隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)已廣泛應(yīng)用于人類社會生活的各個領(lǐng)域，特別是機(jī)器人具有人類外觀特征、可愛的外貌、又兼有技術(shù)含量，極受青少年的喜愛。本課題要求設(shè)計一具有簡單人體功能的、模擬舞蹈動作的類人型機(jī)器人，完成簡單人的基本動作：可以前進(jìn)后退，左右側(cè)行，左右轉(zhuǎn)彎和前后擺動手臂，行走頻率為每秒兩步，舉手投足、轉(zhuǎn)圈、頭部動作靈活、并具備的語音功能。通過語音識別技術(shù)，可以對小機(jī)器人進(jìn)行語音控制，通過發(fā)出語音命令，控制機(jī)器人的。機(jī)器人包括底座、頭部、上身、下肢、以及電路控制板，分別控制手臂、頭部和底盤運(yùn)動的電機(jī)及傳動機(jī)構(gòu)等。通過電路控制和機(jī)械傳動，可使機(jī)器人動作。知識范圍涉及機(jī)構(gòu)學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、自動控制、計算機(jī)、人工智能等。

　　具體賦予任務(wù)：

　　1、深入了解類人型機(jī)器人的功能及工作要求，查找與課題有關(guān)的文獻(xiàn)資料及參考書目；

　　2、學(xué)習(xí)掌握機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的基本知識和設(shè)計方法，了解控制對象舞蹈機(jī)器人的工作原理、動作過程，進(jìn)行簡單舞蹈動作及相應(yīng)機(jī)構(gòu)設(shè)計；

　　3、根據(jù)機(jī)器人構(gòu)成、工作原理、主要特點(diǎn)和技術(shù)指標(biāo)，分析比較，加以論證，確定機(jī)器人運(yùn)動控制最終方案，完成硬件電路設(shè)計，單片機(jī)控制程序設(shè)計；

　　4、制作舞蹈機(jī)器人模型，完成各種運(yùn)動、動作模擬，調(diào)試成功。

　　5、規(guī)定的翻譯、論文工作。

　　2.2 舞蹈機(jī)器人設(shè)計的數(shù)據(jù)和要求

　　1、機(jī)器人身高80～120 ㎝，表演時機(jī)器人隨音樂翩翩起舞，動作協(xié)調(diào)、靈活；

　　2、表演各種的基本動作，具體動作可自行設(shè)計。涵蓋行進(jìn)、轉(zhuǎn)圈、舉手投足、

　　頭部等動作；

　　3、整套動作持續(xù)4 分鐘左右；

　　4、機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，重量輕；

　　5、靈活的多功能機(jī)器手臂：活動空間大，可360 度旋轉(zhuǎn)。

　　6、采用電機(jī)驅(qū)動，運(yùn)動準(zhǔn)確可靠

　3 方案設(shè)計及方案論證

　　3.1 設(shè)計制作與調(diào)試流程

　　設(shè)計就是根據(jù)題目的要求而對硬件和軟件進(jìn)行規(guī)劃，并選擇最合適的硬件電路和軟件程序來達(dá)到目的。硬件設(shè)計是通過對設(shè)計要求的分析，對各種元器件的了解，而得出分立元件與集成塊的某些連接方法，以達(dá)到設(shè)計的功能要求。并且把這些元器件焊接在一塊電路板上。它包括對各種元器件的功能和接法的了解，以及對各種元器件的選擇和設(shè)計方案的選擇。軟件設(shè)計是分析設(shè)計的硬件用程序?qū)崿F(xiàn)其功能，并且調(diào)試優(yōu)化產(chǎn)品功能。機(jī)器人的設(shè)計首先需作總體方案設(shè)計，包括機(jī)械和電氣兩部分。根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)知識，從整體上來講，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計必須與機(jī)器人所要完成的功能相適應(yīng)。機(jī)械部分設(shè)計主要包括底盤設(shè)計、尺寸選擇、驅(qū)動方式設(shè)計、電機(jī)選擇等；電氣是機(jī)器人最重要的部分，直接影響著機(jī)器人功能的實(shí)現(xiàn)于否。舞蹈機(jī)器人要求完全自動控制，必須采用單片機(jī)為

　　控制核心，它類似于機(jī)器人的大腦，接收和處理所有外界信息，指揮并控制機(jī)器人的所有動作。語音識別等功能是制作機(jī)器人硬件的難點(diǎn)，它要求機(jī)器人具有一定的感覺系統(tǒng)。目前，機(jī)器人技術(shù)已日趨成熟，機(jī)器人感覺系統(tǒng)可通過各種各樣相應(yīng)的傳感器技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。傳感器把接收到的外部信息輸入到單片機(jī)，再通過軟件進(jìn)行控制，從而單片機(jī)發(fā)出命令指揮機(jī)器人動作。軟件編程可以豐富機(jī)器人的功能，使機(jī)器人動作更加完善?？傮w方案設(shè)計框圖如圖3.1 所示。

　　圖3.1 機(jī)器人總體制作過程