。robot是从古代斯拉夫语robota一词演变而来的。robota本是强制劳动的意思，Capek在

2、二十世纪工业革命后技术和生产快速发展的背景下，根据它造出具有"奴隶机器"含义的新词robot。它反映着人类希望制造出象人一样会思考，有劳动的机器代替自己工作的愿望。但在当时，机器人一词也仅仅具有科幻意义，并不具备现实意义，真正使机器人成为现实是20世纪工业机器人出现以后。人类发展到20世纪，随着社会分工的细化，从事简单重复工作的人们强烈渴望有某种能代替自己工作的机器出现，在这方面的研究，美国的英格伯格和德沃尔走在了前面。1954年，电子学家德沃尔获得了一项"可编程序机械手"的专利，这是一种象人手臂的机械手，它按程序进行工作，这种程序

3、可以根据不同工作需要来编制，因此，具有通用性和灵活性，由此，热衷于机器人研究的物理学家英格伯格想到，如果能制造出这种机器，可象人一样学习别人干活的动作，之后便能自动重复进行操作。于是，在1958年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台真正实用的工业机器人，并很快得到了应用。随后，他们成立了世界上第一家机器人制造工厂——尤尼梅逊公司，并将第一批机器人称为"尤尼梅物"，意思是"万能自动"，英格伯格因此被称为"工业机器人之父"，1984年，他还预言："我要使机器人擦地板，做饭，洗刷我的汽车和检查安全"。机器人发展的三个发展阶段随着人们对机器的

4、研究，机器人也在进步，按其发展过程机器人可分为三代：第一代是示教再现型机器人："尤尼梅特"和"沃尔萨特兰"这两种最早的工业机器人是示教再现型机器人的典型代表。它由人操纵机械手做一遍应当完成的动作或通过控制器发出指令让机械手臂动作，在动作过程中机器人会自动将这一过程存入记忆装置。当机器人工作时，能再现人教给它的动作，并能自动重复的执行。这类机器人不具有外界信息的反馈能力，很难适应变化的环境。第二代是有感觉的机器人：它们对外界环境有一定感知能力，并具有听觉、视觉、触觉等功能。机器人工作时，根据感觉器官（传感器）获得的信息，灵活调整自己的

5、工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。如：有触觉的机械手可轻松自如地抓取鸡蛋，具有嗅觉的机器人能分辨出不同饮料和酒类。第三代是具有智能的机器人：智能机器人是靠人工智能技术决策行动的机器人，它们根据感觉到的信息，进行独立思维、识别、推理，并作出判断和决策，不用人的参与就可以完成一些复杂的工作。日本研制的能演奏数首曲目?quot;瓦伯特"2号机器人，已达到5岁儿童的智能水平。目前，智能机器人已在许多方面具有人类的特点，随着机器人技术不断发展与完善，机器人的智能水平将越来越接近人类。1.2机器人的定义机器人（Robot）是自动执行工作

6、的机器装置。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。1.3机器人学的进展机器人的偿还期理论促进对机器人产业的投资。日本后来居上，成为“机器人王国”机器人产业在全世界迅速发展应用范围遍及工业、科技和国防各个领域。形成新的学科-----机器人学机器人向智能化方向发展2，机器人结构与分类2.1机器人系统的结构机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。　　执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空

7、间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）等。　　驱动装置是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等，此外

8、也有采用液压、气动等驱动装置。　　检测装置的作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。作为检测装置的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息