类人形机器人项目总体设计报告
机器人项目可行性研究报告
机器人项目可行性研究报告摘要机器人技术已经在许多领域取得了显著的进展，包括制造业、医疗保健、农业等。
本报告对机器人项目的可行性进行研究和分析，旨在确定该项目的潜在价值和可行性，并提供相关建议。
通过对市场、技术、成本、法规和其他相关因素的综合分析，本报告得出结论：机器人项目具有良好的发展前景，并且具有较高的可行性。
一、项目背景机器人技术是一种崭新的技术，它可以自主地执行各种任务，包括危险任务、重复性任务以及需要高精度和高效率的任务。
随着人工智能、传感器技术、控制技术等各种技术的不断发展和突破，机器人项目的应用领域在不断扩大，包括工业制造、医疗保健、农业、家庭服务等。
因此，开展机器人项目具有重要的意义和广阔的市场前景。
二、市场分析1. 行业发展趋势随着人工智能、物联网、大数据等技术的快速发展，机器人技术的应用领域在不断拓展。
特别是在工业制造、医疗保健、农业等领域，机器人技术的应用已经显示出了明显的优势和潜力。
据市场研究机构预测，未来几年内，机器人技术的市场规模将持续增长。
2. 市场需求分析随着人口老龄化和劳动力成本的上升，越来越多的企业和个人开始关注机器人技术。
特别是在一些重复性、危险性较高的工作场景中，机器人技术的需求更加迫切。
与此同时，一些新兴的应用领域，如家庭服务机器人、农业机器人等，也迎来了很大的市场需求。
3. 竞争分析目前，机器人行业的竞争已经非常激烈，国内外各种类型的机器人企业层出不穷。
在工业制造领域，包括ABB、发那科、巴西尔等国际知名企业；在医疗保健领域，包括英特吉、希特、达芬奇等知名企业；在家庭服务领域，包括irobot、小米等互联网企业。
因此，在开展机器人项目时，需要充分考虑市场竞争情况。
三、技术分析1. 基础技术机器人技术的核心是人工智能、传感器技术、控制技术等。
目前，这些基础技术已经非常成熟，广泛应用于各种类型的机器人中。
2. 发展趋势未来，机器人技术将继续朝着智能化、自主化、多功能化的方向发展。
机器人项目可行性研究报告
机器人项目可行性研究报告一、引言机器人技术的发展已经成为当前科技领域的热点之一。
随着人工智能和自动化技术的不断进步，机器人在各个领域的应用范围也越来越广泛。
本报告旨在对机器人项目的可行性进行研究，评估该项目在技术、市场和经济等方面的可行性，为项目的决策提供参考。
二、背景和目标机器人项目旨在开辟一款能够在家庭和办公场所提供各种服务的智能机器人。
该机器人将具备语音识别、图象识别、运动控制等功能，能够执行简单的家务和办公任务，如打扫、递送文件等。
项目的目标是提高生活和工作效率，为用户提供便捷的服务。
三、技术可行性1. 语音识别技术：通过对语音信号的处理和分析，实现对用户语音指令的识别和理解。
该技术已经相对成熟，能够在嘈杂环境下实现高准确率的语音识别。
2. 图象识别技术：通过对图象的处理和分析，实现对环境和物体的识别。
该技术在人脸识别、物体识别等方面已经取得了重大突破，能够满足项目需求。
3. 运动控制技术：通过对机器人的运动进行控制，实现机器人在空间中的挪移和操作。
该技术在工业机器人领域已经得到广泛应用，具备较高的可行性。
四、市场可行性1. 市场需求：随着社会的发展和人们生活水平的提高，对智能家居和办公设备的需求不断增加。
机器人作为一种新兴的智能设备，能够满足人们对便捷生活的需求，具有巨大的市场潜力。
2. 竞争分析：目前市场上已经存在一些智能机器人产品，如扫地机器人、智能助手等。
但是，这些产品在功能和性能上仍存在一定的局限性，对于用户需求的满足程度有待提高。
因此，针对市场上存在的空白和需求，该项目具备一定的竞争优势。
3. 市场规模：根据市场调研数据显示，智能机器人市场在未来几年将保持较高的增长率。
估计到2025年，全球智能机器人市场规模将达到1000亿美元以上。
五、经济可行性1. 投资成本：机器人项目的投资成本主要包括研发费用、生产设备费用、人力资源费用等。
初步估计，项目的总投资成本约为5000万美元。
人形机器人设计与制作实验报告
二． 人形机器人的硬件组成
1. 组装机器人所需的零件列表与选用原则
零件名称 图片
数量 规格与备注
马达转盘
16
使用任何 4*2*4cm 大小的
