热门类型机器人设计方案合集

　　机器人问世已有几十年，机器人的定义仍然仁者见仁，智者见智，没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展，新的机型，新的功能不断涌现。也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。

　　在各种科普书籍中可以看到，机器人被分成了以下类型：

　　家务型机器人：能帮助人们打理生活，做简单的家务活。

　　操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。

　　程控型机器人：按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。

　　示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。

　　数控型机器人：通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。

　　感觉控制型机器人：利用传感器获取的信息控制机器人的动作。

　　适应控制型机器人：能适应环境的变化，控制其自身的行动。

　　学习控制型机器人：能“体会” 工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。

　　智能机器人：以人工智能决定其行动的机器人。

　　我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。

　　所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。

　　特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。

　　在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。

　　目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和我国的分类是一致的。

　　一、NXP低功耗蓝牙控制的机器人参考设计

　　Bluetooth® Low Energy （BLE）控制的机器人参考设计采用FRDM-KW40板和Pololu Zumo机器人开发，并且可以通过手机APP控制。BLE控制的机器人基于Kinetis KW40Z片上系统（SOC），该系统包括一个ARM® Cortex® M0+处理器，并配有面向BLE和802.15.4的2.4 GHz无线电。它采用HID over GATT配置文件实施，用作人机接口设备。该软件提供的特性包括：BLE数据到手机app的传输、电机控制和电池监测，等等。

　　一、低功耗蓝牙控制的机器人系统框图

　　2、特性

　　其中包括恩智浦超低功耗的Kinetis KW40Z SoC，它为便携式、超低功耗的嵌入式系统提供Bluetooth® Smart/Bluetooth® Low Energy （BLE） v4.1和/或IEEE® 802.15.4-2011射频连接。

　　使用Kinetis软件开发工具包（SDK）开发，面向Kinetis MCU提供全面的软件支持，包括一个硬件抽象层（HAL）、每个MCU外设的驱动、连接堆栈、中间件、实时操作系统以及应用示例，旨在简化和加快基于Kinetis微控制器的应用开发。

　　3、支持的器件

　　KW40Z： Kinetis® KW40Z-2.4 GHz双模式：BLE和802.15.4无线连接微控制器（MCU），基于ARM® Cortex®-M0+内核

　　KW40Z是一款高集成度的单芯片器件，让便携式、超低功耗的嵌入式系统具备Bluetooth® Smart/Bluetooth® Low Energy （BLE） v4.1和IEEE® 802.15.4-2011射频连接。应用包括便携式医疗设备、可穿戴的运动和健身设备、AV遥控器、电脑键盘和鼠标、游戏控制器、门禁、安防系统、智能能源和家庭网络。

　　KW40Z MCU集成了一个2.4 GHz收发器，支持多种FSK/GFSK和O-QPSK调制，一个ARM® Cortex®-M0+ 处理器，160 KB闪存和20 KB SRAM，BLE链路层硬件，802.15.4分组处理器，硬件安全和外围设备，优化后满足目标应用的要求。KW40Z拥有足够的片上内存，可为多模应用 同时运行Bluetooth Low Energy协议栈和IEEE 8021.5.4 MAC/PHY。

