机器人是现代一种典型的光机电一体化产品，机器人学也是当今世界极为活跃的研究领域之一，它涉及计算机科学与工程、机械学、电子学、控制论与控制工程学、人工智能、生物学、人类学、社会学等多个学科。

在机器人技术快速发展的今天，作为一名现代工程师、理工科大学学生都有必要学习掌握一些机器人学方面的知识。

目前有很多学校的机器人是单纯围绕着机器人比赛而展开，造成学生完全是为了比赛而比赛，在比赛中过分追求结果,机器人做为多学科的综合载体，可以涉及到机器人的分类可以按照不同的标准分为不同的机器人平台，现在按着功能来分，可以有三类：教学型、竞赛型、科研型等天津启诚伟业科技有限公司的机器人产品曾荣获天津科学技术委员会授予的科技型企业技术创新资金项目，做为科技型创新企业，启诚科技依托适合不同学习阶段的机器人产品，为大中专院校提供机器人实训中心解决方案、提供科研项目平台和竞赛型个性定制解决方案。

天津启诚科技于天津中德学院共同研发的基础型机器人教学平台有一下特点：首先TQD系列基础教学机器人平台的硬件优势非常明显：采用模块化设计理念，机器人本体为铝合金材质，积木式万能拼接模块组成，其中包括：板、条、片和各种连接搭配机构。

所有本体模块均采用数控机床加工，表面进行喷沙氧化等多道工序处理，这种机体设计不仅组装、拆卸灵活，而且坚固耐用适用于重复训练使用；控制器开放性设计，机器人控制器核心CPU可以根据客户需要进行选配，可以与原有单片机、EDA开发系统兼容，有良好的延续性；机器人产品配合机器人教学解决方案，对于学校开展机器人实验实训课程具有针对性，非常适合二次开发与科研。

使用TQD系列基础机器人教学平台，可以使学生对机械课程中常用的机械结构作一个深入的了解和体验，启诚机器人平台常用的有七大机械结构。

凸轮机构：以盘形凸轮为主，是一个绕固定轴转动并且具有变化半径的盘形零件，简易凸轮和低速高力矩电机，可以根据需要更换适合机器人动作扩展使用。

六足机构：模仿六足昆虫的爬行步态，具有三个自由度，分别由三个直流电机控制。

有三支传感器，电位器可实现单片机对直流电机的闭环控制，反射式光电传感器和行程开关使得六足机构自身具有一定的反应能力。

电机为动力源，通过凸轮和连杆机构实现六足运动，运动速度可以通过控制电机转速调节。

两足机构：内置微处理器芯片，电脑编程，通过控制伺服马达来实现机器人大腿和脚的行走，两个伺服马达一个在正面, 一个在底部. 正面的马达用于提升大腿动作, 底部马达用于控制脚的前后移动。

履带机构：电机为动力源，由驱动轮、随动轮、支撑轮和履带组成，运动速度可以通过控制电机转速调节。

还有丝杠机构; 连杆机构；起重机构以上三种机械结构，在TQD仿真叉车机器人上有着非常典型的应用。

TQD系列基础教学机器人控制器包括：核心板+控制器底板这两部分。

核心板CPU可以根据客户需要进行选配，您可以通过更换不同的核心板，来改变机器人的控制器CPU，以达到调整控制方式的目的。

底板则是以不变应万变的方式，与其他配套核心板配合使用。

这样不仅可以节约成本更方便学习使用。

常用核心板包括:◆51单片机（Atmel AT89S52）◆AVR单片机（MEGA48、MEGA16、MEGA128）◆ARM7（流明诺瑞LM3S615 飞利浦LPC2103）◆FPGA（Altera 公司的红色旋风Cyclone1C6{12万门}）等，控制器核心板：MCU采用AVR单片机ATmega128，核心板可单独使用，用于高速处理系统作品。

底板外扩资源丰富，内置 A/D, 带有 16 个传感器接口，其中有 8个接口可以兼容模拟信号的输入4个直流减速电机接口； 1个液晶屏接口；2个恒速电机接口； 2个RS232 ，是高级机器人用户和设计者的理想选择。

