使用单片机设计一个仿人机器人的散件清单和资料详细说明

　　在青少年中学习开发应用机器人是时代的需要， 应适教育的需要， 提高学生素质的好方法。机器人可分为轮式机器人、仿生机器人、虚拟机器人及网络机器人， 我们这里讲通用仿生机器人。SL-ROBOT-2仿人形机器人（ 简称人形机器人）， 是双龙电子开发的新产品， 该机械结构解决了人形机器人的行走平衡控制， 使人形机器人的复杂问题简单化。SL-ROBOT-2可使用图形软件或流程度软件， 只要你会操作电脑， 你就能开发、设计、组装、调试人形机器人。该机也可换成空白芯片ATmega16单片机， 可使用汇编语言及多种高级语言编程仿真调试， 开发通用智能人形机器人。

　　（ 一） 机器人概述

　　仿生机器人是目前较高级的机器人。尤其仿人形机器人要解决平衡问题， 应该说难度更大，这就是一种新的挑战， 也就是创新所在。

　　仿生机器人， 即用机器来模仿一切有生命的生物的某些功能、运动、智能等， 为人类所利用。仿生机器人中我们另外分出仿人形机器人， 即有手有脚机器人。人是智能最高的生物， 所以研究仿人形机器人是当今最高科技的综合。

　　仿生机器人又可分二足机器人、四足机器人、六足机器人、多足机器人、蛇形机器人、幼虫机器人、鱼形机器人等等。二足机器人有鸟类、鸡、鸭、天鹅、企鹅、鸵鸟、丹顶鹤等等。四足机器人品种也很多， 有鼠、牛、虎、兔、龙、马、羊、猴、狗、猪、猫、象、狮、青蛙、龟、国宝熊猫等等。六足机器人七星瓢虫、蟋蟀等。多足机器人蟹、虾、蜈蚣、蜘蛛等等。仿生机器人也可综合、拼装抽象出新的生物， 运动会的吉祥物， 计算机动画人物， 童话电影创造的新生物， 利用逆向思维、克隆技术创造新生物， 设计成双头新动物如： 鼠猫和、狗鼠好、马虎头、牛马对等等。

　　仿人形机器人行走又可分不需平衡控制的与需考虑平衡控制的两类。不需考虑平衡控制的机器人如： 大脚机器人， 交义脚机器人， 其机器人运动重心始终在大脚上; 需考虑平衡控制的仿人形机器人， 就要考虑行走时重心的随时调正， 使机器人重心始终在机器人脚上。面向青少年的机器人开发应用， 因考虑到技术与经济状况， 我们仅定位在初级阶段， 使复杂问题简单化， 来解决机器人行走的平衡问题。随着我国人民经济水准的提高及应用技术的普及， 再研究智能更高的仿人形机器人。

　　机器人的开发应用普及与技术支持和经济条件有关。日本的娱乐机器人要人民币160 多万， 新加坡的踢足球机器人要3-5 万， 如果我国开发的仿人机器人控制在3-5 千， 才能在我国青少年中推广普及。

　　我国普通高中教材《简易机器人》将于2004 年秋季试点，2007 年全国推广， 又值2008年我国举办世界奥林匹克运动会， 其中科技奥运也是我国奥运会的重要组成部分。单片机技术是计算机技术的一个分支， 是简易机器人的核心组件。日常生活中的VCD机、DVD机、数字电视机、自动洗衣机、空调及其遥控器等设备都使用着各种各样的单片机， 同时在工业控制、智能机器、智能武器、智能化仪表和仪器等领域， 它也得到了广泛应用。通过《简易机器人》的学习， 学生应该知道单片机和机械传动的基本知识， 能设计与制作由单片机和传动机械等组成的简易自动控制机器或简单的自动控制系统。

　　教学中要重视使用计算机技术提供的学习平台， 突出简易机器人的实际应用， 合理选择价格低廉、可多次编程的单片机型号和通俗易懂的单片机编程语言。注意应用实例的典型性，着重系统和技术试验等技术思想方法在设计过程中的具体运用， 力争达到举一反三的效果。我国各省市每年都有创新大赛和机器人大赛， 世界上也有各种专业机器人赛事。我国每年暑假举办全国青少年科技创新大赛， 设有专门展区展示青少年机器人创意设计的优秀作品。

　　全国青少年科技创新大赛（China Adolescents Science & Technology InventionContest， 简称CASTIC）是一项具有20 年历史的全国性青少年科技创新和科学研究项目的科技比赛， 是目前国内面向在校中小学生规模最大、层次最高的具有示范性和导向性的全国青少年科技教育活动之一， 其根本宗旨在于推动青少年科技活动的蓬勃开展， 培养青少年的创新精神和实践能力，提高青少年的科技素质，鼓励优秀人才的涌现。

　　全国青少年科技创新大赛是由中国科协、教育部、科技部、国家环境保护总局、国家体育总局、自然科学基金委员会、共青团中央、全国妇联和承办省（区、市）政府主办。全国每年约有1500 万青少年参加各级各类的青少年科技创新竞赛活动。

　　为培养青少年的实践能力和创新精神， 把现代化的科学技术引入中小学青少年科技教育活动，激发广大青少年学习、探索、掌握和运用电子信息技术的兴趣，提高青少年的科学素质，大赛组委会开设专门展区展示青少年机器人创意设计的优秀作品。优秀机器人创意设计作品由大赛组委会根据各地开展青少年机器人活动的情况， 选择开展较好的地区选送优秀作品展示。展示的机器人创意设计要有创新性和新颖性， 要有良好的功能和完整的演示表演过程；应能够完成不同的动作，并有对设计模型的创意、功能和结构等简短介绍的文字说明。