（2 头 SERVO（伺服机）都行，轴数也
部） 是暂定，功能越多轴数当然会
越多
L 型支架 Servo 架 U型 人形顶盖 人形脚底 人形护甲
2
1.6mm 的铝合金，这可轻易的
易。 以下我们就来看看整个组装的过程。 （一）全身共通件因为全身有很多地方会使用到类似的组装方式，称为共通件结 构，一开始得先把这些共通件需要的部分通 通先组装好，以利后续的安装。
A、 共通件 1（C1） B、共通件 2（C2） （二）头部 A、Step 1（N1） B、Step 2（N2） C、Step 3（N3） D、Step 4（N4） （三）手部 A、左手（HL1） B、右手（HR1） 这里需注意左右手其实是对称的，所以两只手不能装成一模一样。 （四）脚部 A、脚共通件 1（LC1） B 脚共通件 2（LC2） C、脚共通件 3（LC3） D、脚共通件 4（LC4） E、左脚 i、Step 1（LL1） ii、Step 2（LL2） iii、Step 3（LL3） iv、Step 4（LL4） F、右脚 i、Step 1（LR1） ii、Step 2（LR2） iii、Step 3（LR3） iv、Step 4（LR4） （五）身体 A、右半边 i、Step 1（BR1） ii、Step 2（BR2） B、左半边 i、Step 1（BL1） Ii、Step 2（BL2） C、 合并（B1） （六）整体 A、Step 1（A1） B、Step 2（A2） C、Step 3（A3）
仿生机器人设计报告
仿生机器人设计报告设计报告：仿生机器人一、引言仿生机器人是以生物学为基础，模拟生物动物或人类特征和行为的机器人。
随着科技的发展，仿生机器人在日常生活、医疗、教育等方面的应用越来越广泛。
本设计报告将介绍一种仿生机器人的设计方案，旨在模拟人类特征和行为，提供实用性和便利性。
二、设计目标1.模拟人类外观：机器人外形设计上，采用类似人类的身体结构和外貌特征，包括头部、身体、四肢等。
2.模拟人类运动能力：机器人可进行人类常见的运动，如走路、跑步、跳跃等。
3.模拟人类感知能力：机器人拥有人类的感知能力，包括视觉、听觉、触觉等，能够通过传感器来感知周围环境。
4.模拟人类交流能力：机器人能够通过语言、表情、动作等多种方式与人类进行交流和互动。
5.实用性和便利性：机器人应具备一定的实用功能，如语音助手、智能控制等能力，方便人们生活和工作。
三、设计方案1.外观设计：机器人外形设计上，采用具备人类形体特征的结构，头部设计类似人类的头颅，身体呈人形，并具有四肢和手指，通过优雅的外观和流畅的动作，给人一种亲切感和好感。
2.运动能力：机器人内置运动模块，通过电机或液压系统提供动力，使机器人能够实现仿人类的运动能力，包括行走、跑步、跳跃等。
运动控制系统能够根据环境和需求调整机器人的运动方式和节奏。
3.感知能力：机器人通过视觉传感器、声音传感器和触觉传感器等感知器官来感知周围环境。
机器人可以通过摄像头获取视觉信息，通过麦克风获取声音信息，并且具备一定的触觉感知能力，可以进行物体的识别、跟踪和捕捉。
4.交流能力：机器人通过语音识别和合成系统进行语言的输入和输出，可以听懂人类的指令，并作出回应。
此外，机器人还能够通过面部表情和身体动作等方式与人类进行情感的表达和交流，增强与人类的互动体验。
5.实用性和便利性：机器人内置语音助手和智能控制系统，可以帮助人类解决日常生活中的问题，如提供天气信息、放音乐、开关灯等。
机器人还可以连接互联网，实现与其他设备的连接和控制，提供更加便捷的生活体验。
机器人项目可行性报告
机器人项目可行性报告
摘要
本报告旨在评估一个新的服务机器人项目的可行性，包括这个机器人
的技术、功能、市场分析，商业模式分析，可行性分析，竞争分析和风险
分析。
经过对这个机器人服务项目的评估，结论是这个服务机器人的建设
可行性分析比较高，具有可行性，但也有相应的风险需要注意。
关键词：机器人，可行性分析，商业模式，竞争
1.引言
随着新技术的发展，机器人为人类提供了极大的便利。
当今社会，机
器人的使用广泛，可以替换人做一些繁琐、重复的工作，大大提高了生产
效率。
当前服务行业也受到机器人技术的普及，服务机器人将以其独有的
技术优势，提供更快捷、更高效、更贴心的服务，为客户带来更好的服务
