机器人创新实践课件概述.
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机器人创意设计PPT课件
第5页/共44页
超级书桌 (华师大二附中，国际机器人奥林匹克创意一等奖)
包括自动翻书装置、自动倒水装置、自动调光装置、自动音乐 播放装置为一体
第6页/共44页
自动消防车
能够依照火源与周围光线强度的不同寻找火源。当其 瞄准火源后，水会自动抽入蓄水箱。压力足够大时， 打开水箱阀门，喷水灭火。
第7页/共44页
器 作出真正属于自己的机器人。
人
的 魅 力
创意无限，想象无限! 手脑并用，机器人无处不在!
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2.传感器和马达--机器人的感觉和动力
传感器： 1、光感
2、触感 3、角度传感器
5、乐高摄像头 (图像传感器)
4、温度传感器
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2.传感器和马达--机器人的感觉和动力
乐高变速马达、高速马达
自 动 化 系 统 工 程
包括桥控装置、路控装置、信息中转站、电子测速器和交通工具
第23页/共44页
行 走
持请 平注 衡意
机 器
的这 ？个
机
(
人
器 人
类 人
是 如 何
型
保
)
我们自己的机器人也可以用两条腿走路。
第24页/共44页
第25页/共44页
第26页/共44页
第27页/共44页
第28页/共44页
第19页/共44页
沙漠植树系统
第一步：装载树苗。树苗护 养系统将贮存的树苗通过自 动的传送带及在机器手的配 合下运给植树机器人。
第二步：植树。首先，机器 人选好栽树地点后，开始挖 土，机器手从树苗箱夹一支 树苗，栽入坑内，之后机器 人调头推土，并向坑中浇水。 如此循环反复。
这样的系统必将是未来环保事业的主导，沙漠绿化的 先锋。
超级书桌 (华师大二附中，国际机器人奥林匹克创意一等奖)
包括自动翻书装置、自动倒水装置、自动调光装置、自动音乐 播放装置为一体
第6页/共44页
自动消防车
能够依照火源与周围光线强度的不同寻找火源。当其 瞄准火源后，水会自动抽入蓄水箱。压力足够大时， 打开水箱阀门，喷水灭火。
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器 作出真正属于自己的机器人。
人
的 魅 力
创意无限，想象无限! 手脑并用，机器人无处不在!
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2.传感器和马达--机器人的感觉和动力
传感器： 1、光感
2、触感 3、角度传感器
5、乐高摄像头 (图像传感器)
4、温度传感器
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2.传感器和马达--机器人的感觉和动力
乐高变速马达、高速马达
自 动 化 系 统 工 程
包括桥控装置、路控装置、信息中转站、电子测速器和交通工具
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行 走
持请 平注 衡意
机 器
的这 ？个
机
(
人
器 人
类 人
是 如 何
型
保
)
我们自己的机器人也可以用两条腿走路。
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第25页/共44页
第26页/共44页
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沙漠植树系统
第一步：装载树苗。树苗护 养系统将贮存的树苗通过自 动的传送带及在机器手的配 合下运给植树机器人。
第二步：植树。首先，机器 人选好栽树地点后，开始挖 土，机器手从树苗箱夹一支 树苗，栽入坑内，之后机器 人调头推土，并向坑中浇水。 如此循环反复。
这样的系统必将是未来环保事业的主导，沙漠绿化的 先锋。
小学教育ppt课件教案机器人技术的创新：探索新的可能性
国外发展现状
日本、美国和欧洲是全球机器人技术的主要发展地区。日本在机器人技术研发 和应用方面处于领先地位，美国和欧洲则分别在工业机器人和服务机器人领域 有着显著优势。
未来趋势预测与挑战
未来趋势
随着人工智能技术的不断发展，机器人将更加智能化和自主化。未来机器人将具 备更强的感知能力、决策能力和执行能力，能够更好地适应复杂环境和任务。
学生的学习效果和兴趣。
机器人竞赛与挑战
分享国内外知名的机器人竞赛，如 RoboCup、FIRST等，展示机器人 在竞技场比赛中的创新应用和技术 挑战。
机器人社会服务
介绍机器人在社会服务领域的应用 ，如导盲机器人、养老护理机器人 等，探讨机器人为社会带来的便利 和改变。
本土化实践成果汇报
本土机器人教育创新
培养同学们的团队协作能力
通过小组讨论、项目合作等方式，让同学们在探究机器人技术的过 程中学会团队协作，提高解决问题的能力。
展望未来，携手共进
倡导科技向善的理念
引导同学们认识到科技创新的双刃剑效应，树立正确的科技伦理观，积极践行科技向善的 理念。
培养同学们的跨学科思维
鼓励同学们关注机器人技术与数学、物理、计算机等多学科的交叉融合，培养跨学科思维 和综合实践能力。
通过机器人技术的实践活动，学生可以学习到编程、机械、电子等多方面的知识， 培养学生的跨学科综合能力和创新能力。
机器人技术的教育应用还可以激发学生的兴趣和好奇心，鼓励学生主动探索、发现 问题并解决问题，从而培养学生的自主学习能力和终身学习的意识。
辅助教师进行教学管理工作
机器人技术可以为教师提供多样化的教 学手段和工具，如智能教学辅助系统、 在线教育资源等，帮助教师更好地进行
小学教育ppt课件教案机器 人技术的创新：探索新的可
日本、美国和欧洲是全球机器人技术的主要发展地区。日本在机器人技术研发 和应用方面处于领先地位，美国和欧洲则分别在工业机器人和服务机器人领域 有着显著优势。
未来趋势预测与挑战
未来趋势
随着人工智能技术的不断发展，机器人将更加智能化和自主化。未来机器人将具 备更强的感知能力、决策能力和执行能力，能够更好地适应复杂环境和任务。
学生的学习效果和兴趣。
机器人竞赛与挑战
分享国内外知名的机器人竞赛，如 RoboCup、FIRST等，展示机器人 在竞技场比赛中的创新应用和技术 挑战。
机器人社会服务
介绍机器人在社会服务领域的应用 ，如导盲机器人、养老护理机器人 等，探讨机器人为社会带来的便利 和改变。
本土化实践成果汇报
本土机器人教育创新
培养同学们的团队协作能力