TQD系列基础教学机器人执行器包括：直流高转速电机，直流减速电机，步进电机，伺服舵机，TQD系列基础机器人转接板的种类非常多，包括电子罗盘转接板、舵机控制驱动转接板、无线遥控转接板、线控转接板、灭火模块驱动板、声音控制转接板等。

传感器是机器人的中枢神经系统。

启诚机器人传感器种类功能更是灵活多样，随意搭配能够赋予机器人拥有人的灵性和感知系统，常见的传感器一般分为三类：1.数字量输出其中包括：边线检测传感器；光电传感器；灰度传感器；红外探测传感器；火焰探测传感器；温湿度传感器；色差传感器；色标传感器等。

2. 模拟量输出的包括：压力传感器；热敏电阻传感器、热电偶传感器、加速度传感器等等。

3. 串行通讯包括：嵌入式蓝牙模块；平面电子罗盘；三维电子罗盘（陀螺仪）；无线数传；红外等。

TQD系列基础机器人分类TQD系列基础机器人教学实训平台分为三种：TQD-08-001实训教学机器人通用型开发平台；TQD-08-002实训教学机器人增强型开发平台；TQD-08-003实训教学机器人拓展型开发平台。

◆TQD-08-001实训教学机器人（通用型）开发平台通过使用配套传感器模块实现机器人循迹功能。

可选择MEGA48/MEGA128/AT89S52等核心模块发出控制信号，控制器可以根据传感器反馈信号方向，调整运动姿态，保证机器人做寻迹运动。

机器人实训平台本体采用纯铝材质,特有百变拼接机械结构、执行器控制伺服电机及舵机,适量专用传感器。

特别适合初、中级用户教学和课外科技活动使用。

基于QC_C、GCC和KEILc软件驱动开发与实战例程，可完成如下实验项目：基础教学实验：实验一 QC_C软件使用实验二 GCC软件使用实验三 KEILC软件使用实验四机器人核心模块控制器应用实验实验五车体机器人运动实验实验六车体机器人循轨实验实验七车体机器人避障实验实验八机器人机械结构件拆装拼接实验实验九启诚教学机器人QC_C、GCC和KEILc软件驱动开发与实战例程实验机器人实训扩展实验(选配)●红外信号发射和接收对接实验●机器人颜色识别教学实验●机器人复杂边线检测实验●机器人远距离红外线跟踪实验◆TQD-08-002实训教学机器人（增强型）开发平台机器人实训平台，机械部分采用纯铝金属材质，特有的积木式百变拼接结构，执行器部分采用连续旋转伺服马达进行零位校正提高精确度，72MM驱动轮（含直流减速电机）及万向轮轻松改变方向，AVRMega48/128控制器控制运行（控制器含9V/12V镍氢可重复充电电池），超声波传感器模块完成测距功能，专用控制传感器，高精度光电传感器灵活识别障碍物体实现避障功能。

专用火焰传感器寻找火源，灭火驱动模块带动扇叶高速旋转，完成机器人灭火任务。

应用加速度传感器完成机器人的创新竞技类比赛任务，（如:机器人相扑比赛）学生可根据实验指导完成机器人组装、搭接电路，编写控制程序，并通过ISP在线下载调试。

配有基于启诚教学机器人QC_C、GCC和KEILc软件驱动开发与实战例程。

TQD-08-002实训教学机器人开发平台可完成的实验项目基础教学实验实验一 QC_C软件操作实验二 GCC软件学习使用实验三 KEILC软件学习使用实验四机器人核心模块控制器应用实验实验五机器人机械结构件拆装拼接实验实验六机器人跟踪循轨实验实验七机器人避障实验实验八机器人探距测距实验实验九机器人灭火应用实验实验十 TQD车体机器人爬坡实验实验十一机器人复杂循轨实验实验十二启诚TQD机器人QC_C、GCC和KEILc软件包驱动开发与实战例程实验。

