第1章緒論
機械人（robot）是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以執行預先編排的程式，也可以根據以人工智慧技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建築業，或是危險的工作。
科學的進步與技術的創新,為機械人的研究與應用開闢了廣闊的思路與空間。自從二十世紀六十年代初人類創造了第一台機械人以後,機械人就顯示出它極大的生命力,在短短不到五十年的時間中,機械人的技術得到迅速的發展。
「機械人產業在二十一世紀將成為和汽車、電腦並駕齊驅的主幹產業。」從龐大的工業機械人到微觀的奈米機械人，從代表尖端技術的仿人型機械人到孩子們喜愛的寵物機械人，機械人正在日益走近我們的生活，成為人類最親密的夥伴。機械人技術和產業化在中國具有一定的現實基礎和廣闊的市場前景。
開展機械人研究活動，對加強思想道德教育，提高科學素養，發展自身潛能，引導更多學生關注科技、熱愛科技、走進科技具有重大意義。同時有利於積極推進基礎教育和高等教育改革，滲透科學技術教育，培養學生的實踐能力和創新精神。
「能力風暴」（ability storms）機械人由上海廣茂達電子資訊****開發，呈微控制器結構，外形酷似宇ufo，是專為個人機械人的需求設計的,專門面向教育的機械人。它是專門為大學進行課程教學、工程訓練、機械人競賽、科技創新以及研究服務開發的新型移動智慧型機械人。能力風暴個人機械人配有5種十幾個感測器，另外還可以根據需要擴充套件其他感測器，對環境的感知能力很強。
感知環境的能力是產生智慧型行為的前提，因此能力風暴能產生許多智慧型性行為。能力風暴機械人可用於參加機械人足球比賽，在機械人足球、擂台賽等對抗激烈的比賽中，機械人只知道對手在附近而無法確定距離遠近的問題。為此，可設計超聲測距卡能發射超聲波並檢測被障礙物反射回來的聲波，測量出兩者的時間差，然後根據聲音在空氣中傳播的速度，計算出障礙物與機械人之間的距離。
在機械人比賽中可對周圍環境進行探測，確定對手所在的方位。
機械人技術是涉及機械學、感測器技術、驅動技術、控制技術、通訊技術和計算機技術的一門綜合性高新技術，既是光機電軟一體化的重要基礎，又是光機電軟一體化技術的典型代表。其產品主要有兩大類，即以日本和瑞典為代表的一系列特定應用的機械人，如弧焊、點焊、噴漆裝備、刷膠和建築等，並形成了龐大的機械人產業。另一類是以美國、英國為代表的智慧型機械人開發，由於人工智慧和其它智慧型技術的發展遠落後於人們對它的期望，目前絕大部分研究成果未能走出實驗室。
機械人系統整合技術也是由幾個主要發達國家所壟斷。近年來，機械人技術並未出現突破性進展，各國的機械人技術研究機構和製造廠商都繼續在技術深化、引進新技術和擴大應用領域等方面進行探索。
自從20世紀60年代初世界第一台機械人誕生以後,機械人技術得到了迅速地發展.在21世紀,機械人技術的進步將會對科學與技術的發展產生重要影響。
高技術研究發展計畫("863"計畫)是我國關於高技術的中長期研究發展計畫,智慧型機械人是自動化領域的主題之一。"863"計畫開始實施以來,在特種機械人,機械人應用工程,機械人基礎技術等方面取得了很大成績,組織和培養了一支數量可觀的研究開發隊伍,建立了一批各具特色的研究開發環境，"863"計畫已成為我國發展智慧型機械人技術的最重要的陣地。
我們非常慶幸有這樣乙個平台能使學生比較全面綜合地了解現代工業設計,機械,電子,感測器,計算機軟體,硬體,人機互動,人工智慧等諸多領域的先進技術,並親身接觸和體驗現代高新技術,在學生獲得科技知識和實踐能力的同時,激發了他們的創新意識和創造發明的潛能,這個平台就是------智慧型機械人。
能力風暴機械人就是一種非常典型的智慧型機械人。
能力風暴機械人as-uⅱ（以下簡稱：as-uⅱ）是上海廣茂達公司生產的專門面向教育的機械人。它融合了現代工業設計、機械、電子、感測器、計算機和人工智慧等諸多領域的先進技術，學生可以通過使用能力風暴個人機械人接觸到多方面的知識和技術。
它提供了乙個介面平台，可供使用者進行擴充套件，實現二次開發，在軟體，機械，電子等方面均有較強的延拓能力。它採用圖形化互動c語言（簡稱vjc）完成as-uⅱ的軟體開發，具有基於流程圖的程式語言和互動式c語言(簡稱jc),便於使用者自由發揮。
開展能力風暴機械人研究活動，旨在進一步加強未成年人思想道德教育，提高廣大青少年的科學素養，發展自身潛能，引導更多的大中小學生關注科技、熱愛科技、走進科技，湧現出更多的未來科學家和未來工程師。在積極推進基礎教育和高等教育改革的過程中，滲透科學技術教育，努力培養大中小學學生的實踐能力和創新精神。