通过小组讨论、项目合作等方式，让同学们在探究机器人技术的过 程中学会团队协作，提高解决问题的能力。
展望未来，携手共进
倡导科技向善的理念
引导同学们认识到科技创新的双刃剑效应，树立正确的科技伦理观，积极践行科技向善的 理念。
培养同学们的跨学科思维
鼓励同学们关注机器人技术与数学、物理、计算机等多学科的交叉融合，培养跨学科思维 和综合实践能力。
通过机器人技术的实践活动，学生可以学习到编程、机械、电子等多方面的知识， 培养学生的跨学科综合能力和创新能力。
机器人技术的教育应用还可以激发学生的兴趣和好奇心，鼓励学生主动探索、发现 问题并解决问题，从而培养学生的自主学习能力和终身学习的意识。
辅助教师进行教学管理工作
机器人技术可以为教师提供多样化的教 学手段和工具，如智能教学辅助系统、 在线教育资源等，帮助教师更好地进行
小学教育ppt课件教案机器 人技术的创新：探索新的可
机器人课程ppt课件(2024)
当前面临挑战分析
01 02
技术瓶颈
机器人技术涉及多个领域，如机械、电子、计算机等，技术集成度高， 目前仍存在许多技术瓶颈，如机器视觉、语音识别等方面的准确性问题 。
法规政策
机器人产业的法规政策尚不完善，涉及安全、隐私等方面的法律法规缺 失，给产业发展带来一定的不确定性。
03
市场应用
机器人市场应用广泛，但不同领域的需求差异大，定制化程度高，如何
国外研究现状
日本、美国、欧洲等发达国家在机器人领域的研究处于领先 地位，拥有众多知名的机器人企业和研究机构。这些国家在 工业机器人、服务机器人、特种机器人等领域都有较为成熟 的应用和产业化经验。
发展历程及未来趋势
发展历程
机器人的发展历程经历了从第一代示教再现型机器人到第二代感觉型机器人，再到第三 代智能型机器人的演变。随着人工智能技术的不断发展，机器人的智能化水平不断提高
02
03
内部传感器
检测机器人自身状态，如 位置、速度、加速度等。
外部传感器
检测外部环境信息，如距 离、温度、声音、光线等 。
传感器融合技术
将多个传感器的信息进行 融合处理，提高检测精度 和鲁棒性。
控制技术
开环控制
根据预设的指令或程序， 对机器人进行精确控制。
闭环控制
通过反馈机制，实时调整 机器人的行为，以达到预 期目标。
校企合作
与企业合作，引入先进技术和资源，为学生提供更多实践机会和就业渠道
社区互动
利用社区资源，开展线上线下交流活动，拓宽学生视野和交际圈
优秀案例展示和评价标准探讨
案例一
学生自主研发智能小车，实现自动寻 迹、避障等功能
案例二
学生利用Python编程实现人脸识别系 统，应用于校园安全管理
机器人ppt课件
算法与模型
控制算法
机器学习与深度学习模型
用于实现机器人的运动控制，如PID 控制、模糊控制等。
用于提高机器人智能水平，如物体分 类、语义分割等。
感知算法
处理机器人感知数据，如目标检测、 跟踪、辨认等。
05
机器人的未来发展
技术发展趋势
人工智能技术
随着机器学习、深度学习等人工 智能技术的不断发展，机器人将 具备更高级的认知和决策能力， 实现更精准、高效的任务执行。
技术伦理
随着机器人具备更高级的认知能力，技术伦理问题逐渐凸显，需要 关注人权、道德和责任等方面的问题。
06
机器人案例分析
家用服务机器人
家庭清洁机器人
负责家庭地面清洁工作，具备自主导航、避障和 智能控制功能，提高家庭清洁效率。
智能音箱
作为智能家居的控制中心，提供语音助手服务， 实现家电控制、信息查询和娱乐等功能。
交互技术
交互技术
使机器人能够与人或其他智能体进行交流和 互动。
自然语言处理
让机器人能够理解人类自然语言文本指令， 进行文本分析和语义理解。
语音辨认与合成
让机器人能够辨认和理解人类语音指令，并 生成语音反馈。
人机交互
通过触摸屏、手势辨认等技术，实现人机交 互，提高机器人的易用性和用户体验。
03
机器人的硬件结构
机器人ppt课件
汇报人：
xx年xx月xx日
• 机器人概述 • 机器人的关键技术 • 机器人的硬件结构 • 机器人的软件系统 • 机器人的未来发展 • 机器人案例分析
目录
01
机器人概述
机器人的定义与分类
定义
机器人是一种能够自动执行任务 的机器系统，具有感知、思考、 动作三个基本要素。
2024年度-机器人教学课件(共26张PPT)pptx
介绍了机器人常用传感器类型、 工作原理及在机器人感知中的应 用。
机器人自主导航与定位
阐述了机器人自主导航的基本原 理、定位方法及SLAM技术。
机器人基本概念与分类
机器人操作系统与编程
介绍了机器人的定义、发展历程 、分类及应用领域。
介绍了ROS的基本概念、功能特 点、常用命令及编程实践。
32
学生自我评价报告分享
第三代机器人
智能型机器人，具备自主 学习和决策能力，能够适 应复杂环境和任务。
5
未来趋势展望
人机协作
随着人工智能技术的发展，未来 机器人将更加注重与人类的协作 ，共同完成任务。
应用领域拓展
随着技术进步和应用需求增加， 机器人将在更多领域得到应用， 如医疗、教育、娱乐等。
自主化
机器人将具备更高的自主性和智 能化水平，能够独立完成复杂任 务。
以促进课程的不断完善和提高。
33
下一步学习计划和资源推荐
深入学习机器人相关领域知识
鼓励学生继续深入学习机器人相关领域知识，如机器视觉、深度学习在机器人中的应用等 。
参加机器人竞赛和项目实践
推荐学生参加各类机器人竞赛和项目实践，锻炼自己的实践能力和团队协作能力。
利用在线资源进行自主学习
推荐学生利用MOOCs、在线实验室等资源进行自主学习和实践操作，提高自己的学习效 果和兴趣。
01
学习成果展示
通过课程学习，学生能够掌握机器人基本概念、运动学与控制、传感器
与感知、自主导航与定位等关键知识点，并具备一定的实践操作能力。
02
学习方法分享
学生可以采用多种学习方法，如课前预习、课后复习、小组讨论、实践
操作等，以提高学习效果和兴趣。
机器人创新设计(PPT33页)
1～3名参评队员（包括解说员）进入场地 ❖ 答辩时间为3分钟
机器人创新设计参赛作品其他要求
❖参赛作品必须是自主开发制作的创新作品，且 未参加过其他任何比赛。
❖参赛队伍要提供一份正式报告，包括： 作品名称、作品简介、研制过程 选手基本情况 创意设计及结构搭建的新颖性、科学性、 实用性、先进性和未来价值 以及自我评价、指导教师评价和参考 参评作品不同角度外观彩色照片 研制过程图片或VCD 声像资料
机器人现场主题创作评审标准
机器人完成动作展示 (机器人搭建：35分/机器人编程：35分/动作展示： 30分)
机器人动作展示过程中脱离跑道运行或停止运行、 机器人所搬运的物体摆放在指定位置区域外（含压 黑色线）、机器人动作展示过程中所搬运的物体脱 落 (机器人搭建：35分/机器人编程：35分/动作展示： 0分)
历史典故或科幻
