机械臂智能语音控制设计(设计源文件+万字报告+讲解)（支持资料、图片参考_降重降ai）_文章底部可以扫码

摘 要机器人是二十世纪人类最伟大的发明之一人类对于机器人的研究由来已久。上世纪70年代之后计算机技术、控制技术、传感技术和人工智能技术迅速发展机器人技术也随之进入高速发展阶段成为综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多门学科而形成的高新技术。其本质是感知、决策、行动和交互四大技术的综合是当代研究十分活跃应用日益广泛的领域。设计了一种基于STM32F103C8t6语音识别的四自由度机械手智能控制系统,该控制系统是通过语音控制下降、抓取、上升、放下等功能。软件部分以MDK作为开发环境,运用C语言作为编程语言,对GPIO口进行高低电平控制实现机械手的功能。最后通过上位机软件(奇点机器人)进行调试以及功能的实现。该系统操作简单、效率高,对于工业机器人的研发有一定的参考价值。关键词:自由度机械手语音控制奇点机器人智能控制ABSTRACTRobot is one of the greatest inventions of human beings in the 20th century. Human beings have been studying robot for a long time. After the 1970s, the rapid development of computer technology, control technology, sensor technology and artificial intelligence technology, robotics has also entered a stage of rapid development, becoming a combination of computer, cybernetics, mechanism science, information and sensor technology, artificial intelligence, bionics and other disciplines and the formation of high-tech. Its essence is the synthesis of perception, decision, action and interaction of four major technologies, contemporary research is very active, increasingly widely used field.A four-degree-of-freedom manipulator intelligent control system based on STM32F103C8t6 speech recognition is designed. The control system is controlled by speech to descend, grab, rise, drop and other functions. The control part mainly uses STM32F103C8t6 as the core control unit, and the handheld board uses STM32F103C8t6 as the core board. The two baseboards are independently developed, designed and debugged according to the required functions. In the software part, MDK is used as the development environment and C language is used as the programming language to control the high and low level of GPIO port to realize the function of manipulator. Finally, through the upper computer software (singularity robot) debugging and function realization. The system is simple and efficient, and has certain reference value for the research and development of industrial robots.Key words : STM32F103C8t6; Four degrees of freedom manipulator; Voice control; Singularity robot; Intelligent cont目 录第1章 绪论 11.1 研究目的及意义 11.2 国内外研究现状 11.3 主要研究内容 3第2章 系统总体结构 42.1设计方案 42.2单片机型号选择 42.3语音模块型号选择 52.4红外避障模块型号选择 62.5蓝牙模块型号选择 6第3章 系统的的硬件部分设计 83.1系统总体设计 83.2系统的主要功能模块设计 93.2.1 红外模块电路设计 93.2.2舵机模块设计 93.2.3 按键电路模块设计 103.2.4 LD3320语音模块设计 113.2.5 蓝牙模块电路设计 11第4章 系统的软件设计 134.1软件主流程图 134.2 按键电路模块设计 144.3 舵机模块软件设计 154.4 红外模块软件设计 154.5 语音模块软件设计 164.6 蓝牙模块软件设计 18第5章 系统测试 205.1 系统实物图 205.2 测试原理 205.3 机械功能模块测试 23第6章 总结与展望 246.1 总结 246.2 展望 24参考文献 25致谢 26附录 27第1章 绪论1.1研究目的及意义机器人是二十世纪人类最伟大的发明之一人类对于机器人的研究由来已久。上世纪70年代之后计算机技术、控制技术、传感技术和人工智能技术迅速发展机器人技术也随之进入高速发展阶段成为综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多门学科而形成的高新技术。其本质是感知、决策、行动和交互四大技术的综合是当代研究十分活跃应用日益广泛的领域[1]。机器人应用水平是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人技术的研究在经历了第一代示教再现型机器人和第二代感知型机器人两个阶段之后进入第三代智能机器人的发展阶段。