使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個仿人機(jī)器人的散件清單和資料詳細(xì)說明

　　在青少年中學(xué)習(xí)開發(fā)應(yīng)用機(jī)器人是時代的需要， 應(yīng)適教育的需要， 提高學(xué)生素質(zhì)的好方法。機(jī)器人可分為輪式機(jī)器人、仿生機(jī)器人、虛擬機(jī)器人及網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人， 我們這里講通用仿生機(jī)器人。SL-ROBOT-2仿人形機(jī)器人（ 簡稱人形機(jī)器人）， 是雙龍電子開發(fā)的新產(chǎn)品， 該機(jī)械結(jié)構(gòu)解決了人形機(jī)器人的行走平衡控制， 使人形機(jī)器人的復(fù)雜問題簡單化。SL-ROBOT-2可使用圖形軟件或流程度軟件， 只要你會操作電腦， 你就能開發(fā)、設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試人形機(jī)器人。該機(jī)也可換成空白芯片ATmega16單片機(jī)， 可使用匯編語言及多種高級語言編程仿真調(diào)試， 開發(fā)通用智能人形機(jī)器人。

　　（ 一） 機(jī)器人概述

　　仿生機(jī)器人是目前較高級的機(jī)器人。尤其仿人形機(jī)器人要解決平衡問題， 應(yīng)該說難度更大，這就是一種新的挑戰(zhàn)， 也就是創(chuàng)新所在。

　　仿生機(jī)器人， 即用機(jī)器來模仿一切有生命的生物的某些功能、運(yùn)動、智能等， 為人類所利用。仿生機(jī)器人中我們另外分出仿人形機(jī)器人， 即有手有腳機(jī)器人。人是智能最高的生物， 所以研究仿人形機(jī)器人是當(dāng)今最高科技的綜合。

　　仿生機(jī)器人又可分二足機(jī)器人、四足機(jī)器人、六足機(jī)器人、多足機(jī)器人、蛇形機(jī)器人、幼蟲機(jī)器人、魚形機(jī)器人等等。二足機(jī)器人有鳥類、雞、鴨、天鵝、企鵝、鴕鳥、丹頂鶴等等。四足機(jī)器人品種也很多， 有鼠、牛、虎、兔、龍、馬、羊、猴、狗、豬、貓、象、獅、青蛙、龜、國寶熊貓等等。六足機(jī)器人七星瓢蟲、蟋蟀等。多足機(jī)器人蟹、蝦、蜈蚣、蜘蛛等等。仿生機(jī)器人也可綜合、拼裝抽象出新的生物， 運(yùn)動會的吉祥物， 計(jì)算機(jī)動畫人物， 童話電影創(chuàng)造的新生物， 利用逆向思維、克隆技術(shù)創(chuàng)造新生物， 設(shè)計(jì)成雙頭新動物如： 鼠貓和、狗鼠好、馬虎頭、牛馬對等等。

　　仿人形機(jī)器人行走又可分不需平衡控制的與需考慮平衡控制的兩類。不需考慮平衡控制的機(jī)器人如： 大腳機(jī)器人， 交義腳機(jī)器人， 其機(jī)器人運(yùn)動重心始終在大腳上; 需考慮平衡控制的仿人形機(jī)器人， 就要考慮行走時重心的隨時調(diào)正， 使機(jī)器人重心始終在機(jī)器人腳上。面向青少年的機(jī)器人開發(fā)應(yīng)用， 因考慮到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)狀況， 我們僅定位在初級階段， 使復(fù)雜問題簡單化， 來解決機(jī)器人行走的平衡問題。隨著我國人民經(jīng)濟(jì)水準(zhǔn)的提高及應(yīng)用技術(shù)的普及， 再研究智能更高的仿人形機(jī)器人。

　　機(jī)器人的開發(fā)應(yīng)用普及與技術(shù)支持和經(jīng)濟(jì)條件有關(guān)。日本的娛樂機(jī)器人要人民幣160 多萬， 新加坡的踢足球機(jī)器人要3-5 萬， 如果我國開發(fā)的仿人機(jī)器人控制在3-5 千， 才能在我國青少年中推廣普及。