体验。
在此背景下，本文的研究目的在于评估一个新的服务机器人项目的
可行性，以期确定该项目的可行性并提出相应的建议。
2.技术方面
服务机器人的技术核心是图像识别，语音识别，自然语言处理，机器
学习等方面的技术，能够实现机器人与客户之间的交流，识别客户的需求，并针对性提供相应的服务。
3.功能
服务机器人可以实现以下功能：
（1）社交化：机器人可以通过交谈，发表评论以及分享有关社区的
信息，与客户进行自动交流。
全自主人形机器人系统设计与实现的开题报告
全自主人形机器人系统设计与实现的开题报告一、研究背景近年来，随着机器人技术的不断进步和发展，机器人在各种领域中的应用也越来越广泛。
其中，人形机器人作为一种可以与人类进行交互和共同工作的机器人，受到了越来越多的关注和重视。
目前，人形机器人主要应用于服务、教育、娱乐等领域，如智能客服、家庭助理、舞蹈演员等。
针对当前人形机器人系统存在的问题，包括系统复杂度高、开发难度大、人与机器人交互不够自然等问题，本研究旨在设计和实现一种全自主人形机器人系统，通过深入研究人形机器人的结构、控制和运动规划等方面，提高人形机器人的自主性、交互性和实用性，为人形机器人的发展和普及做出贡献。
二、研究目的和意义本研究的主要目的是设计和实现一个全自主人形机器人系统。
具体的研究内容和任务包括：1. 研究人形机器人结构和控制原理，掌握人形机器人运动规划和反馈控制技术；2. 设计和制作基础硬件，包括机械结构、电路和传感器等；3. 开发人形机器人的控制程序，实现自主运动和交互功能；4. 测试和优化人形机器人系统，提高系统的稳定性、精度和响应速度。
这些研究内容和任务的完成，将有助于提高人形机器人的自主性、交互性和实用性，为机器人技术的发展和应用带来更大的推动力，也将为人形机器人在服务、教育、娱乐等领域中的应用提供更为先进和完善的技术和设备。
三、研究方法和步骤本研究采用了如下的研究方法和步骤：1. 系统研究相关文献和资料，对人形机器人的结构、控制原理、运动规划和反馈控制等方面进行深入了解和探讨；2. 根据研究目的和要求，设计和制作人形机器人的基础硬件，包括机械结构、电路和传感器等，并进行测试和优化；3. 基于Ubuntu系统，开发人形机器人的控制程序，实现自主运动和交互功能，并进行测试和优化；4. 将硬件和软件结合起来，形成完整的全自主人形机器人系统，进行测试和优化；5. 结合实际应用需求和用户体验，不断改进和优化人形机器人系统的性能和稳定性。
机器人课程设计报告范例
机器人课程设计报告范例**学校机器人课程设计名称____________________________________院系电子信息工程系班级10电气3姓名谢士强学号107301336指导教师宋佳目录第一章绪论 (2)1.1课程设计任务背景 (2)1.2课程设计的要求 (2)第二章硬件设计 (3)2.1结构设计 (3)2.2电机驱动 (4)2.3传感器 (5)2.3.1光强传感器 (5)2.3.2光强传感器原理 (6)2.4硬件搭建 (7)第三章软件设计 (8)3.1步态设计 (8)3.1.1步态分析： (8)3.1.2程序逻辑图： (9)3.2用NorthStar设计的程序 (10)第四章总结 .............................. 1 2第五章参考文献 (13)第一章绪论1.1课程设计任务背景机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成•这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域，如汽车制造，医疗领域，如远程协助机器人，微纳米机器人，军事领域，如单兵机器人，拆弹机器人，小型侦查机器人（也属于无人机吧），美国大狗这样的多用途负重机器人，科研勘探领域，如水下勘探机器人，地震废墟等的用于搜查的机器人，煤矿利用的机器人。
如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。
由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。
像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。
