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(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，特別是機(jī)器人具有人類外觀特征、可愛(ài)的外貌、又兼有技術(shù)含量，極受青少年的喜愛(ài)。本課題要求設(shè)計(jì)一具有簡(jiǎn)單人體功能的、模擬舞蹈動(dòng)作的類人型機(jī)器人，完成簡(jiǎn)單人的基本動(dòng)作：可以前進(jìn)后退，左右側(cè)行，左右轉(zhuǎn)彎和前后擺動(dòng)手臂，行走頻率為每秒兩步，舉手投足、轉(zhuǎn)圈、頭部動(dòng)作靈活、并具備的語(yǔ)音功能。通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，可以對(duì)小機(jī)器人進(jìn)行語(yǔ)音控制，通過(guò)發(fā)出語(yǔ)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(dòng)的電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。通過(guò)電路控制和機(jī)械傳動(dòng)，可使機(jī)器人動(dòng)作。知識(shí)范圍涉及機(jī)構(gòu)學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)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(jì)的基本知識(shí)和設(shè)計(jì)方法，了解控制對(duì)象舞蹈機(jī)器人的工作原理、動(dòng)作過(guò)程，進(jìn)行簡(jiǎn)單舞蹈動(dòng)作及相應(yīng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；

　　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(dòng)控制最終方案，完成硬件電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)控制程序設(shè)計(jì)；

　　4、制作舞蹈機(jī)器人模型，完成各種運(yùn)動(dòng)、動(dòng)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(jì)的數(shù)據(jù)和要求

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

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

　　頭部等動(dòng)作；

　　3、整套動(dòng)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(dòng)空間大，可360 度旋轉(zhuǎn)。

　　6、采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠

　3 方案設(shè)計(jì)及方案論證

　　3.1 設(shè)計(jì)制作與調(diào)試流程

　　設(shè)計(jì)就是根據(jù)題目的要求而對(duì)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(lái)達(dá)到目的。硬件設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)要求的分析，對(duì)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(jì)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(duì)各種元器件的功能和接法的了解，以及對(duì)各種元器件的選擇和設(shè)計(jì)方案的選擇。軟件設(shè)計(jì)是分析設(shè)計(jì)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(jì)首先需作總體方案設(shè)計(jì)，包括機(jī)械和電氣兩部分。根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)，從整體上來(lái)講，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)主要包括底盤設(shè)計(jì)、尺寸選擇、驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)、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(dòng)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(dòng)作。語(yǔ)音識(shí)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(jué)系統(tǒng)。目前，機(jī)器人技術(shù)已日趨成熟，機(jī)器人感覺(jué)系統(tǒng)可通過(guò)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(guò)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(dòng)作。軟件編程可以豐富機(jī)器人的功能，使機(jī)器人動(dòng)作更加完善。總體方案設(shè)計(jì)框圖如圖3.1 所示。

　　圖3.1 機(jī)器人總體制作過(guò)程