第八章-基于创意之星的机器人设计
“创意之星”机器人竞赛及实训平台研发
“创意之星”机器人竞赛及实训平台研发作者：曾妍来源：《科技资讯》 2012年第32期曾妍(四川信息职业技术学院电子工程系四川广元 628017)摘要:机器人竞赛普遍开展各类院校以锻炼学生的思维能力、创造能力、合作能力等。
此实训平台的研发是实现通过数百个基本“积木”单元的组合,搭建出各种发挥想象力的机器人,并可为自己搭建出的机器人编程,为学生提供一个基础又灵活多变的实验平台。
关键词:机器人竞赛实训平台方案研究中图分类号:TP242 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0171-01机器人竞赛是教育和高科技的结合,由于机器人自身的特点和对未来社会的影响,机器人不仅仅是全面素质教育的好教材、好办法,而且是科普教育的重要园地。
随着机器人技术的发展和信息技术普及深入,机器人教育及竞赛已广泛深入高校甚至中小学校,成为培养学生创新能力、设计能力、动手能力、综合应用能力和学习兴趣的重要手段。
机器人竞赛实际上是高技术的对抗赛,从一个侧面反映了学校信息与自动化领域基础研究和高技术发展的水平。
机器人竞赛使研究人员能够利用各种技术,获得更好的解决方案,从而又反过来促进各个领域的发展,这也正是开展机器人竞赛的深远意义,同时也是机器人竞赛的魅力所在。
1 项目分析与研究方案1.1 机器人系统的组成功能方面来分:机器人主要由构架系统、感知系统、执行系统、决策系统、能源系统等几大部分组成,如图1所示。
构架系统:相当于人体的躯干和骨骼,它承载着机器人的所有部件,是机器人的根本和基础。
感知系统:相当于人的眼睛、耳朵、鼻子、皮肤等,可以感知外界的各种信息,如:距离、声音、气味、温度、湿度、形状、颜色等。
执行系统:相当于人的肌肉和四肢,可以使机器人具有行走、移动等功能,并完成特定的任务,如取物、灭火、营救、排爆、踢球等人们设计的各种动作。
决策系统:相当于人的大脑,它将机器人从感知系统感知的各种外界信息进行处理、判断,然后做出决策,并发出信号控制执行系统按照程序预设的方式进行处理。
创意之星之四足机器人---精品管理资料
大学专业实践课题：四足追光机器人姓名：学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：学号:指导教师:四足追光机器人一、实验目的用“创意之星"机器人套件组装可以进行追光行走的四足机器人；二、实验套件（创意之星）1。
机械结构：基本结构件、舵机动力关节、可转向轮子、机械爪等；2.控制系统:控制卡、舵机、直流电机、各类传感器、电源等；3。
控制软件：NorthSTAR 图形化开发环境三、实验步骤1、确定其基本功能基本功能：a．在平地上通过步态设计，可以正常迈步行走.同时头部传感器检测前方光源，便于及时调整运行动作,追光行走。
b．当左侧红外线传感器检测到光源强于右侧红外线传感器检测到的光源时，机器人运行步态会改变，控制机器人左转.右侧的光源强于左侧的光源时用同样的原理控制机器人右转。
c．当两侧均检测到光源亮度相等时，调整步态，追光机器人会向前走。
直至检测不到光源停止,再控制向后退.2、机构设计整个巡视机器人由大致三个模块组成：a。
由8个舵机组成四足机器人的4条腿模块;b。
由2个舵机组成四足机器人尾部部分;c。
由2个红外接近传感器和1个舵机组成的感应模块。
3、机构的装配整个四足避障机器人由1个控制板，1个舵机和两个红外接近传感器组成可转动头部，8个舵机组成主要的4条机械腿,由两个舵机构成尾部部分。
整个四足机器人共由11个舵机、两个红外接近传感器及“创意之星”机器人零部件组成。
安装可分为零件的安装，部件的组装以及最后的总装过程。
根据预先设计好的机器人结构方案,组装四条腿的部件、头部、尾部以及机器人主体部分，最后组装到一块,形成完整的整体结构.4、连接电线由于我们此次使用的是创意之星的标准套件，舵机接线、传感器模拟与数字端口的连接都及其方便简单.5、设置各个舵机的限制参数一方面保护所使用器件的性能，防止过载或错误操作而将其损坏；另一方面也为我们进行各种复杂的调试做良好的准备，能够顺利的完成设计任务。
机器人创新设计范文
机器人创新设计范文机器人在当今社会中扮演着越来越重要的角色，不仅在制造业、医疗保健、教育等领域发挥着重要作用，还逐渐涉足到家庭生活、娱乐和艺术创作等领域。
为了满足人们对机器人的需求，不断推动机器人技术的创新设计已成为科技领域的一项重要任务。
一方面，机器人的创新设计需要关注实用性和效率。
随着制造业的自动化发展，机器人在工业生产中发挥着越来越重要的作用。
因此，设计一个高效、智能、自适应的机器人系统是当前的一个关键问题。
这样的机器人系统需要具备自主感知和决策能力，能够适应复杂多变的工作环境，并能灵活地完成各种任务。
例如，在汽车制造业，设计一个能够识别不同元件并独立完成装配任务的机器人系统将大大提高生产效率和产品质量。
另一方面，机器人的创新设计也需要注重人性化和与人类的互动。
机器人在家庭生活中的应用越来越广泛，如智能家居助理、老人陪伴机器人等。
设计出能够理解人们情感和需求、能够与人类进行自然互动的机器人系统是实现人机协同的重要一步。
