1.前语
跟着科学技能的前进，机器人技能在国内外现已得到了较好的开展。例如美国REMOTEC公司规划研发的F6-A防爆机器人，它选用活节式履带，能够跨过各种妨碍，在杂乱的地势上行走。速度为0-5.6公里/小时，无级可调，彻底扩展时，最大抓取分量11公斤，配有三个低照度CCD摄像机，可装备X光机组件（实时X光查看或静态图片）、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查看及整理，处理有毒、有害物品，特警举动和机场保安。我国也由相似的遥控机器人，例如RAPTOR排爆机器人，外形紧凑、巩固牢靠，可在会场过道、飞机机舱中自若活动，在各种大型机器人无法进入的狭隘环境中履行任务。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；模块化规划，一切部件可敏捷拆装；遥控/线控可选，遥控间隔300 -500米，线控间隔100米。该机器人分量达49kg(全装备)，最高速度20 米/ 分钟（合12千米/小时），配备有3台CCD摄像机，其间一台具有10 倍光学变焦，可满负荷连续作业 2 小时以上，4关节机械手抓持才能达5-15公斤。
本著作规划一个能够在人工选用无线干涉的方法下完结取物作业的机器人保姆。首要是经过检测运用者手动作时发生的肌电信号以及手指运动状况来操控该机器人保姆，使该机器人保姆协助运用者去远处（运用者视界不能到达的80M范围内）提取某些物品，然后在不需求运用者再次操控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，交给运用者。在前往意图地时运用者能够经过机器人保姆的无线视频功用对机器人保姆的运转状况以及机器人周围环境信息进行监督。
2.总体规划
本著作选用模块化规划思维，依照本规划主体部分能够分为三大部分：肌电信号检测辨认、无线通讯规划、智能机器人规划。
- 肌电信号检测辨认
该部分首要是经过收集人手动作时手臂表皮势电信号，经过信号扩大以及操控算法的处理，将检测到的信号进行相关处理，最终得出人手相应的动作。首要是触及到的技能有微小信号检测、微小信号扩大、数据信息处理等技能。
无线通讯规划
该部分首要是经过无线传输来完结上位机与智能机器人之间的数据沟通——上位机的操控指令的宣布，智能机器人视频信息的上传等。首要是触及技能有无线通讯电路规划、无线视频传输规划等。
智能机器人
该部分首要是经过一个机器人的机械手臂能够在上位机的操控下完结取物操作，完结取物操作后，能够自主的返回到起点，这过程中需求改机器人具有自主避障、视频信号的无线传输、回忆运动轨道等功用。
总体规划框图如图1所示：
2.1 肌电信号检测规划
本规划中选用双通道的信号收集的方法，选用扣子作为肌电信号收集的电极，运用微小信号扩大器并选用差分扩大装备方法对信号进行扩大；然后运用带通滤波和工频陷波技能，对噪声信号和工频搅扰进行处理。将收集到的模拟信号经过A/D转化读入单MCU，在MCU上完结体表电生理信号的时域剖析功用，获取相关的时域参数(如信号峰值等)供给给下一级模块运用。其规划框图如图2所示：
图2 肌电检测规划框图
2.1.1 差分扩大规划
因为人体肌电信号十分微小，因而需求选用信号扩大才能够经过ADC收集到肌电信号，选用分二级扩大方法，前级选用AD620进行一级微小信号的扩大处理，榜首级扩大增益并不高只有约100倍，咱们首要的意图是要把体表信号尽可能完好的取出，并且不要在进入二级扩大之后因为二级输入信号过大而形成最终的信号失真。因而需求在前级扩大之后需求带通滤波。榜首级扩大电路如图3所示：
图3 榜首级扩大电路图
在进行带通滤波电路规划之前，咱们是选用的仿真来规划出最佳的带通滤波电路，最终得到仿真电路如下图4所示：
图4 带通滤波电路仿真图