　　我國普通高中教材《簡易機(jī)器人》將于2004 年秋季試點(diǎn)，2007 年全國推廣， 又值2008年我國舉辦世界奧林匹克運(yùn)動會， 其中科技奧運(yùn)也是我國奧運(yùn)會的重要組成部分。單片機(jī)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個分支， 是簡易機(jī)器人的核心組件。日常生活中的VCD機(jī)、DVD機(jī)、數(shù)字電視機(jī)、自動洗衣機(jī)、空調(diào)及其遙控器等設(shè)備都使用著各種各樣的單片機(jī)， 同時在工業(yè)控制、智能機(jī)器、智能武器、智能化儀表和儀器等領(lǐng)域， 它也得到了廣泛應(yīng)用。通過《簡易機(jī)器人》的學(xué)習(xí)， 學(xué)生應(yīng)該知道單片機(jī)和機(jī)械傳動的基本知識， 能設(shè)計(jì)與制作由單片機(jī)和傳動機(jī)械等組成的簡易自動控制機(jī)器或簡單的自動控制系統(tǒng)。

　　教學(xué)中要重視使用計(jì)算機(jī)技術(shù)提供的學(xué)習(xí)平臺， 突出簡易機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用， 合理選擇價格低廉、可多次編程的單片機(jī)型號和通俗易懂的單片機(jī)編程語言。注意應(yīng)用實(shí)例的典型性，著重系統(tǒng)和技術(shù)試驗(yàn)等技術(shù)思想方法在設(shè)計(jì)過程中的具體運(yùn)用， 力爭達(dá)到舉一反三的效果。我國各省市每年都有創(chuàng)新大賽和機(jī)器人大賽， 世界上也有各種專業(yè)機(jī)器人賽事。我國每年暑假舉辦全國青少年科技創(chuàng)新大賽， 設(shè)有專門展區(qū)展示青少年機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)的優(yōu)秀作品。

　　全國青少年科技創(chuàng)新大賽（China Adolescents Science & Technology InventionContest， 簡稱CASTIC）是一項(xiàng)具有20 年歷史的全國性青少年科技創(chuàng)新和科學(xué)研究項(xiàng)目的科技比賽， 是目前國內(nèi)面向在校中小學(xué)生規(guī)模最大、層次最高的具有示范性和導(dǎo)向性的全國青少年科技教育活動之一， 其根本宗旨在于推動青少年科技活動的蓬勃開展， 培養(yǎng)青少年的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，提高青少年的科技素質(zhì)，鼓勵優(yōu)秀人才的涌現(xiàn)。

　　全國青少年科技創(chuàng)新大賽是由中國科協(xié)、教育部、科技部、國家環(huán)境保護(hù)總局、國家體育總局、自然科學(xué)基金委員會、共青團(tuán)中央、全國婦聯(lián)和承辦省（區(qū)、市）政府主辦。全國每年約有1500 萬青少年參加各級各類的青少年科技創(chuàng)新競賽活動。

　　為培養(yǎng)青少年的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神， 把現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)引入中小學(xué)青少年科技教育活動，激發(fā)廣大青少年學(xué)習(xí)、探索、掌握和運(yùn)用電子信息技術(shù)的興趣，提高青少年的科學(xué)素質(zhì)，大賽組委會開設(shè)專門展區(qū)展示青少年機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)的優(yōu)秀作品。優(yōu)秀機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)作品由大賽組委會根據(jù)各地開展青少年機(jī)器人活動的情況， 選擇開展較好的地區(qū)選送優(yōu)秀作品展示。展示的機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)要有創(chuàng)新性和新穎性， 要有良好的功能和完整的演示表演過程；應(yīng)能夠完成不同的動作，并有對設(shè)計(jì)模型的創(chuàng)意、功能和結(jié)構(gòu)等簡短介紹的文字說明。