，平均单机价格从年的万美元降至年的万美元。⒉机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机减速机检测系统三位体化，由关节模块连杆模块用重组方式构造机器人整机，国外已有模块化装配机器人产品问世。⒊工业机器人控制系统向基于机的开放型控制器方向发展，便于标准化网络化器件集成度提高，控制柜日渐小巧，且采用模块化结构大大提高了系统的可靠性易操作性和可维修性。⒋机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置速度加速度等传感器外，装配焊接机器人还应用了视觉力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉声觉力觉触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。青岛大学本科毕业设计论文⒌虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。⒍当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入使用化阶段。美国发射到火星上的索杰纳机器人就是这种系统成功应用的最著名的实例。⒎机器人化机械开始兴起。从年美国开发出虚拟轴机床以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之，纷纷探索开拓其实际应用的领域。我国机器人的发展状况我国的工业机器人从年代七五科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过七五八五科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术控制系统硬件和软件设计技术运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆弧焊点焊装配搬运等机器人其中有多台套喷漆机器人在二十余家企业的近条自动喷漆生产线站上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有定的距离，如可靠性低于国外产品机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，客户，次重新设计，品种规格多批量小零部件通用化程度低供货周期长成本也不低，而且质量可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化通用化模块化设计，积极推进产业化进程。我国的智能机器人和特种机器人在计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人，米水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人双臂协调控制机器人爬壁机器人管道机器人等机种在机器人视觉力觉触觉声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术遥控加局部自主系统遥控机器人智能装配机器人机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，以系统集成带动机器人技术的全面发展，以期在十五后期立于世界先进行列之中。青岛大学本科毕业设计论文机器人技术的发展趋势工业机器人技术发展与应用水乳交融。在第代工业机器人普及的基础上，第二代已经推广，成为主流安装机型，第三代智能机器人已占有定比重。以应用为龙头拉动工业机器人技术的发展，其技术特点与重点发展领域体现在下述方面机械结构以关节型为主流，年代发明的适用于装配作业的平面关节型机器人约占总量的目前世界工业机器人总数约为台，年代初开发的适用于窄小空间快节奏度全工作空间范围的垂直关节型机器人大量用于焊接和上下料。应炼钢炼铁铸锻行业和汽车建筑桥梁等行业需求，超大型机器人应运而生。如焊接数十米长以上大构件的弧焊机器人群采取蚂蚁啃骨头的协作机构。己普遍采用等技术用于设计仿真与制造中。控制技术大多数采用位，控制轴多达轴，技术和离线编程技术大量采用。协调控制技术日趋成熟，实现了多手与变位机多机器人的协调控制，正逐步实现多智能体的协调控制。基于的开放式结构控制系统由于成本低并具有标准现场网络功能，己成为股潮流。驱动技术年代发展起来的伺服驱动已成为主流驱动技术用于工业机器人中。日本家机器人公司于年生产的种型号机器人产品，其中采用伺服驱动的有种，占。直接驱动技术则广泛用于装配机器人中。新代的伺服电机与基于微处理器的智能伺服控充满了乐趣。有的低层的驱动软件与硬件相关太紧密或实时要求很高，需要用汇编语言来处理。能力风暴智能机器人的执行器有二只高性能直流电机只喇叭只字符的液晶显示器。能力风暴机器人的系统结构如图所示。