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1、 目目 录录1 机器人概述 11.1 引言11.2 机器人在我国的发展21.3机器人的发展方向22 语言控制灭火机器人的设计方案32.1 语言控制灭火机器人的设计任务32.2语言控制灭火机器人的基本设计方案32.3 对语言控制灭火机器人方案的理想设计42.3.1语音控制部分的设计42.3.2 灭火部分的设计42.3.3单片语音识别电路 HL700343语言控制灭火机器人的硬件构成83.1 单片机的应用领域及系统结构 83.2 MS-51 单片机103.2.1 单片机的内部资源103.2.2单片机的引脚113.2.3单片机的几个必要电路123.2.4 温度传感器和单片机的接口电路133.3麦克风
2、143.3.1麦克风的工作原理153.4步进电机153.4.1步进电机的基本原理163.4.2步进电机的类型2034.3步进电机的特性233.4.4步进电机的驱动电路243.4.5步进电机与单片机的接口24 3.4.6步进电机的驱动电路27 3.5 机器人工作电源273.5.1 灭火电风扇的电源电路273.5.2机器人的工作电源 274 具体实施方案的设计284.1 对机器人工作场景的描述 284.2 语言控制灭火机器人的俯视图 294.3 建立一个理想的实物模型 294.4 根据方案画出简要的流程图 304.5 具体实施方案流程图314.6 总体设计硬件电路图324.7对机器人进行编程32结
3、束语33致谢34参考文献35附 录 A 相关程序36附 录 B 流程图46附 录 C 总体设计硬件电路图52摘 要进入 20 世纪后，机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持，使机器人技术得以向更深广的空间发展，水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、娱乐机器人、军用机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成为了现实。本篇论文题目为语言控制灭火机器人设计，灭火机器人是工业机器人的一种，其主要用途是代替消防队员接近火场实施有效的灭火。本文介绍的语言控制灭火机器人主要包括两大部分：语音控制和灭火部分，由 MCS-51 系列的 8051 单片机、温度传感器、步进电机、语音识别系统、电风扇
4、及一些必要的驱动芯片组成。文中侧重介绍语言控制灭火机器人各组成部分硬件电路的设计及机器人实现各功能的原理，至于软件方面的设计，本文给出了流程图和汇编语言程序。关键词： 单片机； 灭火机器人； 温度传感器； 语音识别电路AbstractSince the beginning of the 20th century, robot research and development has been more concerned and supportted for robot technology to the wide space to develop deeply, underwater rob
5、ots, space robots, robotic air and ground robots, micro robots and so on. The robots have been developed for various uses. Many dreams come true. The title for language control fire fighting robot design. A fire-fighting robot is a kind of industrial robots, whose main purpose is to replace the fire
6、r to put out the fire effectively. The robot includes two main parts : voice control and fighting part.The hardwares of the robot includes the MCS-51 series 8051 monolithic integrated circuits, the temperature sensor, step-by-steps the electrical machinery, the speech recognition system, fans and th
7、e necessary driving chip. In the article stresses the introduction language control fire fighting robot each constituent hardware electric circuit design and the robot realizes various functions principle, as for the software aspect design, this article has given the flow chart and the assembly lang
8、uage procedure.Key words： singlechip； the robot for putting out the fire；temperature sensor；voice recognition chip1 机器人概述 1.1 引言 自1954年美国G.C. Devol发表了“通用重复型机器人”专利论文和1958年美国Consolidated发表“数字控制机器人”论文，揭开了机器人研究的序幕以来，机器人科学取得了突飞猛进的发展。它现在己经发展成为一门涉及到力学、电子学、计算机科学、控制理论、传感器技术、机械工程、仿生学和人工智能等诸多学科领域的综合性学科。随着机器人技术
9、的飞速发展，机器人被大量地应用于空间、海洋、军事、工业、农业、家庭以及医疗卫生等众多领域，用途越来越广泛。机器人的发展大致经过以下三代的演变：第一代是顺序控制机器人。它们是以 1962 年 AMF 公司和 Unimation 公司的“Versatran”与“Unimate”为起始产品，目前的应用已经普及化。这一代的机器人没有装配传感器，依靠人们给定的程序，重复进行各种操作。因为它们没有传感器的反馈信息，因此不能在作业过程中从外界不断获取信息，故应用范围和精度受到限制。第二代是具有简单的传感器反馈信息的机器人。它有若干传感器，能对自身的实际位置、方向、速度、力、触觉等进行测量，能通过“视觉” 、
10、 “触觉”等传感能力对外部环境进行实际探测，从而根据这些反馈信息，在事先编好的算法和程序指导下对操作过程进行调整。第三代是能感知外界环境与对象物，并具有对复杂信息进行准确处理，对自己行为作出自主决策能力的智能机器人。它能识别景物；有触觉、视觉、力觉、听觉，味觉等多种感觉；能实现搜索、追踪、辨色和识图等多种仿生动作；具有专家知识、语音功能和自学习能力等人工智能。遥操作机器人科学作为机器人科学的重要分支，一直得到了人们的广泛重视和关注。它的应用，在一定程度上将人类从一些危险、极限、不可达和不确定的环境中解放出来，人们希望能够在远距离遥操作机器人来完成一些人类不易或者不能完成的操作，例如:：航空航天
11、探测和试验，有毒以及易爆危险品的处理，地下、海底作业等等。在操作者和控制对象之间存在远距离跨度约束的情况下，遥操作机器人技术可以实现人与机器人的同步交互操作，帮助人类实现感知能力和行为能力的延伸，将操作者、机器人和控制对象闭合到一个环路中。使得人类可以不必亲临现场，而通过安装在机器人身上的各种传感器采集现场的有关数据、图像和语音，在经过适当的处理后有效可靠地将有关信息传递给操作者，在虚拟现实技术和网络视频技术的帮助下，进而作用到操作现场1.2 机器人在我国的发展有人认为，应用机器人只是为了节省劳动力，而我国劳动力资源丰富，发展机器人不一定符合我国国情。这是一种误解。在我国，社会主义制度的优越性
12、决定了机器人能够充分发挥其长处。它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益，而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等新兴领域的发展做出卓越的贡献。 我国已在“七五”计划中把机器人列人国家重点科研规划内容，拨巨款在沈阳建立了全国第一个机器人研究示范工程，全面展开了机器人基础理论与基础元器件研究。十几年来，相继研制出示教再现型的搬运、点焊、弧焊、喷漆、装配等门类齐全的工业机器人及水下作业、军用和特种机器人。目前，示教再现型机器人技术已基本成熟，并在工厂中推广应用。我国自行生产的机器人喷漆流水线在长春第一汽车厂及东风汽车厂投入运行。就目前来看，我们应从生产和应用的角度出发，结合我国国情，加快生产结构简单、成本低廉的实用型机器人和某些特种机器人。随着机器人科学的发展，遥控机器人作为工具，越来越深入人们的日常生活，被广泛的应用于医疗、探