机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现；纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明1.2课程设计的要求设计一个机器人系统，该机器人可以是轮式、足式、车型、人型，也可以是仿其他生物的，但该机器人应具备的基本功能为：能够灵活行进，能感知光源、转向光源并跟踪光源；另外还应具备一项其他功能，该功能可自选（如亮灯、按钮启动、红外接近停止等）。
人型设计总结报告范文模板(3篇)
第1篇一、前言随着科技的发展和人类对生活品质的追求，人型设计（Humanoid Design）逐渐成为了一个新兴的交叉学科领域。
本报告旨在对人型设计进行总结，包括其发展历程、设计原则、关键技术以及未来发展趋势等方面。
二、人型设计的发展历程1. 萌芽阶段（20世纪60年代-80年代）：人型设计的概念最初源于机器人学和人工智能领域，主要以研究人形机器人为核心。
这一阶段主要关注人形机器人的基本结构和运动控制。
2. 成长阶段（20世纪90年代-21世纪初）：随着计算机技术、传感器技术和控制理论的快速发展，人型设计开始从理论研究走向实际应用。
这一阶段主要关注人形机器人的自主移动、感知和交互能力。
3. 成熟阶段（21世纪初至今）：人型设计逐渐成为一门独立的学科，涵盖了机械工程、电子工程、计算机科学、心理学、生物学等多个领域。
人形机器人已广泛应用于医疗、教育、娱乐、服务等领域。
三、人型设计的原则1. 人性化设计：人型设计应以满足人类需求为核心，充分考虑人的生理、心理和行为特点。
2. 模块化设计：人型机器人应采用模块化设计，便于功能扩展和升级。
3. 适应性设计：人型机器人应具备适应不同环境和任务的能力。
4. 安全性设计：人型设计应确保人机交互的安全性，避免对人体造成伤害。
四、人型设计的关键技术1. 机械结构设计：人型机器人的机械结构设计是保证其运动性能和稳定性基础。
2. 驱动控制技术：驱动控制技术是人型机器人实现运动控制的关键。
3. 感知与交互技术：人型机器人需要具备感知环境和与人交互的能力。
4. 人工智能技术：人工智能技术是人型机器人实现智能行为和决策的基础。
五、人型设计的应用领域1. 医疗领域：人型机器人可用于康复训练、辅助手术、护理等。
2. 教育领域：人型机器人可用于辅助教学、辅导学生学习。
3. 娱乐领域：人型机器人可用于表演、互动娱乐等。
4. 服务领域：人型机器人可用于家庭服务、酒店服务、安保等。
六、人型设计的未来发展趋势1. 智能化：人型机器人将具备更强的自主学习和决策能力。
机械毕业设计1107人形机器人结构设计
机械毕业设计1107人形机器人结构设计
项目背景
本毕业设计旨在设计一台类似于人形的机器人，可以进行基本的移动、抓取、放置、举起物品等动作。
为了保证机器人具有良好的机动性和可控性，本设计的重点是人形机器人的结构设计。
设计目标
机器人应具有如下功能：
- 可以进行各种方向的移动，如前后、左右、转圈等
- 具有自动抓取和放置物品的能力
- 具有举起物品的能力
- 可远程控制，如通过蓝牙或无线网络进行操作
- 结构简单，易于制作和维护
结构设计
人形机器人的结构设计应包括以下部分：
- 机器人的外壳设计：应该具有人形外观，并且足够坚固，能够保护其中的电子元件。
- 机器人的运动系统设计：应该包括电动机、驱动轮、转向器
等部分，以实现机器人的各种移动动作。
- 机器人的抓取系统设计：应该包括机械臂、夹子等部分，以
实现自动抓取和放置物品的功能。
- 机器人的举升系统设计：应该包括电动机、链条等部分，以
实现举起物品的功能。
结论
本毕业设计的目标是设计一台能够进行基本移动、抓取、放置、举起物品等动作的人形机器人。
通过对机器人的外壳、运动系统、
抓取系统和举升系统的设计，可以实现这一目标，并为机器人的后
续开发提供基础。
人型设计总结报告范文(3篇)
第1篇一、前言随着科技的发展和人类对生活品质的追求，人型设计作为一门综合性的学科，日益受到重视。
本文旨在对过去一段时间内的人型设计工作进行总结，分析取得的成绩和存在的不足，并提出未来的发展方向。
