智能机器人保姆

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1.前言
                         随着科学技术的进步，机器人技术在国内外已经得到了较好的发展。例如美国REMOTEC公司设计研制的F6-A防爆机器人，它采用活节式履带，能够跨越各种障碍，在复杂的地形上行走。速度为0-5.6公里/小时，无级可调，完全伸展时，最大抓取重量11公斤，配有三个低照度CCD摄像机，可配置X光机组件（实时X光检查或静态图片）、放射/化学物品探测器、霰弹枪等等。可用于排爆、核放射及生化场所的检查及清理，处理有毒、有害物品，特警行动和机场保安。中国也由类似的遥控机器人，例如RAPTOR排爆机器人，外形紧凑、坚固可靠，可在会场过道、飞机机舱中自如活动，在各种大型机器人无法进入的狭窄环境中执行任务。附加摄像机，喊话器，放射线探测器，毒品探测器，散弹枪，各种水炮枪，探照灯等；模块化设计，所有部件可迅速拆装；遥控/线控可选，遥控距离300 -500米，线控距离100米。该机器人重量达49kg(全配置)，最高速度20 米/ 分钟（合12千米/小时），配备有3台CCD摄像机，其中一台具有10 倍光学变焦，可满负荷连续工作 2 小时以上，4关节机械手抓持能力达5-15公斤。
                         
                        本作品是设计一个能够在人工采用无线干预的方式下完成取物工作的机器人保姆。主要是通过检测使用者手动作时产生的肌电信号以及手指运动情况来控制该机器人保姆，使该机器人保姆帮助使用者去远处（使用者视野不能达到的80M范围内）提取某些物品，然后在不需要使用者再次控制的条件下机器人保姆能够将所取的物体自主地运送回原出发地，交给使用者。在前往目的地时使用者可以通过机器人保姆的无线视频功能对机器人保姆的运行情况以及机器人周围环境信息进行监视。
                         
         
        最后进入二级放大，但是设计中发现，通过两级放大后，会有很多干扰掺杂进入检测信号中，因此还需要进行调理，设计中利用TL072芯片设计了这一陷波电路，专门处理工频带来的噪声。其电路具体实现如下图5所示：
         

       

        图5 陷波电路设计

         

        2.1.2 软件设计
        本设计首先是采用单片机进行编写调试该部分，主要完成的工作是进行信号的AD采集。设计中在AD采集数据过后还采用了均值法进行的再次的处理，这样得到的信号值更加准确。具体程序设计流程图如图6：

       
       

       

                图6 信号采集软件流程图

       

                 

                 
                        3）机械手电路设计
                采用的是当机械手舵机在工作时，需要5V供电电压，同时工作的电流大概是2~3A，在
                         
       

               

       

                图9 机械手电路设计

       

                 

                        本设计中，使用的电池是12V的硫酸铅蓄电池，为了满足供电的需要，设计中采用5个KIA7805芯片将12V的电压转换为5V的电压，分别为5个舵机供电。电路原理图如图9。