1.学机器人设计需要掌握哪些知识
1.机械电子工程 要制作机器人,肯定离不开机械电子系统,目前该项技术已经成功的应用于安全气囊、防滑刹车系统、复印机、CD机、行驶模拟装置和自动售票机等。
机械电子工程专业又叫机电一体化,学习了此专业就能掌握机器人运动系统、传感和执行元件技术等。要想制作机器人,这门专业开设的课程可以说是基础性的,必须掌握的。
2.机械设计制造及其自动化 看见这长长的专业名称,是不是觉得有点迷茫呢?简而言之,该专业的目的就是设计出智能化的产品。它将计算机科学、信息技术、自动控制技术等融入机械制造中,用先进的设计及制造技术,实现产品的不断智能化。
此项专业对推动机器人技术的向前发展和“拟人化”有着十分关键的作用。3.电气工程及其自动化 从专业的名称上就可以看出,它侧重于电子、电气系统。
制造机器人离不开电力电子技术和网络控制系统,要科学的设计出合理的机器人供电系统,需要电路的精确配合。同时,机器人电力的传动和电力系统的保护及控制都与这门专业息息相关。
4.计算机控制技术 学习计算机控制技术主要目的是设计出机器人所需要的程序和控制系统,它掌控的是高智能机器人的核心部分——“大脑”。 大脑的硬件是中央处理器,软件是控制系统。
机器人的设计离不开编程,当设定出你想要的程序之后,机器人就能按照你的指令进行工作了。因此熟练掌握计算机控制技术就显得更外重要了。
2.制作一个机器人,需要哪些方面的专业知识
需要学医学了解人有多少根骨头有多少块肌肉,每块肌肉是如何拉动骨头运动的
学材料做出来能像人肌肉一样伸缩的东西并且能够通过接收电信号进行收缩
学电气工程做出来能给上面造出来肌肉发送信号的东西
学动作捕捉并量化每块肌肉所用的力并按时间顺序记录,记录时间间隔越小越好,假设能拿到秒级的后面回放记录到的数据也是秒级的看到的现象就是机器人一秒动一次,拿到秒级的线性拟合出来毫秒级的另说。
将捕捉到的数据按顺序传给每块上面做出来的肌肉拉动骨头运动,记录多种状态下的肌肉状态例如记录从走到站,从站到坐的状态按不同的顺序执行能够完成从走到坐,从坐到走的动作。多记录一些不同状态下的肌肉状态就能够完成一些比较复杂的运动了
类似人的肌肉不容易做不出来有很多代替的方式但是用其他方式做出来的灵活性都不好
这方面通电后收缩的材料是考虑的方向想要做到临近肌肉间互不影响还是很难的,只需通过小电流就能够收缩而且不受外部环境温度压力的影响
眼睛对应的摄像头
鼻子现在还没有被研究出来
耳朵对应录音机
嘴巴可以用喇叭实现
皮肤的触觉考虑用红外线实现吧
能按操作指令动了,说明硬件方面的事情做完了
软件部分负责传输什么样的指令给这套硬件系统
需要去学图像识别,自然语言处理相关知识
目前图像识别去识别是什么垃圾,过个马路都有困难
自然语言处理可以参考下siri
这种东西一个人是很难做出来的,做资源整e68a84e8a2ade79fa5e9819331333431373261合才有可能做出来。
3.机器人专业需要学习什么理论知识
机器人专业需要学习的理论包括:
高级语言程序设计、电路分析、机械设计基础、模拟电子技术、数字电子技术、自动控制原理、微机原理及接口技术、电机与电气控制技术、单片机原理及其应用、机械制造基础、PLC原理与应用。
工业机器人控制系统、运动控制系统、工业机器人计算机编程、机器人传感器技术及应用、工业机器人系统集成技术、工业机器人仿真技术、生产运作管理、计算机视觉、现场总线控制技术、嵌入式控制系统及应用。
机器人专业主要培养德、智、体、美全面发展,具有在生产一线从事工业机器人及其相关机电设备的安装、编程、调试、运行维护和设备管理的高端技能型专门人才。
扩展资料
机器人专业学生毕业后,能够在机器人的设计研究单位、生产制造企业以及集成应用公司,从事机器人工作站设计、装调与改造,机器人自动化生产线的设计、应用及运行管理等技术或管理岗位工作。
专业要求学生通过三年的学习,能够掌握一般工业机器人的结构、运动原理等基本知识,掌握机器人的安装调试、编程操作、维护与维修的技能,并具有良好的实际生产水平,满足工业机器人应用的技能要求。具有良好的团结协作、钻研、踏实肯干的职业精神与专业素养。