二、工作回顾1. 项目概述在过去的一年里，我们团队承接了多个项目，包括但不限于：（1）智能家居人型机器人设计（2）教育辅助人型机器人设计（3）医疗护理人型机器人设计（4）服务型人型机器人设计2. 设计理念（1）以人为本：在设计中始终将用户体验放在首位，关注人型机器人的安全性、易用性和舒适性。
（2）技术创新：紧跟行业发展趋势，积极引入新技术、新材料，提升人型机器人的性能和功能。
（3）跨界融合：将人型设计与人工智能、物联网、大数据等前沿技术相结合，打造智能化、个性化的人型机器人。
3. 设计成果（1）智能家居人型机器人：成功研发出一款具备语音识别、智能控制、娱乐互动等功能的人型机器人，为家庭生活带来便捷。
（2）教育辅助人型机器人：设计出一款具备互动教学、自主学习、情感交流等功能的人型机器人，助力教育事业的发展。
（3）医疗护理人型机器人：研发出一款具备远程监控、紧急救助、康复训练等功能的人型机器人，为患者提供全方位的护理服务。
（4）服务型人型机器人：设计出一款具备多场景应用、智能导航、任务执行等功能的人型机器人，满足不同行业的服务需求。
三、工作亮点1. 团队协作在项目实施过程中，团队成员充分发挥各自优势，紧密协作，确保项目顺利进行。
2. 技术创新引入多项新技术，如人工智能、物联网、大数据等，提升人型机器人的性能和功能。
3. 用户导向始终关注用户体验，设计出符合用户需求的人型机器人。
四、工作不足1. 设计周期较长在项目实施过程中，由于涉及多个领域的技术融合，导致设计周期较长。
2. 成本控制部分项目成本较高，需要在今后的工作中加强成本控制。
3. 人才培养人型设计行业对人才需求较大，但人才培养相对滞后，需要加强相关人才的培养。
机器人项目可行性研究报告
机器人项目可行性研究报告机器人项目可行性研究报告一、项目背景机器人技术的发展已经取得了重大突破，其在生产、服务、军事等领域的应用也日益广泛。
针对当前社会中人力资源短缺、劳动力成本上升的问题，开展机器人项目具有重要的意义。
二、可行性分析1. 技术可行性：近年来，机器人技术取得了长足的发展，现已具备自主导航、智能识别、自动化控制等功能。
这些技术的应用使得机器人能够自主完成各种工作，因此技术方面的可行性是有保障的。
2. 市场可行性：随着人力资源短缺和劳动力成本上升的问题日益严重，机器人市场需求不断增长。
无论是生产制造行业还是服务行业，都存在机器人替代人力的需求。
因此，机器人项目在市场可行性方面具备很大的潜力。
3. 经济可行性：机器人项目具备较高的经济可行性。
虽然机器人的研发和制造成本相对较高，但其具备的自动化功能能够极大地提高生产效率，降低生产成本。
此外，机器人的长期使用寿命也能够降低企业的运营成本。
4. 风险可行性：机器人项目在风险可行性方面需要注重技术可靠性和安全性。
机器人技术尚处于发展阶段，可能出现技术问题和故障。
此外，机器人的自主行动也存在一定的安全隐患，需要加强安全措施和规范操作。
三、项目建议1. 加强技术研发：提高机器人的自主导航、智能识别、自动化控制等关键技术，提高机器人的工作效率和安全性。
2. 紧密结合市场需求：根据各行业的需求，开发相应的机器人产品。
包括但不限于生产制造型机器人、医疗机器人、服务型机器人等。
3. 探索商业模式：为了降低企业的研发和制造成本，可以考虑合作开发、共享机器人等商业模式。
4. 强化安全管理：加强对机器人操作人员的培训和安全规范，确保机器人在工作中的安全使用。
四、项目预期效益1. 提高生产效率：机器人具备自动化功能，能够实现24小时连续工作，大大提高生产效率。
2. 降低生产成本：机器人能够替代人力，降低生产成本。
包括工资、福利等人力成本的减少。
3. 减少人力资源压力：机器人项目的开展可以减轻企业面临的人力资源紧缺现象，提高企业的竞争力。
类人形机器人项目总体设计报告