特洛伊木马和城堡
如何实现“作品的实用价值”
❖ 作品要符合科学性 ❖ 作品和现实生活想关联 ❖ 能给人的生活带来帮助
或改善
如何实现“深入了解机器人器材，做到结构独特”
❖ 多使用机器人器材，做到熟能生巧、融会贯通 ❖ 组成小组，互相讨论交流，共同提高，多向老师请教
链传动
履带传动
直齿传动
机器人作品创新设计分组进行 ❖小学组 ❖初中组 ❖高中组
机器人创新设计展示
❖机器人创新设计展示 的场地长3m、宽2m ❖ 机器人创新设计的道具不可超出长2m×宽1.5m ❖ 参加展示的机器人尺寸不超过50cm×50cm×50cm，
其型号、重量和数量等无任何要求
机器人创新设计比赛时间安排
❖ 参赛队应提前1小时进入展示场地 ❖ 在评比前各队有10分钟的准备时间 ❖ 陈述和演示时间不超过3分钟；演示时，允许
机器人创新设计参赛作品其他要求
❖参赛作品必须是自主开发制作的创新作品，且 未参加过其他任何比赛。
❖参赛队伍要提供一份正式报告，包括： 作品名称、作品简介、研制过程 选手基本情况 创意设计及结构搭建的新颖性、科学性、 实用性、先进性和未来价值 以及自我评价、指导教师评价和参考 参评作品不同角度外观彩色照片 研制过程图片或VCD 声像资料
机器人现场主题创作评审标准
机器人完成动作展示 (机器人搭建：35分/机器人编程：35分/动作展示： 30分)
机器人动作展示过程中脱离跑道运行或停止运行、 机器人所搬运的物体摆放在指定位置区域外（含压 黑色线）、机器人动作展示过程中所搬运的物体脱 落 (机器人搭建：35分/机器人编程：35分/动作展示： 0分)
历史典故或科幻
特洛伊木马和城堡
如何实现“作品的实用价值”
❖ 作品要符合科学性 ❖ 作品和现实生活想关联 ❖ 能给人的生活带来帮助
或改善
如何实现“深入了解机器人器材，做到结构独特”
❖ 多使用机器人器材，做到熟能生巧、融会贯通 ❖ 组成小组，互相讨论交流，共同提高，多向老师请教
链传动
履带传动
直齿传动
机器人作品创新设计分组进行 ❖小学组 ❖初中组 ❖高中组
机器人创新设计展示
❖机器人创新设计展示 的场地长3m、宽2m ❖ 机器人创新设计的道具不可超出长2m×宽1.5m ❖ 参加展示的机器人尺寸不超过50cm×50cm×50cm，
其型号、重量和数量等无任何要求
机器人创新设计比赛时间安排
❖ 参赛队应提前1小时进入展示场地 ❖ 在评比前各队有10分钟的准备时间 ❖ 陈述和演示时间不超过3分钟；演示时，允许
机器人ppt(共21张PPT)
明确机器人行为规范和道德 标准，确保其行为符合社会 伦理要求。
提高机器人自主决策技术的 可靠性和安全性，降低伦理 风险。
提高公众对机器人伦理问题 的认识，鼓励公众参与讨论 和制定相关政策。
法律法规现状及完善建议
01
02
03
04
05
当前法律法规概述 法律空白与挑战
制定专门针对机器 加强国际合作与交 建立机器人法律监
机器人在工业生产中的应用将大幅提高生产效率和 质量，降低人力成本，推动制造业转型升级。
智能时代创造更多就业机会
机器人产业的发展将创造更多的就业机会，涉及研 发、生产、销售、服务等多个环节，为社会提供更 多就业岗位。
THANKS
感谢观看
加强政策扶持和资金投入
政府应加大对机器人产业的扶持力度，制定相关政策和措施，引导社 会资本投入机器人产业。
促进产学研用协同创新
加强企业、高校、科研机构之间的合作与交流，推动机器人技术的研 发和应用创新。
培养高素质人才队伍
重视机器人领域人才的培养和引进，建立完善的人才培养和激励机制， 为机器人产业发展提供强有力的人才保障。
人的法…
流
管机制
目前，各国针对机器人的法 律法规尚不完善，主要集中 在机器人安全、隐私保护等 方面。
机器人在许多领域的应用超 明确机器人的法律地位和责 出了现有法律框架的范围， 任，规范其设计、生产、使 如自动驾驶、医疗机器人等， 用和管理等方面的行为。 需要制定相应的法律法规加 以规范。
各国应加强在机器人法律领 域的合作与交流，共同应对 机器人带来的挑战。
设立专门的监管机构，负责 监督和管理机器人的研发、 生产和使用过程，确保其符 合法律法规要求。
社会影响与公众认知调整
机器人ppt课件
执行部分
机械结构
执行部分是机器人的机械结构，包括关节、轮子、爪子等，用于实现机器人的 移动、抓取等动作。
驱动器
驱动器是一种能够将电信号转化为机械动作的装置，它根据控制信号驱动机械 结构运动，实现机器人的各种动作。
人工智能部分
机器学习算法
人工智能部分包括多种机器学习算法，如深度学习、神经网 络等，用于让机器人能够自主地学习和适应环境变化。
数据处理
传感器采集的数据需要通过算法 进行处理，以识别、解析和利用 这些数据，为机器人的行为提供 指导。
控制部分
控制器
控制部分的核心是控制器，它负责接 收从感知部分获取的信息，并根据预 设的程序或算法，对信息进行处理并 输出控制信号。
执行器
控制部分的执行器负责接收控制信号 ，并将其转化为机械动作或电信号， 以驱动机器人的运动。
01
02
03
04
工业领域
生产线自动化、质量检测、仓 储管理等。
医疗领域
手术辅助、康复训练、护理等 。
服务领域
智能客服、家庭服务、教育等 。
军事领域
侦查、排爆、战斗等。
02
机器人的基本组成
感知部分
传感器
机器人的感知部分包括多种传感 器，如视觉传感器、距离传感器 、速度传感器等，用于感知周围 环境，获取信息。
案例二：Nest公司的智能温控器
总结词
智能家居领域的代表产品，能够学习用户的行为模式并自动调整温度。
详细描述
Nest公司的智能温控器是智能家居领域的代表产品。这个设备能够学习用户的行 为模式，自动调整温度，以实现舒适的室内环境。它还可以通过智能手机应用程 序远程控制温度，并提供能源使用数据，帮助用户节省能源。
机器人创新实践PPT课件
MultiFLEX2-AVR控制器功能高度集成，具有众多 IO、AD接口，能够控制R/C舵机、机器人舵机，具有 RS232接口和RS422接口，开发简单，使用图形化集成 开发环境，只需编写程序逻辑流程就能够自动生成C 代码，将其下载到控制器后便可实现机器人的各种功 能控制。开放所有底层函数接口，用户可直接调用这 些函数，从15 而专注于机器人上层算法的研究和编写。
innovate [ˈinəveit] vi. 改革，创新；vt. 引入（新事物、思想或方法）
3
参考资料
InnoSTAR实验指导书.pdf 多功能调试器用户手册.pdf 创意之星：模块化机器人创新设计与竞赛.北京航空航天大学
出版社（部分内容与实际不符） 构型资料图片 创意之星机器人套件组装指南.pdf 舵机原理知识.pdf 四足机器人.ppt 四足机器人步态规划与仿真.pdf
8