最终进入二级扩大，可是规划中发现，经过两级扩大后，会有许多搅扰掺杂进入检测信号中，因而还需求进行调度，规划中运用TL072芯片规划了这一陷波电路，专门处理工频带来的噪声。其电路详细完结如下图5所示：
图5 陷波电路规划
2.1.2 软件规划
本规划首先是选用单片机进行编写调试该部分，首要完结的作业是进行信号的AD收集。规划中在AD收集数据往后还选用了均值法进行的再次的处理，这样得到的信号值愈加精确。详细程序规划流程图如图6：
图6 信号收集软件流程图
2.2 无线通讯规划
在本规划中，无线通讯分为两个部分，一个部分是数据信号（操控指令）通讯，一个是视频通讯。数据通讯模块选用APC220多通道微功率嵌入式无线数传模块，该模块是高度集成半双工微功率无线数据传输模块，其嵌入高速单片机和高性能射频芯片。立异的选用高效的循环交错纠检错编码，抗搅扰和灵敏度都大大提高，最大能够纠24bits连续突发过错，到达业界的领先水平。视频通讯选用2．4GHz 无线音视频模块，2．4GHz和433MHz相同是一个公共频道，首要是开放给工业，科学、医学三个首要组织运用，不需授权即可运用，2.4GHz技能空中通讯速率快，可到达2M/S，能满意视频传输对传输速率的要求，在本规划中，摄像头选用一般的CCD倒车雷达摄像头，水平成像视点为150度，摄像头输出的是规范的AV制式的信号，该信号直连续入视频发射模块，整个部分没有和单片机相连接，这样即便单片机在运用过程中出现问题，体系也能持续传输图画。
该部分都是选用现成模块而规划的，这样运用方便，并且安稳牢靠。在软件规划上只需求对数据通讯部分进行简略操作即可完结。
2.3 智能机器人规划
智能机器人的硬件首要规划部分在于机械手臂与摄像头的规划，其软件规划首要是遥控器部分、摄像头部分等的规划，下面首要来介绍着这几部分的规划。
2.3.1 机械手规划
1）机械手硬件规划
机械手是本规划的要害部分，机械手要完结一个抓取动作，需求有多个关节和一个可操控的夹持器，在机械手的关节规划上，仿照了人的手臂的作业方法，机械手有三个关节别离对应肩关节、肘关节、腕关节，其间肩关节运用一个金属齿轮舵机和一个塑料舵机别离操控机械手的两个自由度，肘关节运用一个金属齿轮舵机操控一个自由度，腕关节运用两个塑料舵机操控一个自由度和一个夹持动作。这五个舵机能在信号的效果下，一起协同作业，完结爪持的动作。一切关节与水平面成笔直联系时，装置时界说为舵机的零视点邻近，这样每一个关节都能履行±90°的运动，关节的运动联系和对应联系如图7所示。
图7 机械手规划示意图
2）机械手的操控部分规划
本规划选用的是舵机来操控，舵机的作业原理是操控电路板承受来自信号线的操控信号，操控电机滚动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和方位反应电位器是相连的，舵盘滚动的一起，带动方位反应电位器，电位器将输出一个电压信号到操控电路板，进行反应，然后操控电路板依据所在方位决议电机的滚动方向和速度，然后到达方针视点后中止，这样，完结了舵机视点的闭环操控。舵机的输入线共有三条，赤色中心，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机供给最基本的动力确保，舵机的第三根线是信号线，本规划中用到的舵机控线为白色或许黄色，舵机的操控信号时基脉冲周期是20ms的脉宽调制（PWM）信号，其间脉冲宽度从0.5ms到2.5ms，相对应舵盘的方位为0－180度，呈线性改变，其对应联系如图8所示。
图8 舵机输出视点与脉冲周期联系图
3）机械手电路规划
选用的是当机械手舵机在作业时，需求5V供电电压，一起作业的电流大概是2~3A，在
图9 机械手电路规划
本规划中，运用的电池是12V的硫酸铅蓄电池，为了满意供电的需求，规划中选用5个KIA7805芯片将12V的电压转化为5V的电压，别离为5个舵机供电。电路原理图如图9。