　　KW40Z结构框图

　　特性

　　多协议无线电方面：

　　符合2.4 GHz Bluetooth Low Energy V4.1

　　符合IEEE Std. 802.15.4-2011标准

　　典型的接收灵敏度（BLE） = -91 dBm

　　典型的接收灵敏度（802.15.4） = -102 dBm

　　发射输出功率可设置：-20 dBm至+5 dBm

　　内核和存储器方面：

　　高达48 MHz ARM® Cortex-M0+内核

　　片上160 KB闪存

　　片上20 KB SRAM

　　功耗低，工作电压范围：

　　9个低功耗模式，根据应用需求提供优化的电源

　　典型接收/发送电流（直流/支持直流）： 6.5 mA / 8.4 mA

　　旁路电压：1.71V至3.6V

　　DCDC转换器降压配置：2.1V至4.2V

　　DCDC转换器升压配置：0.9V 至1.795V

　　模拟模块：

　　16位模数转换器（ADC）

　　12位数模转换器 （DAC）

　　6位高速模拟比较器（CMP）

　　安全性：

　　AES-128加速器（AESA），真随机数发生器（TRNG）

　　支持软件：

　　BLE主机协议栈和配置文件、802.15.4 MAC和SMAC

　　Kinetis®软件开发套件（SDK）

　　FreeRTOS内核和裸机非抢占任务调度器

　　二、Intel推出 E3800系列工业机器人解决方案

　　若问工业4.0的主力是谁，非工业机器人莫属。机器人的运用范围越来越广泛，即使在很多的传统工业领域中，人们也在努力使机器人代替人类工作，在食品食品生产，汽车制造工业中机器人替代人工将成为趋势。人们已经开发出的食品工业机器人，有包装罐头机器人、自动午餐机器人和切割牛肉机器人等，机器人在食品加工领域应用得如鱼水。中国或将成为全球最大的机器人市场。

　　Intel 方案概述：

　　新型英特尔?Atom™ 处理器E3800（原代码为“Bay Trail”）系列产品具备改良后的媒体／图形性能、ECC、工规温度领域、综合保全、综合影像讯号处理等特点。可以缩短市场投入时间、提高整合型信息应用速度、减少功耗等，很好的满足了工业机器人这一需求。

　　该片上系统（SoC）基于 Silvermont 微体系架构并采用英特尔业界领先的 22 纳米工艺技术制造。

　　E3800系列 SoC 提供出色的计算、图形和媒体性能，并能在更广的热条件下运行。

　　方案特点：

　　22nm 制程工艺。

　　低功耗TDP5-10W ，可以满足无风扇设计。

　　主频1.3-2GHz，有4核，双核，单核可选。

　　支持ECC，只有E3000CPU支持ECC功能，满足特殊行业需求。

　　丰富的IO port ，满足行业接口需求。

　　宽温设计，支持工业特殊环境领域工作。

　　总之在目前量产领域的处理器，baytrail E3000系列能够满足特殊领域的工作需求。

　　三、智能互动学习机器人设计方案

　　本方案是一款智能互动学习机器人，专门针对儿童电子教育市场开发的高科技智 能产品，集通讯、娱乐、学习、互动于一身。她可以通过云语音识别技术实现人机交互，对于生活类和学习类的语音控制指令，例如百科查询、互动问答、天气查询、计算、翻译、歌曲点播、早教学习等指令有准确的响应。她准确识别用户发出的自然语言，通过云计算服务器来匹配用户的问题答案，进行响应。她具有非常好的交互体验，在云端服务器无法匹配到答案的时候，还能通过自主学习来达到自我成长的目的，实现初步的人工智能。

　　方案方块图

　　系统功能

　　1、绘本学习语音互动；2、语意识别；3、微信通信；4、在线点播；5、信息控制；6、本地播放；7、安全机制；8、微信群聊。

　　方案特性

　　NSIWAY音频专用芯片NS4160。

　　超低EMI，无需滤波器，最大功率可达5W。

　　采用三色高亮LED，用于显示操作内容状态。

　　采用RealTek8188 WIFI模组增加产品网络链接稳定性。

　　四、瑞芯微Rockchip机器人方案

　　“锐曼智能机器人”为新型人机对话服务伴侣机器人，主要面向家庭用户。

　　1、方案概述

　　“锐曼智能机器人”采用RK3288芯片，搭载超强四核Cortex-A17，频率高达1.8GHz。

　　在GPU方面，RK3288是全球首颗采用全新图像引擎技术的芯片。性能顶尖的Mali-T764 GPU的加入，带来多种内存压缩技术、全局实时光引擎游戏技术等多项先进技术。

　　两者的配合，让搭载RK3288芯片的这台智能机器人不仅拥有更多抢眼的功能，且实用非常流畅。

　　瑞芯微RK3288特性

　　RK3288集多种优势于一身，是全球首款ARM全新架构内核芯片，还是全球第一个最新Mali-T76x系列GPU的芯片，以及全球第一个4Kx2K 硬解H.265视频的芯片。

　　2、产品功能

　　产品能够与手机无线畅连，手指一动，即可轻松操控。搭载的10.1英寸高清屏幕和摄像头，具有多种用途。

　　直接语音对话，释放双手，无需触屏控制；

　　腿部设有避障功能，当到达桌面边缘时自动停止;

　　电量不足时，能定位电源位置，自动寻找电源充电。

　　RK3288芯片的强大，在这台智能机器人身上体现地淋漓尽致。（综合整理）