视频1:四足爬行机器人 术语： 腿的自由度 步态
9
四轮机器人
轮式机器人
视频2:四轮机器人 转向策略
10
四轮机器人
另一种转向策略
11
三轮赛事
国际机器人赛事： 机器人足球赛
FIRA系列机器人足球赛 RoboCup系列机器人足球赛 机器人综合竞赛 国际机器人奥林匹克竞赛 FLL世锦赛 ABU大学生机器人电视大赛 国内机器人赛事： FIRA中国机器人足球锦标赛 中国机器人大赛暨RoboCup公开赛 全国大学生机器人电视大赛 中国青少年机器人竞赛
4
机器人基础知识
机器人与普通机器的区别：机器人具有人或生物的某些智能能 力。如看到墙壁可以躲开，可以寻找设定目标，可以与外界交 流等。普通机器是靠人来操控的，本身并不具备智能能力。
我国科学家对机器人的定义：机器人是一种自动化的机器，所 不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感 知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵 活性的自动化机器。
2024版幼儿园大班科学《机器人》PPT课件
幼儿园大班科学《机器人》PPT课件目录CONTENCT •机器人概述•机器人结构与工作原理•机器人技术应用领域•幼儿园教育中机器人技术应用•孩子们如何学习制作简易机器人•总结与展望01机器人概述定义与发展历程定义机器人是一种能够自动执行任务的机器系统。
它们可以通过传感器感知环境，并通过控制器进行决策和行动。
发展历程机器人的发展经历了从简单到复杂、从单一到多样的过程。
早期的机器人主要用于工业生产线上，执行重复性的劳动任务。
随着技术的进步，机器人逐渐具备了更多的智能和自主能力，可以应用于更广泛的领域。
种类与功能特点种类根据应用领域和功能特点，机器人可以分为工业机器人、服务机器人、特种机器人等。
工业机器人主要用于生产线上的自动化生产，服务机器人则用于提供各种服务，如家政、医疗、教育等。
特种机器人则针对特定环境和任务进行设计，如水下机器人、空中机器人等。
功能特点机器人具有多种功能特点，如感知能力、决策能力、行动能力等。
它们可以通过传感器感知环境信息，通过控制器进行决策和规划，并通过执行器实现各种动作和任务。
此外，机器人还具有自主学习和适应环境的能力，可以不断提高自身的智能水平。
在现代社会中应用工业领域01机器人在工业领域的应用已经非常广泛，可以实现自动化生产、提高生产效率和质量。
例如，在汽车制造、电子制造等行业中，机器人可以完成焊接、装配、检测等任务。
服务领域02随着人口老龄化和劳动力短缺问题的加剧，服务机器人的需求越来越大。
服务机器人可以提供家政服务、医疗服务、教育服务等，为人们的生活带来便利和舒适。
特种领域03特种机器人在军事、救援等领域发挥着重要作用。
例如，无人机可以用于侦察和打击敌人目标；水下机器人可以用于海洋资源开发和海底救援等任务。
02机器人结构与工作原理01020304控制器传感器执行器电源主要组成部分根据控制器发出的指令，驱动机器人完成各种动作。
感知外部环境，将环境信息转换为电信号传递给控制器。
《机器人课程介绍》PPT课件
务。
机器人应用领域
医疗服务
手术协助、康复训 练、护理等。
家庭服务
清洁、陪伴、教育 等。
工业制造
自动化生产线、焊 接、装配等。
军事应用
侦察、排雷、作战 等。
其他领域
农业、航空航天、 水下探测等。
03
核心技术与应用实例
传感器技术及应用
03
传感器类型
传感器原理
应用实例
介绍常见的机器人传感器，如红外传感器 、超声波传感器、陀螺仪等。
及时记录
详细记录实验过程和结果，便于分 析和总结
基础实验项目举例
实验目的
掌握机器人基本运动控制方法
实验内容
编写程序实现机器人前进、后退、转弯等基本动作
基础实验项目举例
实验目的
了解并掌握机器人常用传感器的使用 方法
实验内容
利用传感器采集环境信息，如温度、 湿度、距离等
基础实验项目举例
实验目的
实现机器人自主定位和导航功能
控机等），并考虑其处理速度、存储容量、通信接口等性能指标。
02 03
驱动器选型
根据执行机构的类型和需求，选择合适的驱动器类型（如伺服驱动器、 步进驱动器、直流驱动器等），并考虑其驱动能力、控制精度、调速范 围等性能指标。
传感器选型
根据机器人需要感知的环境信息类型，选择合适的传感器类型（如红外 传感器、超声波传感器、摄像头等），并考虑其测量范围、精度、稳定 性等性能指标。
系统架构设计
设计机器人的整体架构，包括硬件组成、软件框架和通 信协议等
项目总结与展望
对项目成果进行总结评价，提出改进意见和未来发展方 向
07
课程总结与展望
回顾本次课程重点内容
机器人应用领域
医疗服务
手术协助、康复训 练、护理等。
家庭服务
清洁、陪伴、教育 等。
工业制造
自动化生产线、焊 接、装配等。
军事应用
侦察、排雷、作战 等。
其他领域
农业、航空航天、 水下探测等。
03
核心技术与应用实例
传感器技术及应用
03
传感器类型
传感器原理
应用实例
介绍常见的机器人传感器，如红外传感器 、超声波传感器、陀螺仪等。
及时记录
详细记录实验过程和结果，便于分 析和总结
基础实验项目举例
实验目的
掌握机器人基本运动控制方法
实验内容
编写程序实现机器人前进、后退、转弯等基本动作
基础实验项目举例
实验目的
了解并掌握机器人常用传感器的使用 方法
实验内容
利用传感器采集环境信息，如温度、 湿度、距离等
基础实验项目举例
实验目的
实现机器人自主定位和导航功能
控机等），并考虑其处理速度、存储容量、通信接口等性能指标。
02 03
驱动器选型
根据执行机构的类型和需求，选择合适的驱动器类型（如伺服驱动器、 步进驱动器、直流驱动器等），并考虑其驱动能力、控制精度、调速范 围等性能指标。
传感器选型
根据机器人需要感知的环境信息类型，选择合适的传感器类型（如红外 传感器、超声波传感器、摄像头等），并考虑其测量范围、精度、稳定 性等性能指标。
系统架构设计
设计机器人的整体架构，包括硬件组成、软件框架和通 信协议等
项目总结与展望
对项目成果进行总结评价，提出改进意见和未来发展方 向
07
课程总结与展望
回顾本次课程重点内容
九年级上册3.3机器人创新设计(共10张PPT)
探究学习
在下列科学实践中，如何使用单片机、机器人以及其他设备进 行创新设计呢？选择其中的一个问题进行研究和创新设计，并制 作一份实验设计书。 （1）环境科学实验：风速、风向、风力测量；空气、地表温度测量和记录。雨量、水流速度测量；环境噪声超标次数测量；日升和日落时间测量和统计；应用物联网技术实现环境综合记录。 （2）人体运动测量：心跳次数测量；呼吸次数测量；步行步数计数。 （3）科学实验：植物生长情况测量和记录；化学反应吸热、放热测试和记录；平均速度测定；自由落体时间测量。
