竞赛机器人用测距电路设计文献综述

 2022-08-04 09:08

  1. 选题的目的及意义

省大学生机器人大赛以机器人比赛为形式,以引导高等学校加强相关专业和课程建设,提高学生创新能力、理论知识应用能力为目标。随着科技发展与智能技术的应用、教育理念的不断更新,作为综合了信息技术、机械工程、电子工程、控制理论、传感技术以及人工智能、前沿科技的机器人技术也在为教育改革之路贡献着自己的力量。 为了参加江苏省机器人技术的比赛,培养学生创新能力,我们选择提前做好医疗服务机器人控制系统的设计。

采用红外测距传感器和超声波测距传感器,触摸屏的型号为26ATP,选一款DSC(数字信号控制器)作为主控制器,将检测到的距离在触摸屏上显示。要求使用电压:小于DC5V,静态电流:小于2mA,感应角度:不大于15度,探测距离:2cm-450cm,精度:可达1-3mm。要求设计其硬件电路,并用MPLAB C30编写相应的控制程序。

  1. 课题的研究现状

机器人是一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机,或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。智能机器人则是一个在感知-思维-效应方面全面模拟人的机器系统,外形不一定像人。它是人工智能技术的综合试验场,可以全面地考察人工智能各个领域的技术,研究它们相互之间的关系。还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。一部智能机器人应该具备三方面的能力:感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力和把感知与行动联系起来的能力。智能机器人与工业机器人的根本区别在于,智能机器人具有感知功能与识别、判断及规划功能。

随着智能机器人的应用领域的扩大,人们期望智能机器人在更多领域为人类服务,代替人类完成更复杂的工作。然而,智能机器人所处的环境往往是未知的、很难预测。智能机器人所要完成的工作任务也越来越复杂;对智能机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前,国内外对智能机器人的研究不断深入。

随着计算机技术不断向智能化方向发展,机器人应用领域的不断扩展和深化,机器人已成为一种高新技术产业,为工业自动化发挥了巨大作用,将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。

自 1954 年美国戴沃尔最早提出了机器人的概念以来,机器人就得以不断地发展。 概括起来,机器人的发展历程为 3 代:

第 1 代:示教再现型机器人,但不具备反馈能力。如郭勇等人[1]研制的挖掘机手柄自动操作机构,该机构结构简单,能够实现动作示教再现。

第 2 代:有感觉的机器人,不仅具有内部传感器,而且具有外部传感器, 能获得外部环境信息。 如 P.lLiljeb.ck 等人研制的蛇形机器人就装有内部测转速的传感器,以及外部测力的传感器,该机器人能够在不规则环境中具有一定的运动能力。

第 3 代:智能机器人。定义为“可自动控制的装置,能理解指示命令,感知环境,识别对象,规划自身操作程序来完成任务”。 如 John Vannoy 等人采用实时可适应性的运动规划(RAMP)算法的 PUMA560 机械臂,它能在复杂动态环境中自动识别来自不同方向的移动或静止的障碍物,主动规划路径,进而完成预定任务。

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