(1)能力風暴機械人的外形
能力風暴機械人外形酷似ufo，圖1.1是能力風暴機械人的外觀俯檢視。
圖1.1 能力風暴機械人的外觀俯檢視
（2） 能力風暴機械人的結構
as-uii 是面向教育的新一代智慧型移動機械人。as-uii結構參見圖1.2
圖1.2 as-uii的內部結構圖
as-uii有乙個功能強大的微處理系統和感測器系統，而且它還能擴充套件聽覺、視覺、和觸覺，成為真正意義上的智慧型機械人。
as-uii的身體結構主要由控制部分、感測器部分和執行部分三大部分組成。每一部分介紹如下：
（a）控制部分
控制部分是as-uii機械人的核心組成部分，見圖1.3。
圖1.3 as-uii的控制部分
從圖中我們可以清楚的看到as-uii控制部分的主要由以下兩個部分組成：
（a）主機板
位於as-uii「心臟」部位的控制部件是as-uii的大腦——主機板，它由很多電子元器件組成，跟人的大腦一樣，主要完成接收資訊、處理資訊、發出指令等一系列過程。as-uii的大腦有記憶功能，這主要由主機板上的記憶體來實現，至於「大腦」的分析、判斷、決斷功能則由主機板上的眾多晶元共同完成。
（b）控制按鍵
位於as-uii背部的控制面板，是as-uii機械人執行控制部件，具體按鍵分布如下圖所示：
圖1.4 控制按鍵部分
開關按鈕
控制as-uii電源開關的按鈕，按此按鈕可以開啟或關閉機械人電源。
「電源」指示燈
按下as-uii的開關後，這個燈會發綠光，這時就可以與機械人進行交流。
「充電」指示燈
當你給機械人充電時，「充電」指示燈發紅光。
「充電口」
將充電器的相應端插入此口，再將另一端插到電源上即可對機械人充電。
「**口」
「充電口」旁邊的「**口」用於**程式到機械人主機板上，使用時只需將串列埠連線線的相應端插入**口，另一端與計算機連線好，這樣機械人與計算機就連線起來了。
「復位/asos」按鈕
這是個復合按鈕，用於**作業系統和復位。當串列埠通訊線接插在**口上時，按擊此按鈕，機械人系統預設為此操作為**作業系統；如果你想使用其復位功能則需要將通訊線拔下，按擊此按鈕，機械人系統認為此操作為系統復位。
「執行」鍵
開啟電源後，按擊「執行」鍵，機械人就可以執行內部已儲存的程式，按照「指令」行動。
「通訊」指示燈
「通訊」指示燈位於機械人主機板的前方，在給as-uii**程式時，這個黃燈會閃爍，這樣就表明**正常，程式正在進入機械人的「大腦」即cpu。
（b）感測器部分
as-uii機械人的感測器，如圖1.5所示。主要有以下五種感測器：碰撞感測器，紅外感測器，光敏感測器，話筒，光電編碼器。
（c）執行部分
as-uii機械人的執行部分是指機械人執行具體功能時所要用到的部件，如圖1.6as-uii執行部分所示。主要有：揚聲器，lcd,主動輪及其驅動機構，從動輪，直流電機。
圖1.5 as-uii感測器部分
圖1.6 lcd和as-uii執行部分
（d）as-uii的能源
將as-uii機械人頭朝下翻過來，就能夠看到它的底盤下安裝有乙個盒體，這就是電池。見圖1.7 as-uii的電池。智慧型機械人的能量就來自於這個電池。
圖1.7 as-uii的電池
人對周圍環境的反應過程主要是感覺→大腦思考→作出反映，機械人的資訊處理流程也是如此。
超聲波測距電路設計
由於超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用於距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。利用超聲波檢測往往比較迅速 方便 計算簡單 易於做到實時控制，並且在測量精度方面能達到工業實用的要求，因此在移動機械人的研製上也得到了廣泛的應用。為了使移動機械人能自...
超聲波測距外文翻譯
摘要 本演示處理了測量距離的超聲波感測器在當前環境中的準確性。作為乙個測量感測器的選擇sfr08型配備了允許定址的ic通訊介面。這一事實使得建立感測器陣列變得簡單。控制和視覺化系統是基於pc。ni usb 8451是作為通訊卡使用的。驗證測量的目標是確定實際的感測器精度，特別是當測量較長的距離。當評...
超聲波測距模組總結報告
董公升亮senscomp公司的超聲波測距系統包括兩個部分，分別是測距模組 6500 和靜電換能器 600 前者驅動後者，後者負責傳送和接收超聲波，之後使用者便可根據超聲波發收這一時間間隔計算出與目標物之間的距離。經過多次戶外實驗與優化，目前可實現一片微控制器對4個超聲波測距模組的控制，並且每個的探測...