类人型机器人项目总体设计报告编制单位：作者：版本：发布日期：审核人：批准人：目录1.引言 (1)1.1背景 (1)1.2定义 (2)1.2.1专门术语的定义 (2)1.2.2外文首字母组词的原词组 (2)1.3参考资料 (3)2.总体设计 (3)2.1开发与运行环境 (3)2.1.1系统硬件运行环境 (3)2.1.2系统软件运行环境 (4)2.2硬件功能描述 (4)2.3硬件结构（如图2所示） (4)3.硬件模块设计 (4)3.1机器人套件 (5)3.1.1舵机 (5)3.1.2机器人合金零件 (7)3.2舵机控制器电路 (7)4.嵌入式软件设计 (8)4.1流程逻辑 (8)4.1.1程序流程图 (8)4.1.2程序流程图简述 (9)4.2算法 (9)4.2.1主要计算方法 (9)4.2.2源程序说明 (10)5.系统调试与总结 (13)5.1系统调试 (13)5.1.1单个舵机的研究和控制 (13)5.1.2单个舵机的研究和控制 (15)5.1.3机器人下肢运动的动作分解及实现 (15)5.2总结 (16)5.2.1总结一（作者：王刚） (16)5.2.2总结二（作者：赵爱芳） (19)5.2.3总结三（作者：刘丹） (24)5.2.4总结四（作者：张瑞娜） (24)附录一系统源程序 (32)1.引言类人型机器人是现在机器人研究领域的一个热点，无论是SONY公司不断更新的“阿西莫”机器人，还是每年在机器人世界杯上不断推陈出新的足球机器人，大家都把目光聚焦于更加拟人化的类人型双足行走机器人。
基于双足平台的机器人要正常工作首先需要能够平稳的行走，而双足步行是步行方式中自动化程度最高、最为复杂的动态系统。
它具有支撑面积小、支撑面的形状随时间变化较大，质心的相对位置高的特点，是最复杂、控制难度最大的动态系统。
但由于双足机器人比其它足式机器人具有更高的灵活性，因此具有自身独特的优势，更适合在人类的生活或工作环境中与人类进行协同工作，而不需要专门为其对这些环境进行大规模改造。
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类人型机器人项目总体设计报告编制单位：作者：版本：发布日期：审核人：批准人：目录1.引言 (1)1.1背景 (1)1.2定义 (2)1.2.1专门术语的定义 (2)1.2.2外文首字母组词的原词组 (2)1.3参考资料 (3)2.总体设计 (3)2.1开发与运行环境 (3)2.1.1系统硬件运行环境 (3)2.1.2系统软件运行环境 (4)2.2硬件功能描述 (4)2.3硬件结构（如图2所示） (4)3.硬件模块设计 (4)3.1机器人套件 (5)3.1.1舵机 (5)3.1.2机器人合金零件 (7)3.2舵机控制器电路 (7)4.嵌入式软件设计 (8)4.1流程逻辑 (8)4.1.1程序流程图 (8)4.1.2程序流程图简述 (9)4.2算法 (9)4.2.1主要计算方法 (9)4.2.2源程序说明 (10)5.系统调试与总结 (13)5.1系统调试 (13)5.1.1单个舵机的研究和控制 (13)5.1.2单个舵机的研究和控制 (15)5.1.3机器人下肢运动的动作分解及实现 (15)5.2总结 (16)5.2.1总结一（作者：王刚） (16)5.2.2总结二（作者：赵爱芳） (19)5.2.3总结三（作者：刘丹） (24)5.2.4总结四（作者：张瑞娜） (24)附录一系统源程序 (32)1.引言类人型机器人是现在机器人研究领域的一个热点，无论是SONY公司不断更新的“阿西莫”机器人，还是每年在机器人世界杯上不断推陈出新的足球机器人，大家都把目光聚焦于更加拟人化的类人型双足行走机器人。
基于双足平台的机器人要正常工作首先需要能够平稳的行走，而双足步行是步行方式中自动化程度最高、最为复杂的动态系统。
它具有支撑面积小、支撑面的形状随时间变化较大，质心的相对位置高的特点，是最复杂、控制难度最大的动态系统。
但由于双足机器人比其它足式机器人具有更高的灵活性，因此具有自身独特的优势，更适合在人类的生活或工作环境中与人类进行协同工作，而不需要专门为其对这些环境进行大规模改造。
例如代替危险作业环境中（如核电站）的工作人员，在不平整地面上搬运货物等等。
此外将来社会环境的变化使得双足机器人在护理老人、康复医学以及一般家务处理等方面也有很大的潜力。
目前对双足行走机构的研究主要基于仿生学原理与动态控制原理，SONY公司的“阿西莫”主要基于仿生学原理，这种研究方式也是类人型机器人舞蹈比赛与人形组机器人足球比赛中常见的控制方式，因为这种控制方法容易上手，能够从最简单的步伐控制开始了解类人型机器人控制的基本原理。
1.1背景本小组以类人型机器人为课题，着重研究类人型机器人的结构与控制原理，掌握舵机的控制方式，掌握双足步行机器人步伐调整原理。