例如，设计一个能够理解人类表情、语音和姿势，并能够进行情感交流的陪伴机器人，将能够在陪伴老年人、残障人士等特殊人群方面发挥重要作用。
此外，机器人在艺术创作中的应用也是机器人创新设计的一大领域。
近年来，越来越多的机器人被用于创作音乐、绘画和舞蹈等艺术形式。
设计一个能够独立进行创作，并能够产生具有艺术性的作品的机器人系统是艺术创意的一种全新尝试。
例如，设计一个能够根据音乐节奏和情感创作音乐的机器人，将推动音乐创作领域的创新发展。
在机器人创新设计中，还需要重视机器人的安全性和可持续性。
机器人的创新设计应注重减少机器人与人类的碰撞，确保机器人在工作时不会给人们带来伤害。
此外，机器人的设计应考虑节能减排和对环境的影响，推动绿色机器人技术的发展。
综上所述，机器人创新设计是一个充满挑战但也充满机遇的领域。
通过注重实用性和效率、人性化和互动、艺术创作以及安全性和可持续性等方面的创新设计，将推动机器人技术的发展和应用，为人们的生活带来更多便利和创造力。
创意之星模块化机器人实验程序
第一次实验：MultiFLEX控制卡编程实验蜂鸣器实验#include <avr/io.h>#define BEEP_ON PORTG |= _BV(PG3) #define BEEP_OFF PORTG &= ~_BV(PG3) int main(void){inti,j;PORTG = 0;DDRG = 0xff;while(1){for(i=0;i<0xFF;i++){for(j=0;j<0xFF;j++);}BEEP_ON;for(i=0;i<0xFF;i++){for(j=0;j<0xFF;j++);}BEEP_OFF;}}IO口控制实验#include "Public.h"#include "Usertask.h"void user_task(void){uint8 io_in;uint8 io_out;uint8 temp8;uint16 temp16;gpio_mode_set(0x00FF);write_gpio(0xFF00);while(1){temp16 = read_gpio();io_in = (uint8)(temp16>>8);temp8=(io_in&0x80);if(temp8==0){io_out=0x01;while(io_out){write_gpio(~((uint16)io_out));delay(5);//延时5×20MS=0.1sio_out<<=1;write_gpio(~((uint16)io_out));delay(5);}}else write_gpio(0xFF00);}}第二次实验：多自由度串联式机械手#include "Public.h"#include "Usertask.h"void user_task(void){uint8 array_rc[23]={0};//舵机控制数组长度为24，可控制12路舵机，舵机运动函数要求array_rc[偶数]为舵机目标角度值，array_rc[奇数]为舵机运动速度值array_rc[0]=90; //舵机1，中位为0度（对应数值90），目标角度+20度。
创意之星机器人说明
v1.0 可编辑可修改创意之星机器人说明书目录1结构套件简介 ............................................................................ .. (3)结构件概述 ............................................................................ (3)C o n n F L E X连接结构 ............................................................................ (3)不同版本 ............................................................................ . (4)使用零件3D模型 ............................................................................ . (6)2控制器及电源 ............................................................................ .. (7)M u l t i F L E X™2-A V R控制器 ............................................................................ (8)M u l t i F L E X™2-P X A270控制器 ............................................................................ (9)电池和直流电源 ............................................................................ (12)3传感器............................................................................. .. (12)传感器的信号类型及电气规范 ............................................................................ (13)“创意之星”传感器接口 ............................................................................ (14)接近传感器 ............................................................................ .. (16)测距传感器 ............................................................................ . (19)声音传感器 ............................................................................ . (24)碰撞传感器 ............................................................................ . (26)倾覆传感器 ............................................................................ . (26)温度传感器 ............................................................................ . (27)光强传感器 ............................................................................ . (27)灰度传感器 ............................................................................ (28)视觉和语音传感器 ............................................................................ (28)4执行器............................................................................. (29)C D S5516机器人舵机 ............................................................................ .. (29)C D S5401大扭矩R/C舵机 ............................................................................ .. (32)B D M C1203电机驱动模块 ............................................................................ (33)F a u l h a b e r大功率减速电机............................................................................. .. (34)5N o r t h S T A R图形化开发环境 ............................................................................ (35)安装及使用介绍 ............................................................................ . (35)使用流程图开发 ............................................................................ (39)手写代码开发 ............................................................................ . (46)调试与在线监控 ............................................................................ (47)6其它部件............................................................................. (54)U P-D e b u g g e r下载调试器 ............................................................................ .. (54)W i F i无线网卡或以太网线缆............................................................................. (55)Z i g B e e无线模组 ............................................................................ .. (56)1结构套件简介结构件概述“创意之星”是一种模块化机器人组件，其特点是组成机器人的各种零件都是通用、可重组的，各个零件之间有统一的连接方式，零件之间可以自由组合，从而构建出各种各样的机器人构型。
创意之星机器人说明
创意之星机器人说明书目录1结构套件简介 (3)1.1 结构件概述 (3)1.2 ConnFLEX连接结构 (3)1.3 不同版本......................................................................................................... .. (4)1.4 使用零件3D模型 (6)2控制器及电源 (7)2.1 MultiFLEX™2-A VR控制器 (8)2.2 MultiFLEX™2-PXA270控制器 (9)2.3 电池和直流电源 (12)3传感器 (12)3.1传感器的信号类型及电气规范 (13)3.2“创意之星”传感器接口 (14)3.1接近传感器 ...................................................................................................... (16)3.2 测距传感器 (19)3.3 声音传感器 (24)3.4 碰撞传感器 (26)3.5 倾覆传感器 (26)3.6 温度传感器 (27)3.7 光强传感器 (27)3.8 灰度传感器 (28)3.9 视觉和语音传感器 (28)4执行器 (29)4.1 CDS5516机器人舵机 (29)4.2 CDS5401大扭矩R/C舵机 (32)4.3 BDMC1203电机驱动模块 (33)4.4 Faulhaber大功率减速电机 (34)5 NorthSTAR 图形化开发环境 (35)5.1 安装及使用介绍 (35)5.2 使用流程图开发 (39)5.3 手写代码开发 (46)5.4 调试与在线监控 (47)6 其它部件 (54)6.1 UP-Debugger 下载调试器 (54)6.2 WiFi 无线网卡或以太网线缆 (55)6.3 ZigBee无线模组 (56)1结构套件简介1.1 结构件概述“创意之星”是一种模块化机器人组件，其特点是组成机器人的各种零件都是通用、可重组的，各个零件之间有统一的连接方式，零件之间可以自由组合，从而构建出各种各样的机器人构型。
创意机器人设计方案
创意机器人设计方案创意机器人设计方案引言随着科技的不断发展，机器人已经成为人们日常生活中越来越常见的存在。
机器人在工业制造、医疗保健、教育等领域发挥着重要的作用。
本文将介绍一种创意机器人设计方案，该方案旨在通过结合人工智能和创意设计的理念，开发出一款具有艺术创造力的机器人。
设计目标本设计方案的目标是开发一种机器人，能够以独立创造的方式产生艺术作品。
该机器人需要具备以下特点：1. 具有艺术创造能力：机器人应具备一定的艺术理解能力，能够生成具有审美价值的艺术作品。
2. 多领域创作：机器人的创作领域不仅限于绘画，还包括音乐、雕塑等多种艺术形式。
3. 与人互动：机器人应能够与人进行互动，并根据与人的交流和反馈进行创作。
技术实现为了实现上述设计目标，本方案将借助以下技术进行开发：1. 人工智能算法通过深度学习和机器学习算法，让机器人具备艺术理解的能力。
利用大数据集和图像识别算法，使机器人能够识别并理解不同艺术形式的要素，包括颜色、线条、形状等。
同时，结合生成对抗网络（GAN）等算法，机器人可通过学习和模仿大师的作品，从而获得艺术创造的启发。
2. 感知与传感技术机器人需要通过各种传感器来感知人和环境。
通过视觉传感器，机器人可以观察到周围的物体和行为，并获取图像和空间信息。
同时，通过语音识别技术，机器人能够理解和分析人的言语，并根据人的需求进行创作。
3. 运动和执行技术机器人需要具备灵活的运动能力，以便在创作过程中自由地移动和操作。
通过采用并联机构和机器人动力学控制技术，机器人能够实现精准的运动控制。
此外，机器人还需要配备各种艺术创作所需的工具和设备，如画笔、调色板等。
4. 交互设计为了实现与人的互动，机器人需要具备友好的界面和交互设计。
通过使用自然语言处理技术，机器人可以理解人的需求和指令，并给出相应的响应。
同时，在创作过程中，机器人还可以通过语音合成技术与人进行实时交流，并接受人的反馈和建议。
应用场景本设计方案可以应用于以下场景：- 艺术创作工作室：机器人可以作为一种创意工具，与艺术家一起合作进行艺术创作。