实验十三启诚机器人搭接电路，编写控制程序，ISP在线下载调试程序实验。

机器人实训扩展实验(选配)●超声波测距（数据显示）实验●红外发射和接收对接实验●机器人颜色识别教学实验●机器人声音控制实验●机器人复杂边线检测实验●红外线远距离跟踪实验●机器人竞技类相扑比赛实验◆TQD-08-003实训教学机器人（拓展型）开发平台拓展型TQD机器人实训平台，接近于真实的叉车工作原理，应用自控和遥控双控原理。

车体含有特制直流减速电机，履带式金属机械组件，学生按要求完成机构组装后，可以轻松实现爬坡及恶略路面环境下行走任务。

启诚起重专用光杠机构组件完成仿真叉车工作方式。

应用启诚专用控制器核心模块完成射频接收和发射功能，实现遥控器操作，也可以通过特制传感器模块来实现车体前后，左右运行操作，并且控制起重系统完成货物的取放任务。

基于启诚教学机器人QC_C、GCC和KEILc软件驱动开发与实战例程。

基础教学实验实验一 QC_C软件使用实验二 GCC软件使用实验三 KEILC软件使用实验四机器人核心模块控制器应用实验实验五机器人机械结构件拆装拼接实验实验六履带机器人运动原理实验实验七履带机器人射频接收、发射工作原理实验实验八履带机器人障碍跨越实验实验九履带机器人爬坡实验实验十履带机器人防滑实验实验十一仿真叉车机器人基本工作原理实验实验十二仿真叉车机器人起重机构工作原理实验实验十三仿真叉车遥控控制实验实验十四仿真叉车机器人程序控制实验实验十五仿真叉车机器人行程操作实验实验十六启诚教学机器人QC_C、GCC和KEILc软件驱动开发与实战例程。

机器人实训扩展实验(选配)●红外发射和接收对接实验●机器人颜色识别教学实验●机器人声音控制实验●机器人复杂边线检测实验●红外线远距离跟踪实验●发声模块表演实验●仿真叉车机器人行程控制实验●仿真叉车机器人自控实验●智能仓库管理机器人实验●智能机器人视频货物分拣实验源于机器人这三款标准的实训教学基础平台，根据不同的硬件配置，可以搭配出了造型各异的创意型机器人（详细内容请参照第三章启诚机器人范例说明）。

下面我们做一个抛砖引玉的举例说明：◆相扑机器人是一种集成“感知”、“控制”和“执行”的小型移动轮式智能机器人，它通过各种传感器和感应元件采集相关信息，完成机器人的“感知”；通过单片机最小控制系统实现对“感知”信息的处理与“执行”机构的控制；相扑机器人是竞技类机器人，机体前方带有金属小铲，一旦发现“对手”，将会以较高速度冲过去，向对方进行有力的攻击，从而体现出竞技的特点。

◆灭火机器人用于机器人灭火比赛，机器人通过红外线传感器探测是否有火源，当机器人发现后，它就会选定最佳的路线冲向火源，并启动风扇准确无误的将火源熄灭。

◆仿真叉车机器人自带起重机构，将丝杠/连杆/起重三种机械结构，完美配合加以典型的应用。

从而模拟真实叉车搬运物体的过程。

◆遥控履带机器人上安装有履带机构，对于一般的低洼不平的地理环境,有较好的适应能力，可以在不平整路面及10度-30度斜坡作业和行进。

履带机器人履带驱动机构实现动力，上身可组装实现坦克、吊车等功能。

◆六足机器爬虫为全金属机身，采用凸轮、连杆机构实现六足运动，运动速度可以调节，具有避障、跟踪、寻轨、走迷宫等功能。

◆直立行走机器人是一种当今国际流行趋势的拟人型控制机器人。

在机械电气紧密结合下，步行机器人由两只很大的脚来直立行走,内置微处理器芯片，电脑编程，通过控制伺服马达来实现机器人大腿和脚的行走,步行机器人是机械平衡与马达角度控制的有机载体，属于较为简单的行走机器人，适合对行走机器人的基础教学与研究。