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本次专训课共3次: 第一次课:考试要求及理论知识学习+编程创意制作 第二次课:复习+动手操作学习及实践 第三次课:考试模拟(理论+实践) 测试基本目标: 1、知识目标: 2、能力目标: 3、情感目标: 1、知识目标: (1)了解智能机器人的工作原理和一般应用; (2)理解程序设计的基本方法; (3)知道综合规划与设计智能机器人的一般方法; (4)掌握智能机器人简单故障的一般检测方法。 2、能力目标: (1)能自行规划设计机器人外形结构; (2)能熟练运用模块化语言编写机器人程序; (3)能运用遥控器控制机器人的常规运动; (4)初步具有综合规划设计智能机器人的能力; (5)能熟练排除智能机器人简单故障。 3、情感目标: (1)爱好机器人运动,具有勇于创新、勤于实践、善于思考的学习态度; (2)具有安全意识、文明守纪、操作规范的职业素养; (3)具有团队协作、互帮互学、尊敬师长、服从裁判的良好品德; (4)具备创新精神、具有创新能力。一、机器人的分类 一、机器人分类 按照用途主要可以分为: 工业机器人、农业机器人、家用机器人、医用机器人、服务型机器人、空间机器人、水下机器人、军用机器人、排险救灾机器人、教育教学机器人、娱乐机器人等 按照功能可以分为: 操作机器人,移动机器人,信息机器人,人机机器人 按照装置可以分为: 电力驱动机器人,液压机器人,气动机器人 按照受控方式可以分为: 点位控制型机器人,连续控制型机器人第一代机器人 70年代,随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智能技术的发展,机器人得到了迅速发展。1974年CincinnatiMilacron公司开发成功多关节机器人;1979年,Unimation公司又推出了PUMA机器人,它是一种多关节、全电动驱动、多CPU二级控制;采用VAL专用语言;可配视觉、触觉、力觉传感器,在当时是一种技术先进的工业机器人。现在的工业机器人结构大体上是以此为基础的。这一时期的机器人属于“示教再现”(Teach-in/Playback)型机器人。只具有记忆、存储能力,按相应程序重复作业,但对周围环境基本没有感知与反馈控制能力。 第二代机器人 进入80年代,随着传感技术,包括视觉传感器、非视觉传感器(力觉、触觉、接近觉等)以及信息处理技术的发展,出现了第二代机器人—有感觉的机器人。它能够获得作业环境和作业对象的部分有关信息,进行一定的实时处理,引导机器人进行作业。第二代机器人已进入了使用化,在工业生产中得到广泛应用。 第三代机器人 第三代机器人是目前正在研究的“智能机器人”。它不仅具有比第二代机器人更加完善的环境感知能力,而且还具有逻辑思维、判断和决策能力,可根据作业要求与环境信息自主地进行工作。二、机器人组成二、机器人组成 机器人由三大模块六个子系统组成。三大模块分别是传感器模块、控制模块和驱动模块。六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。 三大模块、六个子系统究竟是什么呢? 今天我们将这些枯燥的理论,深入浅出、简明意赅地告诉你!首先我们将机器人比作一个人,人有什么呢? 脑袋 人的大脑支配人的一切生命活动,机器人和人一样需要有“大脑”来控制机器人的动作,而机器人的“大脑”叫做CPU,我们称为控制器。它收集周围环境的信息,并根据收集到的环境情况向执行机构发出命令,驱动机器人完成各种指令动作。 感官 人的感官有很多,眼睛、耳朵、皮肤等等,眼观四周,耳听八方。感官是用来接收外界信息的,传感器是机器人的感测系统,相当于人的感觉器官。正如人有很多感官,机器人也有很多种传感器,一般分为外部传感器和内部传感器两大类别。心脏 人的心脏是推动血液流动,是血液运输的动力器官。驱动器是机器人的动力系统,相当于人的心血管系统,一般由驱动装置和传动机构两部分组成。 就像我们走在路上,眼睛看到前面有个坑,大脑就会马上做出反应绕过这个坑。机器人就是通过传感器收集周围环境信息,将数据反馈到控制器,经过运算后,控制器向驱动器发出指令驱动机器人运作。 但是,要机器人动起来仅靠三大模块还是不够哒!所以还需要一下这些: 神经 神经系统是人体内起主导作用的功能调节系统,主要调节和控制其他各系统的功能活动。而机器人中起着神经系统作用的叫做电路系统,是将机器人各部分联系在一起的桥梁和枢纽,使机体成为一个完整的统一体。 能量 人的能量从食物中获取,我们需要吃东西汲取足够的营养来维持正常活动。机器人也是如此 唯有足够的能量才能驱使它们运作,它们需要的的能量就是爱迪生发伟大发明——电。二、机器人组成三、机器人传感器 为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系,在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器,大大改