仿生机器人说明书

课程设计说明书

学生姓名:王超学号：1015070229 学院:机械工程学院

班级: 机械102班

题目: 慧鱼组合机器人的组装设计

指导教师：陈国君苏天一职称: 副教授 2013 年 12 月 23 日

目录

1．引言 1

1.1内容摘要 1

1.2 慧鱼机器人 2

1.3 走进实验室 3

1.4 按键式传感器 3

1.5 设计工作原理 4

1.6慧鱼模型操作规程 5

2. 仿生机器人6

2.1仿生机器人迈克仿真示意图 6

2.2仿生机器人迈克仿真程序图示 6

2.3仿生机器人结构简图7

3. 移动机器人8

3.1 移动机器人基础模型8

3.2 移动机器人仿真图8

3.3移动机器人结构简图9

3.4移动机器人仿真程序框图10

4.工业机器人10

4.1工业机器人仿真图11

4.2业机器人结构简图11

4.3工业机器人仿真程序12

5.寻光机器人14

5.1寻光机器人仿真模型14

5.2连线图和结构简图15

慧鱼组合机器人的组装设计

摘要：慧鱼创意组合模型是一种技术含量很高的工程技术类拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具。本设计是以德国慧鱼创意积木所组成的仿生模拟机器人为其基本架构，透过圈形式人机介面LLWin，经由智慧型微电脑介面板去驱动机器人，使机器人细部动作很容易达到我们需求，进而取代以往由硬体描述语言所驱动架构，通过慧鱼模型的组装，程序的编制，任务的完成，阐述机械机构之间的配合关系，各种传感器的安装和使用，以及软件程序的编制思维，实现对伺服电机，电磁线圈的控制,不但操作简易，更可使我们了解机械运作的原理。

关键词：慧鱼组合模型；机器人；传感器；机械原理；

引言

由于机器人的发展和快速广泛的被使用，可知科学家对于机器人的功能也相提高，除了超强的逻辑运算、记忆能力及具备类似的自我思考能力，另外在机器人的外表及内部结构，科学家更希望能模仿人类。对于外在资讯的选集，也透过各种感应器，企图达到类似人类各种触觉的功能，选集了外在环境的资讯，一旦外在环境起了改变，机器人一定要能随着变化，做出该有的反应动作，更新自己的资料库，达到类似人类学习的功能。

1.慧鱼机器人简介

1.1 课程内容与实验目的

本项目课程以德国慧鱼公司生产的机电产品模型为对象，学生通过装配机电设备模型，对设备进行较为细致的观察和分析，从而完成综合性的设计训练过程。虽然用模型学生可装配出各种各样的产品，但学生学习的重点是选定其中一个产品进行分析研究；对产品进行编程运行，检验其功能、性能等效果；初步掌握开发、设计一个产品的有关过程；学习查阅资料，为自己的设计和分析提供理论依据。加强实践教学，培养学生的动手能力，在一定程度上改变工科教学重理论教学，轻实践环节的现状，使学生生动活泼地进行学习，较全面地掌握各类机械机构，机电一体化机构、计算机编程等基本知识。

本课程的任务是，在简明扼要的介绍各类装置之后，对指定装置进行测绘，学生完成所有零件图、部件图、最后完成总装图设计。根据学生的能力，还可进行相关的改进设计、动画设计等。在设计过程中，学生还可接触到机械装备的控制、驱动、传动的技术，学习机械制造中的工艺、工装、测量等知识。

1.2 慧鱼模型

1964年，慧鱼创意组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。

1.3 慧鱼模型背景及构成

机器人这个词，第一次出现在Carel Capek 1923年的小说《Golem》（有生命的假人）中，这个人造的主人公因其高超的本领代替了人。

上个世纪的三四十年代，机器人多少更像一种自动机器。以至于今天，当我们回顾人们曾用闪光灯作为机器人的眼睛从而使其具有人类特点的种种尝试，总会让人忍俊不禁。

这些机器几乎没有什么“智能化”或者“灵活性”可言。随着控制学对机器人技术的影响日益深刻，机器人的设计也伴随电子电路的出现而越发接近现实了。直到今天，机器人的智能化仍然是许多公司、科研院所和高等学校不断研究和探索的重要课题。

自动化控制理论（Cybernetics）为解决这一问题带来了生机。“自动化控制”一词来源于希腊语(Kybernetes)。原意指的是希腊轮船上领航员，其任务是指挥航行方向并绘制到达目的地的航行路线。

无疑，自动化控制理论本来是要使机器人变聪明。但是如何实现呢？我们先用一个启发式实验进行说明。我们可能都观察过飞蛾趋光的特点，飞蛾找到光源，向那里飞去，即使非常近的距离，也绝不会拍打到光源。显然飞蛾之所以能够这样做，是因为它发觉光源，划出路线然后再向其扑去。这本领是基于这种昆虫自身具备的机敏的行为模式。

现在我们将上述能力应用到一个技术系统中。先用光学传感器探测到光源，马达执行动作，这样，我们必须在发现信号和执行信号之间建立一个合理的连接，即程序。

20世纪50年代，一位名叫沃特格雷(Walter Grey)的英国人将上述引人思考的实验付诸于实践。借助于几个简单的传感器，马达和电路，他创作出多种自动化动物，可以准确模仿出飞蛾的动作。左图所示的是“自动”海龟的复制品，展示在华盛顿的史密森博物馆里。

鉴于上述的奇思妙想，我们也要为我们的机器人建立起类似的行为并用程序来和机器人进行交流。

慧鱼创意组合模型体现不同学科知识点的各种组合包，不仅可以应用于中小学各个年级学科教学、还可以用于大学不同专业以及研究生工程实验和技术创新活动，现在以清华大学、上海交通大学为代表的一批高校建立的慧鱼创新实验室就是利用慧鱼模型组合包系列建立的工程技术实验室，是创新教育的一个全新平台。通过慧鱼模型的使用，不仅可以让我们的