机器人学的研究推动了许多人工智能思想的发展,有一些技术可在人工智能研究中用来建立世界状态的模型和描述世界状态变化的过程。
参考资料来源:搜狗百科-机器人工程专业
4.机器人设计与制作的相关入门需要掌握怎样的知识与技能等
你的问题实际上包括了两方面:设计、制作。
制作相对于设计来讲,要容易一些,因为仿造一个机器人也可以说是制作。
所需要的知识大概如下(可参照工科专业大学课程规划):
结构方面(机械专业相关):机械原理(所需机构的基本运动学、力学原理),机械设计(知道各种零件的用途、基本配合关系),基本装配方法(好多结构能设计出来,但是装不起来),工程图学(交给别人机加时,至少得会出二维图),公差计算基础(知道机加时哪些尺寸需要多高的精度),工程材料基础(了解各种常见材料的特性,复合材料方面不需要多深入,了解一些常用的复合材料就行),加工工艺基础(知道各种零件能如何加工出来,主要侧重冷加工方面)。硬件电路方面(电子专业相关):电路基本原理,模拟电路、数字电路基础(会实现基本的控制电路:电源、逻辑电路等),检测技术基础(知道常见传感器的原理、指标及使用方法)。软件方面(计算机专业相关):编程语言(C语言或一种汇编),操作系统基础(有助于设计较为复杂的软件架构,也有助于学习单片机、DSP等控制器),常用算法与数据结构(有助于设计出合理、高效、有创意的机器人控制算法),计算机网络基础(比如未来可以做多机器人通讯等),软件工程(知道如何设计并维护软件),数字图像处理基础(用到摄像头等传感器时需要这方面知识)。控制方面(自动控制专业相关):电机学(知道如何控制电机(马达)转起来),自动控制原理(让电机按照你的期望速度和目标位置转动起来,如经典的PID算法),一些信号处理知识(比如用于滤波)。数学方面(工科专业相关) :计算方法(一些用于实际计算时的算法),线性代数(或高等代数、矩阵论)用于未来需要计算多关节机器人的运动学、动力学的必备工具。会计方面(商科专业相关):成本分析、预算等概念,起码需要知道做出这个机器人要花多少钱(一般机加要占大头,画电路板是其次,自己做的话,软件开发的会计成本可以忽略)。具体到可能需要学习的技术方面,可以从以下几方面涉猎:
结构方面:学习一种三维建模工具(SolidWorks或Pro E、UG等),能出二维图;能做一些有限元分析就更好了(会帮助你设计可靠的结构)。硬件电路方面:会用一种电子设计工具(Protel、PowerPCB等),能画原理图,会画PCB;一种电路仿真工具(EDA软件:如Proteus),单片机(51、AVR、Freescale、ARM等)或CPLD/FPGA,你的驱动程序、控制算法要在上边实现。软件方面:学会一种IDE(如Keil、ICC、Realview等),了解编辑、编译、调试方法;学习一下uC/OS或其他RT OS的使用,如果要跑操作系统,可方便移植。经典控制如果要设计出自己的机器人来,恐怕需要在一定“制造”的基础之上有自己的靠谱想法,可以从多个学科深入下去,仅举几个例子:
机构:学习更多机构原理,积累更多机械设计经验;数字图像处理:目标检测、图像识别,立体视觉等;控制理论:滤波算法、系统辨识、自适应控制、模糊控制等;仿生学:好多新颖的机器人都是建立在仿生学的基础上的。此外,还可以关注国际机器人方面相关的论文(如中文的《机器人学》等)或会议(如ICRA、IROS等) ,跟踪著名高校的机器人方面研究近况(如CMU、MIT等),相信一定会开阔眼界的。
5.如果要设计机器人须要什么方面的知识,资料,相关教程
1.用AutoCAD2000设计机器人 2.简易机器人的设计方法 以AT89C51单片机作为智能机器人的检测和控制核心。
采用红外光电传感器检测路面黑线及障碍物,使用金属传感器检测路面下金属铁片,应用光电码盘测距,用光敏电阻检测、判断车库位置,利用PWM (Pulse-Width Modulation,脉宽调制)技术动态控制电动机的转动方向和转速。通过软件编程实现对智能机器人行进、绕障、停止的精确控制和检测数据的存储、显示。