3.2 “悬崖回头车”设计 另一种方法是采用了一个碰撞传感器代替红外线传感器。这种传感器实 际就是一个简单的限位开关，当开关压下时，输入端口有信号；当开关放松 时，输入端口就没有信号。 分析上述两种传感器，第一种红外线传感器必须要有电路支持，且价格 相对较高；第二种碰撞传感器结构简单素
⑥要特别注意安全性，设计活动时不对周边人员构成威胁，不对环境造成破坏。 在2007年“Robo Cup”世界杯青少年组中国赛区中，“舞蹈机器人”很有 创意：让舞蹈机器人分别扮演孙悟空、唐僧、猪八戒、沙僧等形象，通过预先 设置的程序，采取连锁命令的方式，使6个机器人分别采取不同的姿势翩翩起 舞，演出来一场机器人版皮影戏《孙悟空大闹天宫》。 2012年第十二届中国青少年机器人创意获奖项目“乒乓陪练机器人”，不 仅可以陪练球技，发球机器人还可以控制发球的方向、速度、力量、落点等， 并将球收起来，一次最多能收5个球。
2.机器人创新设计要素
在进行机器人作品的创新设计时，我们要力求做到以下几点： ①突出主体性。 ②体现一定的完整性，有完整详实的研制报告与数据资料。 ③体现科学性和创造性，有技术研究工作量。 ④体现自主性，主要由自己独立完成。 ⑤注重工艺制作整体的精致性，外观新颖， 如图为我国中学生研制开发的机器人，其制 作工艺和整体设计比较新颖。
机器人技术概论PPT完整全套教学课件精选全文完整版
一、 机器人的诞生
由于当时技术条件的限制，这些玩偶都是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，两只手的十个手指可以按动风琴的琴键弹奏音乐，现在还定期演奏供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。
19世纪中叶自动玩偶分为2个流派，即科学幻想派和机械制作派，并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表的《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”。1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》。1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世。1886年《未来的夏娃》问世。在机械制作方面，1893年摩尔制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。
二、 现代机器人
图1-5所示为水下机器人。将机器人技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——智能化机器，如仿生机器人、可重构机器人等。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”“网络机器人”等新名词，这也说明了机器人所具有的创新活力。
“工欲善其事，必先利其器”，人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。世间万物，人力是第一资源，这是任何其他物质不能替代的。我们完全有理由相信，像其他许多科学技术的发明发现一样，机器人也将成为人类的好助手、好朋友。
按机械结构
和串联机器人相比较，并联机器人具有以下特点：
（1） 无累积误差，精度较高；（2） 驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度快，动态响应好；（3） 结构紧凑，刚度高，承载能力大；（4） 完全对称的并联机构具有较好的各向同性；（5） 工作空间较小。
由于当时技术条件的限制，这些玩偶都是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，两只手的十个手指可以按动风琴的琴键弹奏音乐，现在还定期演奏供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。
19世纪中叶自动玩偶分为2个流派，即科学幻想派和机械制作派，并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表的《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”。1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》。1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世。1886年《未来的夏娃》问世。在机械制作方面，1893年摩尔制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。
二、 现代机器人
图1-5所示为水下机器人。将机器人技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——智能化机器，如仿生机器人、可重构机器人等。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”“网络机器人”等新名词，这也说明了机器人所具有的创新活力。
“工欲善其事，必先利其器”，人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。世间万物，人力是第一资源，这是任何其他物质不能替代的。我们完全有理由相信，像其他许多科学技术的发明发现一样，机器人也将成为人类的好助手、好朋友。
按机械结构
和串联机器人相比较，并联机器人具有以下特点：
（1） 无累积误差，精度较高；（2） 驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度快，动态响应好；（3） 结构紧凑，刚度高，承载能力大；（4） 完全对称的并联机构具有较好的各向同性；（5） 工作空间较小。
机器人创新与实践教程绪论
1.5 我国机器人的开发与应用
我国工业机器人研究开始于20世纪70年代，经 历了70年代的萌芽期、80年代的开发期和90年 代的适用化期三个发展阶段。 从20世纪80年代末到90年代，国家863计划把机 器人列为自动化领域的重要研究课题，系统地开 展了机器人基础科学、关键技术与机器人元部件、 目标产品、先进机器人系统集成技术的研究及机 器人在自动化工程上的应用。上世纪90年代初 期起，形成了一批机器人产业化基地。