项目初期主要以上海英集斯公司的8自由度双足步行机器人为研究平台，以最基本的对单个舵机结构的研究及运动控制为起点，从而从每一个关节开始了解类人型机器人的组成，逐步过渡到多个舵机的联动控制，最终基本实现类人型机器人下肢的行走运动。
项目任务提出者：项目开发者：王刚、刘丹、张瑞娜、杨亮、赵爱芳（按姓氏笔画由小到大排列）软件开发者：王刚、杨亮、赵爱芳系统调试：张瑞娜、刘丹项目用户：每个爱好机器人的人。
系统运行环境：伟福系列单片机仿真器H51/L、单片机仿真软件Wave6000、单片机最小系统电路板。
1.2定义1.2.1专门术语的定义舵机：又称伺服电机，是机器人动力及动作的来源部件。
自由度：机器人运动到空间的位置是由肢体关节各自独立运动的合成来确定的。
机器人每个构件（如臂部、腕部等）相对于固定坐标系所具有的独立运动能力称为自由度。
机器人自由度是衡量机器人技术水平的一个重要参数，自由度越多，机器人可实现的动作越复杂，通用性就越好。
通常，机器人身上一个舵机代表一个自由度。
时间片：将某一段时间划分为若干等份，其中一小等份称为一个时间片，MCU可在不同的时间片执行不同的命令。
1.2.2外文首字母组词的原词组1.0 1.7P P：在本文中代表AT89S52单片机的HPI（主机接口），即I/O口P1口。
Pulse Width Modulation脉宽调制。
PWM：()servo servo：代表8自由度双足步行机器人的8个舵机。
18state：机器人动作状态数。
在程序设计的过程中采用状态机的设计思路，将机器人行走的每个动作设计为一个状态。
dj num：机器人自由度，即舵机的个数。
_1.3参考资料[1]李朝青.单片机原理及接口技术(第三版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.9[2]金钟夫,杜刚,王群,徐宗完.AVR ATmega128单片机C程序设计与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.1[3]佟长福.AVR单片机GCC程序设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.1[4]梁静强,许瑛,彭应龙.双足步行机器人的结构及其控制系统设计[D].南昌:南昌航空工业学院航空与机械工程系.2003.3[5]吴华波,钱春来.基于AT89C2051的多路舵机控制器设计[D].嘉应学院.2006.8[6]时玮.今日电子, Electronic Products China[J].北京:北京交通大学.2005.10[7]英集斯公司.双足步行机器人使用说明书[8]/kns50/index.aspx2.总体设计2.1开发与运行环境2.1.1系统硬件运行环境对于双足步行机器人，由于其本身8自由度的缺陷，使其只能在平整且粗糙的平面上平稳的行走。
该系统设计采用的是基于AT89S52系列单片机的舵机控制电路板。
图1 舵机控制电路板2.1.2系统软件运行环境程序的软件设计阶段利用Wav6000系列单片机仿真器进行在线的编程调试，在PC机上编写，然后通过串口COM1下载至仿真器，实现在线编程调试功能。
软件运行环境为Windows XP。
2.2硬件功能描述本系统硬件可划分为机器人套件和舵机控制器电路板两个部分。
其中机器人套件包括机器人合金零件、舵机（8个）等，机器人合金零件主要用于构建机器人的躯干、四肢及各部位连接件，而舵机用于模仿人的关节，是机器人得以完成动作的基础。
2.3硬件结构（如图2所示）硬件端口定义：舵机控制器电路板上有P1.0至P1.7八个舵机接口，分别定义为（Servo1至Servo8）；每个舵机输出口可以控制舵机转动（-90°至 +90°）。
图2 机器人硬件结构3.硬件模块设计从图2不难看出，该类人型机器人系统的硬件结构不是过于复杂，这是由舵机的控制特点而决定的。
该系统主要由基于AT89S52单片机的控制电路发出8路PWM信号，分别对8路舵机进行控制，舵机的运动带动了机器人肢体的运动，将不同的动作进行组合便可实现机器人的整体运动。