图能力风暴机器人的系统结构能力风暴计算机硬件的设计策略是尽量选择功能齐全可靠周边设备集成度高的微控制器，价格也需控制，能让中国的学生以可以承受的价格获得世界上先进的智能机器人青岛大学本科毕业设计论文计算平台。生产的，使我们以极少的周边芯片获得了齐全的功能，个模拟口，个输入捕捉，个输出，位地址，位数据总线，串口，以及个通用。同时，充分考虑到软件开发工具问题。因为没有优秀方便的软件开发工具，硬件只能成为专有系统，而无法成为开发平台。的自下载功能，使我们拥有了纯软件开发调试的优秀工具。即可用于开发高层应用软件，又便于开发低层驱动，还能交互调试。微控制器有片内存储器定时器系统串行口并行口，中断和复位系统组成。外部存储器能力风暴智能机器人扩展了的静态不挥发。其优点是既有静态的速度和方便，又有或的掉电不丢失性，从而能将程序和数据合用个芯片。写入的数据可保存十年以上，同时具有可靠的上电掉电强静电等数据保护功能。电源与复位电路能力风暴控制板采用稳压芯片，提供，电压，该芯片自身的功耗很低。低电压复位保护电路采用，当电压低于，将产生复位信号，同时红色发光二极管变亮。能力风暴机器人的开发能力软件开发能力标准语言子集，简洁的专业程序员语言支持浮点运算指针多维数组先进的多任务操作系统便于学习的图形化交互式语言众多的驱动程序和应用程序代码，在高手的基础上学习编程。能力风暴机器人Ⅱ它采用图形化交互语言简称完成Ⅱ的软件开发,具有基于流程图的编程语言和交互式语言简称,便于用户自由发挥。机械扩展能力至个直流电机至个步进电机交流伺服电机至个继电器电继阀记忆合金至个灯泡电热丝蜂鸣器。扩展实例灭火风扇，机械手臂，装饰彩灯等。青岛大学本科毕业设计论文电子扩展能力至几百路位模拟输入至几十路输出捕捉路数字式输出。扩展实例超声测距卡，红外测距卡，路伺服电机驱动卡，路输入输出。青岛大学本科毕业设计论文第三章大功率电机驱动扩展卡设计电机驱动原理能力风暴智能机器人的行走装置轮子由两只直流电机驱动，采用差动驱动方式，而两只电机的转向及转速由电机驱动芯片控制。电机及其调速原理以电为原动力产生机械旋转动力的装置叫做电动机。电动机如果是依靠直流电源工作，则称为直流电机。在中，直流电机将轴的旋转运动输入到齿轮箱，然后齿轮箱的输出轴控制轮子转动，从而驱动整个机器人的运动。直流电机上的电压大小影响它的转速和扭矩。图即为不同电压下的电机转速转矩图。图直流电动机图直流电机在定电压下，如图所示，在图中特性线上取两个点，很明显。由此我们可以发现转速变小时，转矩增大，这就叫转速与转矩成反比如果改变电压，则转速转矩线随着电压的变化而向下方移动。在智能机器人负载定时即转矩定时，降低电压，对应的转速也相应减小，这样就可实现电机的调速。在智能机器人里正是采用改变电机电压的方式来改变电机的转速，叫做脉宽调制。智能机器人电机上得到的信号是方波，不同的方波的平均电压不同如图，我们就利用这点来进行的速度控制。采用不同的脉宽调节平均电压的高低，进而调节电机的转速，即脉宽调制，。智能机器人上通过主板发脉宽调制信号，通过改变脉冲宽度来调节输入到电机的平均电压。青岛大学本科毕业设计论文图不同宽度的方波实现控制的电机是经过减速器将转动传给轮子，将高速转化为低速。通过三级直齿轮传动减速，来满足运行的速度和转矩如图。图三级减速器齿轮头的驱动方式机器人的驱动采用的是差动驱动方式。差动方式是指将两个有差异的或的运动合成为个运动。当我们把两个电机的运动合成为个运动时，这就成了差动驱动。仔细观察智能机器人的底盘，你会发现机器人有两个样的齿轮头，每个齿轮头都包括个直流电机。这两个直流电机分别控制个驱动轮，在运行时，我们可以分别确定两个电机各自的转速，组合起来就能实现机器人的各种运动方式，如直行转弯等，这就实现了差动驱动方式。电机驱动电路机器人的电机驱动芯片采用直流电机驱动芯片。其外观如图所示。图芯片青岛大学本科毕业设计论文可提供单通道达的双向驱动电流，供压范围从到。输入端由使能端,控制，输入端由使能端，控制。当使能端,输入为高电平时，输出端的状态由输入端状态决定当使能端，输入为高电平时，输出端的状态由输入端状态决定。而当使能端输入为低电平时，无论相应输入状态如何，相应输出状态均为高阻态。输入电压用以产生逻辑输入电流，用以产生输出电流。芯片内部具有热阻断和内部保护电路。当芯片温度过高时，会产生热阻断，在热阻断模式下，无论输入如何，输出均为高阻态。芯片引脚图和功能表如下图所示图芯片引脚及功能表如所述，电机调速原理是通过采用不同的脉宽调节平均电压的高低，进而调节电机的转速，即脉宽调制，。因此可以通过单片机，口分别给发脉宽调制信号，通过改变脉冲宽度来调节输入到电机的平均电压,口接的输入端，发出的信号用来调节电机转向。驱动电路如图所示图电机驱动电路硬件扩展总线能力风暴控制板设计了总线见图，简单类似于和总线。采用堆叠式的扩展卡可以方便扩展控制板的功能,它分为和两部分。机器人主板上和插槽用于插各种功能的扩展卡。和引脚图和各部分功能如下所示