4）国际标准化组织(ISO)的定义：“机器人是一种自动的、 位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手 具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、 零件、工具和专用装置，以执行种种任务”。 5）我国对机器人的定义。蒋新松院士曾建议把机器人定 义为“一种拟人功能的机械电子装置”(a mechantronic device to imitate some human functions)。 参考各国的定义，对机器人给出以下定义：机器人是一种 计算机控制的可以编程的自动机械电子装置，能感知环境， 识别对象，理解指示命令，有记忆和学习功能，具有情感 和逻辑判断思维，能自身进化，能计划其操作程序来完成 任务。
1.2 机器人的前世今生
1.2.1 古代机器人 1.2.2 现代机器人
1.3 机器人的分类
按几何结构分：柱面坐标机器人、球面坐标机器 人、关节球面坐标机器人。 按机器人控制分：非伺服机器人、伺服机器人 （点、轨迹）。 按用途分：工业机器人、探索机器人、服务机器 人、军事机器人（地面、海洋、空中）。 按机器智能分：一般机器人、智能机器人（传感 机器人、交互机器人、自主机器人）。 按移动性分：固定机器人、移动机器人（轮式、 履带、步行）。
机器人技术：机器人应用案例分析与创新发展含动画培训ppt
● 分类：机器人技术可以根据不同的应用场景和功能进行分类，包括工业机器人、医疗机器人、服务机器人、军事机器人等。
机器人技术的发展历程
第一代机器人：简 单重复性操作
第二代机器人：感 知能力与环境交互
第三代机器人：自 主学习与决策能力
未来发展趋势：人 工智能与机器人技 术的融合
机器人技术的应用领域
工业自动化：提高生产效率，降低成本 医疗保健：手术、康复训练、护理等 军事领域：侦查、战斗、救援等 服务行业：餐饮、酒店、零售等 农业领域：种植、养殖、农产品加工等 教育领域：辅助教学、教育评估等
多模态感知技术：融合多种传感器，实现更精准的环境感知和目标识别 交互技术：通过语音、手势、视觉等多种方式与机器人进行交互，提高用户体验 情感交流：让机器人能够理解人类情感，实现情感交流，增强人机交互的深度 创新应用：探讨多模态感知与交互技术在机器人领域的应用前景和挑战
05
未来机器人发展趋势与 挑战
军事机器人应用案例
军事机器人概述：介绍军事机器人的定义、分类和功能 军事机器人应用案例1：扫雷机器人 军事机器人应用案例2：侦察机器人 军事机器人应用案例3：战斗机器人
04 机器人创新发展培训
机器人创新设计方法
创新设计理念：强调机器人设计中的创新思维和设计理念 创新技术应用：介绍机器人领域的新技术、新应用和新趋势 创新设计实践：分享一些成功的机器人创新设计案例和经验 创新设计挑战：探讨机器人创新设计面临的挑战和未来发展方向
机器人智能 化技术挑战 与机遇：探 讨机器人智 能化技术面 临的挑战和 机遇，如技 术瓶颈、市 场需求、政 策支持等。
机器人智能 化技术创新 发展培训： 介绍机器人 智能化技术 的创新发展 培训内容， 如技术研发、 人才培养、 产业合作等。
机器人技术的发展历程
第一代机器人：简 单重复性操作
第二代机器人：感 知能力与环境交互
第三代机器人：自 主学习与决策能力
未来发展趋势：人 工智能与机器人技 术的融合
机器人技术的应用领域
工业自动化：提高生产效率，降低成本 医疗保健：手术、康复训练、护理等 军事领域：侦查、战斗、救援等 服务行业：餐饮、酒店、零售等 农业领域：种植、养殖、农产品加工等 教育领域：辅助教学、教育评估等
多模态感知技术：融合多种传感器，实现更精准的环境感知和目标识别 交互技术：通过语音、手势、视觉等多种方式与机器人进行交互，提高用户体验 情感交流：让机器人能够理解人类情感，实现情感交流，增强人机交互的深度 创新应用：探讨多模态感知与交互技术在机器人领域的应用前景和挑战
05
未来机器人发展趋势与 挑战
军事机器人应用案例
军事机器人概述：介绍军事机器人的定义、分类和功能 军事机器人应用案例1：扫雷机器人 军事机器人应用案例2：侦察机器人 军事机器人应用案例3：战斗机器人
04 机器人创新发展培训
机器人创新设计方法
创新设计理念：强调机器人设计中的创新思维和设计理念 创新技术应用：介绍机器人领域的新技术、新应用和新趋势 创新设计实践：分享一些成功的机器人创新设计案例和经验 创新设计挑战：探讨机器人创新设计面临的挑战和未来发展方向
机器人智能 化技术挑战 与机遇：探 讨机器人智 能化技术面 临的挑战和 机遇，如技 术瓶颈、市 场需求、政 策支持等。
机器人智能 化技术创新 发展培训： 介绍机器人 智能化技术 的创新发展 培训内容， 如技术研发、 人才培养、 产业合作等。
智能机器人原理与实践课件第3、4章
5.电子罗盘系统实例
电子罗盘有以下几种传感器组合：
(1) 双轴磁传感器系统：由两个磁传感器垂直安装于同 一平面组成，测量时必需持平，适用于手持、低精度设备。
(2) 三轴磁传感器双轴倾角传感器系统：由三个磁传感 器构成X、Y、Z轴磁系统，加上双轴倾角传感器进行倾斜补 偿，同时除了测量航向还可以测量系统的俯仰角和横滚角。 (3) 三轴磁传感器三轴倾角传感器系统：由三个磁传感器构 成X、Y、Z轴磁系统，加上三轴倾角传感器（加速度传感器） 进行倾斜补偿，同时除了测量航向，还可以测量系统的俯仰 角和横滚角。
3.2.3 激光扫描测距
扫描运动位于由物体到检测器和由检测器到激光发射器 两直线所确定的平面内，检测器聚焦在表面很小的一个区域 内。因为光源与基线之间的角度和光源与检测器之间的基线 距离已知，可根据几何关系求
相位法
如图所示，波长为 的激光束被一分为二。一束（称为参考
光束）经过距离L到达相位测量装置，另一束经过距离d到达 反射表面。反射光束经过的总距离为
3.5.2 角速度陀螺仪
绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺。在一定的初始条 件和一定的外力矩在作用下，陀螺会在不停自转的同时，还 绕着另一个固定的转轴不停地旋转，这就是陀螺的旋进，又 称为回转效应。
3）圆筒式
图为SRI （Stanford Research Institute）研制的六维腕力传感器， 它由一只直径为75mm的铝管铣削 而成，具有八个窄长的弹性梁，每 个梁的颈部只传递力，扭矩作用很 小。梁的另一头贴有应变片。
4) 四根梁式
图为日本大和制衡株式会社 林纯一研制的腕力传感器。它 是一种整体轮辐式结构，传感 器在十字梁与轮缘联结处有一 个柔性环节，在四根交叉梁上 共贴有32个应变片（图中以小 方块），组成8路全桥输出。显 然，六维力（力矩）的获得需 要进行解耦运算。