创意之星机器人说明书
创意之星说明书创意之星说明书第一章: 产品概述1.1 产品介绍1.2 主要特点1.3 技术规格第二章: 安全须知2.1 使用前的准备2.2 电源和电池使用注意事项2.3 使用环境要求2.4 使用过程中的安全注意事项第三章: 快速开始3.1 组装和拆卸3.2 电源连接和开关机3.3 连接方式或电脑3.4 软件和安装第四章: 产品功能详解4.1 运动功能4.2 语音交互功能4.3 视觉识别功能4.4 玩耍互动功能4.5 编程控制功能第五章: 常见问题解答5.1 如何进行故障排除5.2 常见问题及解决办法第六章: 附件6.1 配送清单6.2 附件列表法律名词及注释：1：版权法：保护原创作品的法律法规，防止他人擅自复制、修改或传播作品。
2：商标法：保护商标的法律法规，防止他人擅自使用相同或相似的商标进行商业活动。
3：专利法：保护发明创造的法律法规，防止他人擅自利用发明创造进行生产和销售。
4：侵权：侵犯他人权益的行为，包括侵犯知识产权、商业秘密等。
本文档涉及附件：1：使用手册（附件1）2：编程教程（附件2）3：电池充电器（附件3）本文所涉及的法律名词及注释：1：版权法：保护原创作品的法律法规，防止他人擅自复制、修改或传播作品。
2：商标法：保护商标的法律法规，防止他人擅自使用相同或相似的商标进行商业活动。
3：专利法：保护发明创造的法律法规，防止他人擅自利用发明创造进行生产和销售。
4：侵权：侵犯他人权益的行为，包括侵犯知识产权、商业秘密等。
创意机器人设计方案
创意机器人设计方案引言机器人技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色，创意机器人作为一种有趣且具有创造力的机器人类型，吸引着越来越多的关注。
本文将提出一个创意机器人的设计方案，旨在提供一种具有创造力和创新性的机器人方案。
1. 设计目标创意机器人的设计目标是能够产生独立的创意并进行相关操作。
具体目标包括：•能够生成有趣且具有创造性的想法；•能够将创意转化为具体的行动；•能够与用户进行互动，接收用户的需求并生成相应创意；•能够学习和进化，提高创意的质量和准确性。
2. 硬件设计创意机器人的硬件设计需要支持其创意生成和行动实现的能力。
关键硬件组件包括：•感知模块：用于感知周围环境和用户需求的传感器，例如摄像头、麦克风和距离传感器等；•计算模块：一台高性能的计算机设备，用于进行创意生成和分析任务的计算；•执行模块：用于执行机器人创意的执行器，例如电机和舵机等；•连接模块：用于与外部设备和网络进行通信的模块，例如无线通信模块或者以太网接口。
3. 软件设计创意机器人的软件设计是其核心，它决定了机器人的创意生成和行动实现能力。
关键软件模块包括：•创意生成算法：基于机器学习和人工智能技术的算法，用于生成创意；•创意分析算法：用于分析创意的质量和可行性的算法，确保生成的创意符合要求；•行动规划算法：根据生成的创意，确定机器人执行动作的顺序和方式；•用户交互模块：用于接收用户需求和生成根据用户需求产生创意的算法；•数据分析模块：用于对生成的创意和机器人的行动进行分析，并提供改进的建议。
4. 创意生成和行动实现过程创意机器人的工作流程包括创意生成和行动实现两个主要过程：1.创意生成：–机器人通过感知模块感知周围环境和用户需求；–机器人使用创意生成算法根据感知到的信息生成创意；–机器人使用创意分析算法对生成的创意进行评估和筛选；–机器人通过用户交互模块接收用户需求和反馈，并生成相应创意。
2.行动实现：–机器人使用行动规划算法确定创意执行的顺序和方式；–机器人通过执行模块执行创意对应的动作；–机器人通过感知模块感知行动结果，并进行评估和改进；–机器人通过数据分析模块对生成的创意和机器人的行动进行分析和优化。
机器人创意设计范文
机器人创意设计范文
创意机器人设计
随着科技的不断发展，机器人已经成为社会生活中的一个重要组成部分。
机器人的设计和运用以及创新理念一直是人类关注的焦点，大家不断
寻求新的创新机器人设计以满足社会的需求。
下面将介绍一些创意的机器
人设计，希望能够激励您的想象力，如何将机器人与个人生活中的智能结合，使其更加安全，有效，节能，便捷，可靠。
第一个创意的机器人设计是家庭安全机器人。
这种机器人能够监视家
庭的安全情况，并且在检测到安全威胁时发出警报。
它可以被安装在壁角，桌子上或地板上，有视觉、听觉和感觉传感器等，可以检测并反应家庭中
可能存在的危险情况。
通过它，家长可以进行远程监控和报警，尤其是外
出在外的家庭中的孩子。
第二个创意的机器人设计是多功能垃圾处理机器人。
这种机器人采用
智能感应技术，能够针对不同的垃圾进行分类，有效减少家庭垃圾的处理
时间。
它可以被安装在家庭厨房，地間，家庭庭院等地方，可以自动检测，分类，把垃圾箱移动到垃圾收集点，极大地减轻家庭垃圾处理的工作。
第三个创意的机器人设计是无线家庭护理机器人。
创意机器人设计方案
创意机器人设计方案1. 引言随着科技的不断发展，机器人在现代社会中发挥着越来越重要的作用。
机器人的应用范围涵盖了工业、医疗、农业、家庭等多个领域。
在这个创新时代，设计一款创意机器人成为了许多人的梦想。