关键词:智能机器人;传感器;控制;模块化设计 随着微电子技术的不断发展,微处理器芯片的集成程度越来越高,单片机已经可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器,甚至A/D、D/A转换器等电路,这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合起来,组成所谓的“智能化测量控制系统”。这促使机器人技术也有了突飞猛进的发展,现在人们已经完全可以设计并制造出具有某些特殊功能的简易智能机器人了。
1、设计思想与总体方案 1.1 简易智能机器人的设计思想 本机器人能在任意区域内沿引导线行走,自动绕障,在有光源引导的条件下能沿光源行走。同时,能检测埋在地下的金属片,发出声光指示信息,并能实时存储、显示检测到的金属片数目以及各金属片至起跑线间的距离,最后能停在指定地点,显示出整个运行过程的时间。
1.2 总体设计方案和框图 本设计以AT89C51单片机作为检测和控制核心。采用红外光电传感器检测路面黑线及障碍物,使用金属传感器检测路面下金属铁片,应用光电码盘测距,用光敏电阻检测、判断车库位置,利用PWM技术动态控制电动机的转动方向和转速。
通过软件编程实现机器人行进、绕障、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示。我们通过对电路的优化组合,最大限度的利用51单片机的全部资源。
P0口用于数码管显示,P1口用于电动机的PWM驱动控制,P2,P3口用于传感器的数据采集与中断控制。这样做的优点很明显:充分地利用了单片机的内部资源,降低了总体设计的成本。
2、系统的硬件组成及原理 此系统的硬件部分由单片机单元、传感器单元、传感器单元、电源单元、声光报警单元、键盘输入单元、电机控制单元和显示单元组成, 2.1 单片机单元 本系统采用AT89C51单片机作为中央处理器。他的主要任务是扫描键盘输入的信号启动机器人,在机器人行走过程中不断读取传感器采集到的数据,将得到的数据进行处理后,根据不同的情况产生占空比不同的PWM脉冲来控制电机,同时将相关数据送显示单元动态显示,产生声光报警信号。
其中,P0口用于数码管动态显示,P1.0~P1.5控制2个电机,P1.6,P1.7为独立式键盘接口,P2口接传感器,P3.2接计里程的光电码盘,P3.7接声光报警单元,P3.4,P3.5,P3.6接用于显示金属片数目的发光二极管。 2.2 电机控制单元 本机器人采用了双电机双轮驱动的小车作为其底座。
他的2个电机分别独立控制其左右两边的车轮,靠两边电机的转速的不同来实现转弯功能,还可让其原地转弯,便于控制。而传统的小车是靠动力电机和转向电机驱动,转弯角度难以控制,不便于使用。
电机控制电路采用大功率对管BD139,BD140组成的H型驱动电路,通过单片机产生占空比不同的PWM脉冲,精确调整电机的转速。这种电路由于工作在晶体管的饱和或截止状态下,避免了在线性放大区工作时晶体管的管耗,可以最大限度地提高效率;H型电路保证了可以简单地实现电机转速和方向的控制;电子开关的速度和稳定性也完全可以满足需要,整套驱动电路是一种被广泛采用的电机驱动技术。
电路如图3所示。 2.3 传感器单元 2.4 键盘输入单元 键盘输入单元采用独立式键盘,由2个按键组成,其中一个为启动键,另一个为显示切换键,当机器人行走完全程后,按下该键,将显示整个行走过程的时间。
2.5 显示单元 显示单元由2个7段数码管组成,为了减少整个系统的功耗,采用了由单片机软件译码,动态显示,实时显示每个金属片到起点的距离以及整个运行过程的时间。 2.6 声光报警单元 用555作振荡源,用单片机触发振荡源驱动电磁讯响器作为声音指示器和1只发光二极管作为光指示装置,从而组成声光报警单元。
2.7 电源单元 本系统采用2套电源分别对电机和控制电路进行单独供电。系统控制电路采用经7805稳压后的输出供电(5 V),电机则采用4节AA电池来供电。
3、系统的软件设计 该系统配套的软件程序采用模块结构,由C语言编写完成。主要由初始化程序、偏道调整程序、偏离光源调整程序、声光指示子程序、读传感器状态、显示程序、定时器0的中断服务程序、定时器1的中断服务程序、外部中断0的服务程序、停车处理等模块组成。
我不是这方面的专家,只能这样帮你,可能不能解决什么问题,对不起。