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机器人创新实践训练
中山大学 郭东亮
1
主要内容
课程介绍、参考资料 机器人基础知识、典型机器人介绍、爬行和轮式机器人 竞赛机器人，机器人所需能力、涉及技术、实现方法 博创模块化机器人开发器材 NorthStar环境下开发机器人控制程序 多功能调试器的连接和使用 示例1：绚丽的霓虹灯 机器人常用传感器 基于RobotServo Terminal进行舵机设置和检测、调试器检测 示例2：轮式搬运机器人、舵机控制（对舵机的不同姿态进行控制） 课程设计：能躲避障碍的四足爬行机器人
9
轮式机器人
四轮机器人
视频2:四轮机器人 转向策略
10
四轮机器人
另一种转向策略
11
三轮机器人
视频2:三轮机器人
12
国际、国内机器人赛事
国际机器人赛事： 机器人足球赛 FIRA系列机器人足球赛 RoboCup系列机器人足球赛 机器人综合竞赛 国际机器人奥林匹克竞赛 FLL世锦赛 ABU大学生机器人电视大赛 国内机器人赛事： FIRA中国机器人足球锦标赛 中国机器人大赛暨RoboCup公开赛 全国大学生机器人电视大赛 中国青少年机器人竞赛
NorthStar 北斗星; robot[ˈrəʊbɒt] 机器人; servo [ˈsɜ:vəʊ] 舵机
2
课程介绍
课程名称：创新实践训练I 课程性质： 限选 开设学期： 大二第一学期 学分：1 学时：18学时（一个星期） 场地：实验中心C301 课程内容： 基于北京博创尚和科技有限公司的创意之星(InnoStar) 模块化 机器人套件，开发设计并组装一个可避开障碍物的四足爬行机器人， 通过创新实践训练，掌握机器人基础知识、单片机控制技术、传感 器技术、程序开发、电机和舵机控制，并对机器人竞赛有一定了解。
13
竞赛机器人
中国机器人大赛暨RoboCup公开赛
规定动作技术挑战赛 动作投影技术挑战赛
视频:2015全国机器人大赛
网络机器人对抗赛
各分项比赛中
比赛规则
机器人所需能力
涉及的技术 实现的方法
14
机器人开发器材：主控板
主控板：MultiFLEX2-AVR
控制器，其处理器是 ATMEL公司出品的AVR系MHz的频率 下运行，对于轻量级的自 动控制系统有足够的数据 处理能力。AVR系列单片 机是当前最为流行的单片 机种类之一，接口丰富， 开发简单是它最显著的特 点。
MultiFLEX2-AVR控制器功能高度集成，具有众多 IO、AD接口，能够控制R/C舵机、机器人舵机，具有 RS232接口和RS422接口，开发简单，使用图形化集成 开发环境，只需编写程序逻辑流程就能够自动生成C 代码，将其下载到控制器后便可实现机器人的各种功 能控制。开放所有底层函数接口，用户可直接调用这 15 些函数，从而专注于机器人上层算法的研究和编写。
innovate [ˈinəveit] vi. 改革，创新；vt. 引入（新事物、思想或方法）
3
参考资料
InnoSTAR实验指导书.pdf 多功能调试器用户手册.pdf 创意之星：模块化机器人创新设计与竞赛.北京航空航天大学 出版社（部分内容与实际不符） 构型资料图片 创意之星机器人套件组装指南.pdf 舵机原理知识.pdf 四足机器人.ppt 四足机器人步态规划与仿真.pdf
控制器内置一组7.4V锂离子电池，一般情况下使用电 池供电，电池电量不足时，使用直流稳压电源给控制 器供电 锂离子电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点， 但对日常维护要求较高，使用中需注意：电池输出电 压会随电量下降而下降，充满电时约8.4V，使用中会 降至6.5V，电池电压过低（低于6.5V）时，欠压报警 症状：控制器蜂鸣器短促鸣叫，控制器电源指示灯以 2s的时间间隔闪烁，此时应切断电源，给电池充电， 继续使用会使电池过度放电，造成永久性损伤；过压 报警症状：蜂鸣器短促鸣叫，控制器电源指示灯以 200ms的时间间隔闪烁 直流稳压电源输出为12V/5A，峰值电流可达8A
4
机器人基础知识
机器人与普通机器的区别：机器人具有人或生物的某些智能能 力。如看到墙壁可以躲开，可以寻找设定目标，可以与外界交 流等。普通机器是靠人来操控的，本身并不具备智能能力。 我国科学家对机器人的定义：机器人是一种自动化的机器，所 不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感 知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵 活性的自动化机器。 机器人的外形：与普通机器可能没什么区别，事实上，大多数 机器人并不像人，有的甚至没有一点人的模样。一个重要原因 是，在许多场合类人机器人不如其它外形的机器人更适合现场
机器人开发器材：多功能调试器
UP-Debugger多功能调试器是 MultiFLEX2-AVR控制器的主要下载、调 试工具。可进行程序下载、串口通信、 舵机调试。 调试器的配线一端是10针IDC头，另 一端是3针和5针杜邦头，杜邦头有三 角形标记的为GND。
调试器配线
16
机器人开发器材：直流稳压电源
工作环境。
5
典型机器人介绍
“勇气”号火星探测器：六轮驱动越障能力强，计算机控 制核心，机械手上带有多种工具，全景摄相机及各种传感 器 排爆机器人：轮式与履带结构，6自由度机械手，摄像机， 电子点火武器，与前者均属未知、危险环境探测机器人， 依靠远程操纵人员控制，有局部的、一定程度的自主能力。 清洁机器人：属服务机器人，2004年美国iRobot公司推出 的智能机器人吸尘器Roomba，垃圾刷子、真空吸尘器、传 感器感知周边环境，自主充电 仿人机器人：2000年，本田技研株式会社发布了ASIMO仿 人型机器人，是世界上第一台可遥控有两条腿会行动的仿 人机器人，可完成行走、上下台阶、弯腰、握手、跳舞； 2005年发布的新一代ASIMO可在办公室等环境中作业，包括 手推车搬运物品、接待、向导、递送等。 工业机器人：KUKA公司推出的Titan工业机器人，6自由度 （6轴），串联式关节型机器人，包括腰部回转、肩关节旋 转、肘关节旋转、腕关节回转、腕关节俯仰、末端回转共6 6 个自由度。
机器人与人的类比
7
爬行机器人
四足爬行机器人
机器人的大脑---控制器 机器人的肌肉---舵机 机器人的五官---传感器 机器人的骨骼---结构件
左视图
机器人常用的运动驱动 部件有： 直流电机（有刷、无刷） 步进电机 舵机
主视图
俯视图
8
视频1:四足爬行机器人 术语： 腿的自由度 步态