本文将提出一个创意机器人设计方案，旨在展示机器人的多功能性和创新思维。
2. 设计目标本设计方案的机器人主要具备以下功能和特点：•多功能：能够执行复杂的动作任务，包括搬运、擦拭、打扫等。
•智能交互：具备语言识别和语音合成功能，能够与人进行自然的对话。
•自主导航：能够感知环境，并自主规划路径进行导航，避开障碍物。
•智能学习：具备机器学习能力，能够根据使用者的习惯和需求进行个性化学习和适应。
•人性化设计：外观设计美观大方，接近人类的形象，能够引起人类的共鸣和亲近感。
3. 硬件设计创意机器人的硬件设计主要包括以下几个方面：3.1. 机械结构机器人的机械结构需要考虑到其多功能性，使其能够完成不同的动作任务。
采用多关节设计，可以实现机器人的灵活性和精确控制。
同时，机械结构要求具备强大的承重和稳定性，以满足搬运等任务的需求。
3.2. 传感器为了实现自主导航和环境感知，机器人需要配备丰富的传感器。
例如，激光雷达用于建立环境地图和障碍物检测，摄像头用于实时图像识别和导航，惯性测量单元（IMU）用于姿态感知等。
3.3. 控制系统机器人的控制系统需要具备高性能的处理器和强大的计算能力，以实现智能学习和复杂任务的执行。
同时，控制系统要支持实时控制和大规模的数据处理，以提供稳定可靠的机器人操作。
4. 软件设计创意机器人的软件设计是实现其智能功能的关键。
主要包括以下几个方面：4.1. 运动控制机器人的运动控制需要实现精确的关节运动和路径规划。
采用逆运动学算法可以提高运动的精度和效率。
此外，运动控制还需要考虑到动作的平滑性和速度的控制。
4.2. 环境感知机器人通过激光雷达、摄像头等传感器获取环境信息，然后通过感知算法进行障碍物检测、地图构建等处理。
基于“创意之星”平台的机器人感知模块设计与开发
基于“创意之星”平台的机器人感知模块设计与开发姜帆【摘要】随着科技的不断发展，服务型机器人开始进入人们的生活，但国内较为缺乏通用开发平台，共性软件模块也非常少，本文对此做了相应的研究与设计，具有一定的实际意义。
%With the continuous development of science and technology,service robot began to enter people's life,but a lack of domestic general development platform,common software modules are also very few.In this paper,the corresponding research and design,has a certain practical significance.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】2页(P26-27)【关键词】机器人;视觉感知;共性软件【作者】姜帆【作者单位】重庆电子工程职业学院，重庆，401331【正文语种】中文从第3次工业革命以来，机器人就一直吸引着人们的目光，因为它承载着人类发展梦想。
近年来，随着计算机应用技术、自动化技术以及机械制造技术的不断提高，服务型机器人得到了长足的发展，尤其是此中的教育娱乐机器人已经开始逐渐进入到人们的生活中。
可是，目前还缺乏比较统一的的开发平台，此类机器人特性开发的共性软件也非常少，因此无形中增大了开发成本，就极大的阻碍了服务型机器人的发展与推广。
所以，研究开发出一些服务型机器人的共性软件，对我国机器人技术的推进与发展就非常有意义。
机器人共性技术的定义是在各类机器人研发、制造过程中均需要使用的通用技术。
一般认为由传感、驱动、机构、软件四个方面组成。
这里只论述软件方面。
机器人软件系统的开发可以有定制软件开发与共性软件开发两种情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
谢
谢
大
家
搭建关节
整机装配
控制卡
连接电缆
3 芯的舵机线 232 通讯电缆 电源线
初始姿态调节
为机器人写入动作序列
实验项目
一、机器人构型设计和运动规划实验 1、四自由度串联式机械手 2、简易四足机器人 3、挖掘作业机器人 4、三足步行机器人 5、简易双足步行机器人 6、仿生蛇形机器人 7、全向运动作业机器人 8、仿生机器爬虫 二、机器人传感-决策-控制实验
Remotec Andros F6A 排爆 机器人
iROBOT Roomba
本田类人机器人Asimo
KUKA Titan 工业机器人
全向移动机器人
蛇形机器人：SolidSnakeII
SONY 机器狗：AIBO举例（简易机器蛇）所需材料所需软件
Microsoft .NET Framework UP-MRcommander 软件 USB-232 电缆驱动程序
基于“创意之星”的机器人设 计
“勇气”号火星探测器 Remotec Andros F6A 排爆机器人 iROBOT Roomba 本田类人机器人Asimo KUKA Titan 工业机器人 全向移动机器人 蛇形机器人：SolidSnakeII SONY 机器狗：AIBO
“勇气”号火星探测器