3.1机器人套件3.1.1舵机1．舵机概述：又名伺服电机，是一种位置（角度）伺服的器件，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，在微机电系统和航模中，它是一个基本的输出执行机构。
舵机的外形及其内部结构见图3。
图3 舵机的外形及其内部结构（2）工作原理：PWM 信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。
它内部有一个基准电路，产生周期为20ms ，宽度为1.5ms 的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。
最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。
当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。
舵机的控制信号是PWM 信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。
（3）标准的舵机由3条导线（如图4所示），分别是：电源线、地线、控制信号线。
电源线和地线用于提供舵机内部的直流电机和控制线路所需的能源，电压通常介于4—7.2V ，一般取5V 。
注意，给舵机供电的电源应能提供足够的功率。
控制线的输入是一个宽度可调的周期性方波脉冲信号，方波脉冲信号的周期为20ms （即频率为50Hz ）。
当方波的脉冲宽度改变时，舵机转轴的角度发生改变，角度变化与脉冲电源线VCC 地线GND 控制线图4 标准舵机宽度的变化成正比。
舵机的输出轴转角与输入信号的脉冲宽度之间的关系可用图5来表示。
对于舵机，其转角为一个绝对位置，即给一定脉宽的信号，舵机会转动到固定的转角位置，不管其上一个时刻的位置如何。
例如：当输入信号的脉宽为2.0ms时，舵机便会转到135°的位置，这个位置的图5 舵机输出转角与输入信号脉冲宽度的关系定位是由舵机内部电路自动反馈校正完成的。
（4）本系统中舵机的型号及相关参数：MG995金属齿轮结构双滚珠轴承连接线长度：300mm尺寸：40mm×20mm×36.5mm重量：62g技术参数：无负载速度0.17秒/60度（4.8V）、0.13秒/60度（6.0V）扭矩：11Kg·m使用温度：-30——+60℃死去时间：4us工作电压：3.0V——7.2V3.1.2机器人合金零件将机器人的合金零件与舵机进行连接组装便可得到机器人的躯干和肢体，对于不同机器人套件生产商，其零件的种类也不尽相同，本系统的零件主要有舵机连接件、左脚、右脚、有丝舵盘、无丝舵盘、电池盒等零件。
具体组装图及组装步骤参见《双足步行机器人使用说明书》。
3.2舵机控制器电路舵机的控制信号是一个占空比可调的PWM信号，该PWM信号可由FPGA、CPLD、模拟电路或单片机产生。
采用FPGA成本较高，用模拟电路来实现则电路较复杂，不适合作多路输出。
一般采用单片机作舵机的控制器，目前采用单片机做舵机控制器的方案比较多，可以利用单片机的定时器中断实现PWM，本系统采用的单片机是51系列中的AT89S52单片机（如图1所示）。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 工艺的8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash。
AT89S52具有以下标准功能：8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节点模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
该控制板系一单片机最小系统开发板，直接从P1口输出8路信号分别控制8路舵机。
该模块设计人：杨亮4.嵌入式软件设计4.1流程逻辑4.1.1程序流程图#假设一个动作由state个状态组成，舵机个数为_dj num；#建立一个state行_dj num列的一个数组；#每一行都是一个状态所要求舵机应该到达的位置；#一维数组[_]dj dj num用来储存每个舵机的实时位置；#假设舵机的初始值为89度，初始的目标位置为90度，并把这个状态定为第0个状态，只有初始化时执行这个状态。