中山大学 郭东亮
1
主要内容
课程介绍、参考资料 机器人基础知识、典型机器人介绍、爬行和轮式机器人 竞赛机器人，机器人所需能力、涉及技术、实现方法 博创模块化机器人开发器材 NorthStar环境下开发机器人控制程序 多功能调试器的连接和使用 示例1：绚丽的霓虹灯 机器人常用传感器 基于RobotServo Terminal进行舵机设置和检测、调试器检测 示例2：轮式搬运机器人、舵机控制（对舵机的不同姿态进行控制） 课程设计：能躲避障碍的四足爬行机器人
9
轮式机器人
四轮机器人
视频2:四轮机器人 转向策略
10
四轮机器人
另一种转向策略
11
三轮机器人
视频2:三轮机器人
12
国际、国内机器人赛事
国际机器人赛事： 机器人足球赛 FIRA系列机器人足球赛 RoboCup系列机器人足球赛 机器人综合竞赛 国际机器人奥林匹克竞赛 FLL世锦赛 ABU大学生机器人电视大赛 国内机器人赛事： FIRA中国机器人足球锦标赛 中国机器人大赛暨RoboCup公开赛 全国大学生机器人电视大赛 中国青少年机器人竞赛
NorthStar 北斗星; robot[ˈrəʊbɒt] 机器人; servo [ˈsɜ:vəʊ] 舵机
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课程介绍
课程名称：创新实践训练I 课程性质： 限选 开设学期： 大二第一学期 学分：1 学时：18学时（一个星期） 场地：实验中心C301 课程内容： 基于北京博创尚和科技有限公司的创意之星(InnoStar) 模块化 机器人套件，开发设计并组装一个可避开障碍物的四足爬行机器人， 通过创新实践训练，掌握机器人基础知识、单片机控制技术、传感 器技术、程序开发、电机和舵机控制，并对机器人竞赛有一定了解。
13
竞赛机器人
中国机器人大赛暨RoboCup公开赛
规定动作技术挑战赛 动作投影技术挑战赛
视频:2015全国机器人大赛
网络机器人对抗赛
各分项比赛中
比赛规则
机器人所需能力
涉及的技术 实现的方法
14
机器人开发器材：主控板
主控板：MultiFLEX2-AVR
控制器，其处理器是 ATMEL公司出品的AVR系MHz的频率 下运行，对于轻量级的自 动控制系统有足够的数据 处理能力。AVR系列单片 机是当前最为流行的单片 机种类之一，接口丰富， 开发简单是它最显著的特 点。
MultiFLEX2-AVR控制器功能高度集成，具有众多 IO、AD接口，能够控制R/C舵机、机器人舵机，具有 RS232接口和RS422接口，开发简单，使用图形化集成 开发环境，只需编写程序逻辑流程就能够自动生成C 代码，将其下载到控制器后便可实现机器人的各种功 能控制。开放所有底层函数接口，用户可直接调用这 15 些函数，从而专注于机器人上层算法的研究和编写。
innovate [ˈinəveit] vi. 改革，创新；vt. 引入（新事物、思想或方法）
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参考资料
InnoSTAR实验指导书.pdf 多功能调试器用户手册.pdf 创意之星：模块化机器人创新设计与竞赛.北京航空航天大学 出版社（部分内容与实际不符） 构型资料图片 创意之星机器人套件组装指南.pdf 舵机原理知识.pdf 四足机器人.ppt 四足机器人步态规划与仿真.pdf
控制器内置一组7.4V锂离子电池，一般情况下使用电 池供电，电池电量不足时，使用直流稳压电源给控制 器供电 锂离子电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点， 但对日常维护要求较高，使用中需注意：电池输出电 压会随电量下降而下降，充满电时约8.4V，使用中会 降至6.5V，电池电压过低（低于6.5V）时，欠压报警 症状：控制器蜂鸣器短促鸣叫，控制器电源指示灯以 2s的时间间隔闪烁，此时应切断电源，给电池充电， 继续使用会使电池过度放电，造成永久性损伤；过压 报警症状：蜂鸣器短促鸣叫，控制器电源指示灯以 200ms的时间间隔闪烁 直流稳压电源输出为12V/5A，峰值电流可达8A
4
机器人基础知识
机器人与普通机器的区别：机器人具有人或生物的某些智能能 力。如看到墙壁可以躲开，可以寻找设定目标，可以与外界交 流等。普通机器是靠人来操控的，本身并不具备智能能力。 我国科学家对机器人的定义：机器人是一种自动化的机器，所 不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感 知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵 活性的自动化机器。 机器人的外形：与普通机器可能没什么区别，事实上，大多数 机器人并不像人，有的甚至没有一点人的模样。一个重要原因 是，在许多场合类人机器人不如其它外形的机器人更适合现场
机器人开发器材：多功能调试器
UP-Debugger多功能调试器是 MultiFLEX2-AVR控制器的主要下载、调 试工具。可进行程序下载、串口通信、 舵机调试。 调试器的配线一端是10针IDC头，另 一端是3针和5针杜邦头，杜邦头有三 角形标记的为GND。
调试器配线
16
机器人开发器材：直流稳压电源
工作环境。
5
典型机器人介绍
“勇气”号火星探测器：六轮驱动越障能力强，计算机控 制核心，机械手上带有多种工具，全景摄相机及各种传感 器 排爆机器人：轮式与履带结构，6自由度机械手，摄像机， 电子点火武器，与前者均属未知、危险环境探测机器人， 依靠远程操纵人员控制，有局部的、一定程度的自主能力。 清洁机器人：属服务机器人，2004年美国iRobot公司推出 的智能机器人吸尘器Roomba，垃圾刷子、真空吸尘器、传 感器感知周边环境，自主充电 仿人机器人：2000年，本田技研株式会社发布了ASIMO仿 人型机器人，是世界上第一台可遥控有两条腿会行动的仿 人机器人，可完成行走、上下台阶、弯腰、握手、跳舞； 2005年发布的新一代ASIMO可在办公室等环境中作业，包括 手推车搬运物品、接待、向导、递送等。 工业机器人：KUKA公司推出的Titan工业机器人，6自由度 （6轴），串联式关节型机器人，包括腰部回转、肩关节旋 转、肘关节旋转、腕关节回转、腕关节俯仰、末端回转共6 6 个自由度。
机器人与人的类比
7
爬行机器人
四足爬行机器人
机器人的大脑---控制器 机器人的肌肉---舵机 机器人的五官---传感器 机器人的骨骼---结构件
左视图
机器人常用的运动驱动 部件有： 直流电机（有刷、无刷） 步进电机 舵机
主视图
俯视图
8
视频1:四足爬行机器人 术语： 腿的自由度 步态