机械臂是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术它更加促进了机械臂的发展使得机械臂能更好地实现与机械化和自动化有机结合[2]。机械臂能代替人类完成危险、重复枯燥的工作减轻人类劳动强度提高劳动生产率。机械臂越来越广泛地得到了应用在机械行业中它可用于零部件组装加工工件的搬运、装卸。1.2国内外研究现状由于机械臂使用安全、可靠可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作。而机械臂作为机械手的一种它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以机械臂被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。机器人主要分为两类:工业机器人以及其他特种机器人自1962年美国推出世界上第一台unimate型和versatra型工业机器人以来机器人在工业发达国家得到了迅速发展。根据国际工业机器人联合会(ifr)前几年的统计全世界工业机器人的总数达到82万台比1996年增加24%。其中日本拥有42万台占全世界机器人总数的50%左右继续保持“机器人王国”的地位。除日本外世界上还有许多工业发达国家如美国、前苏联和西欧一些国家的机器人产业也发展得很快。例如在美国2010—2020年间的机器人台数增加20倍以上。尽管美国所拥有的机器人在台数上不如日本但其技术水平较高占有一定的优势。在亚洲韩国的机器人产业发展也很迅速现排名世界前列[3]。而日本、韩国和新加坡的机器人密度(即制造业中每万名雇员占有的工业机器人数量)居世界第1-3位包揽了前三名。与机器进行语音交流让机器明白你说什么这是人们长期以来梦寐以求的事情。近年来语音识别技术取得显著进步并开始从实验室走向市场。能语音识别的机器人可应用于家居生活方面如语音控制的扫地机器人智能玩具等。方便了人们的生活。也有应用于医疗保健领域为老人、残疾人提供更方便、智能、安全的出行工具。具有切实的可用性。本项目可实现控制者通过语音控制机械臂小车实现预设动作其能根据开始语音训练录制的语音命令来控制其前进、倒退、左转、右转和停止。2023年阿萨夫·哈罗尼发表了《Using the example - based voice robot development technology to update the trained voice machine》。1.一种由一个或多个处理器实施的方法所述方法包括经由机器人开发系统识别与第三方相关联的受训练语音机器人和用于训练所述受训练语音机器人的训练实例的语料库经由所述语音机器人开发系统获得所述受训练语音机器人的语音机器人活动其中所述语音机器人活动包括在代表所述第三方的所述受训练语音机器人与对应人类之间的多个先前进行的会话并且其中所述先前进行的会话中的每个先前进行的会话包括至少对应会话和所述对应会话的一个或多个部分的对应先前上下文经由所述语音机器人开发系统并且基于处理所述多个先前进行的会话来识别所述受训练语音机器人的给定行为错误经由所述语音机器人开发系统并且基于所述受训练语音机器人的所述给定行为错误来确定涉及校正所述受训练语音机器人的所述给定行为错误的动作以及基于涉及校正所述受训练语音机器人的所述给定行为错误的所述动作经由所述机器人开发系统的用户界面使通知被呈现给第三方开发人员其中所述第三方开发人员与所述受训练语音机器人相关联。实施方案涉及更新被部署用于代表第三方进行会话的受训练语音机器人。第三方开发人员可以与语音机器人开发系统交互语音机器人开发系统使第三方开发人员能够训练、更新、验证和监测受训练语音机器人的性能。在各种实施方案中可以通过更新最初用于训练语音机器人的训练实例的语料库并且基于更新的语料库更新受训练语音机器人来更新受训练语音机器人。在一些实施方案中当代表第三方进行会话时可以响应于识别到受训练语音机器人的行为错误的发生而更新训练实例的语料库。在额外或替代实施方案中可以响应于确定受训练语音机器人不包括期望行为而更新训练实例的语料库。2023年余甜发表了《一种智能语音助手机器人》。1.一种智能语音助手机器人包括机器本体其特征在于所述机器本体(1)的上端安装有驱动电机所述驱动电机的输出轴连接有保护壳所述保护壳内部安装有摄像头所述保护壳的外壁对称安装有语音接收器所述机器本体(1)的两侧均安装有语音播放器所述机器本体的下端设置有机器底座且机器底座的内部安装有吸尘器所述机器底座的下表面开设有供多组吸尘管插接的圆槽所述吸尘器吸管分别与多组吸尘管相连通所述机器底座的侧壁插接有储尘盒且储尘盒内设置有集尘槽所述吸尘器与储尘的集尘槽相连通所述机器本体的一侧通过两组合页铰接有收纳盖所述机器本体的内部开设有储存槽且储存槽内安装有中央处理器。本实用新型公开了一种智能语音助手机器人包括机器本体所述机器本体的上端安装有驱动电机所述驱动电机的输出轴连接有保护壳通过摄像头、语音播放器和语音接收器具有人脸识别功能和语音交互功能增加功能多样性方便学者使用同时收纳腔和收纳盖便于存放书籍增加实用性采用触摸显示屏和中央处理器方便学者进行操作并且在断网情况下中央处理器内的数据库也会回答大部分问题同时机器人底座通过吸尘器与多组吸尘管对周围进行卫生打扫可以减少学者做家务时间增加学习时间并且为学者提供一个良好的学习环境功能多种多样可以满足用户的不同需求。2023年林大威发表了《机器人及语音识别设备》。1.一种机器人在基准平面内建立由X轴、Y轴构成的坐标系其特征在于包括转动体(1)所述转动体(1)上设置有呈角度设置的第一表面(11)和第二表面(12)所述转动体(1)被构造绕X轴线在第一位置、第二位置之间转动第一拾音组件(2)所述第一拾音组件(2)包括在所述第一表面(11)上呈非线性分布的至少三个第一麦克风(21)[4]第二拾音组件(3)所述第二拾音组件(3)包括在所述第二表面(12)上线性排列的至少两个第二麦克风(31)位于第一位置时至少两个第一麦克风(21)在X轴方向上分布至少两个第一麦克风(21)在Y轴方向上分布所述第一拾音组件(2)被配置在X轴、Y轴方向定位声源位于第二位置时至少两个第一麦克风(21)在X轴方向上分布至少两个第二麦克风(31)在Y轴方向上分布[5]所述第一拾音组件(2)被配置为在X轴方向定位声源所述第二拾音组件(3)被配置为在Y轴方向上定位声源。本公开提供了一种机器人及语音识别设备机器人包括转动体、第一拾音组件和第二拾音组件转动体上设置有呈角度设置的第一表面和第二表面转动体被构造绕X轴线在第一位置、第二位置之间转动第一拾音组件包括在第一表面上呈非线性分布的至少三个第一麦克风第二拾音组件包括在第二表面上线性排列的至少两个第二麦克风位于第一位置时第一拾音组件被配置在X轴、Y轴方向定位声源位于第二位置时第一拾音组件被配置为在X轴方向定位声源第二拾音组件被配置为在Y轴方向上定位声源。机器人的转动体在第一位置、第二位置时均能够在X轴、Y轴方向上准确地定位声源位置提高了机器人的智能性[6]。1.3主要研究内容本系统由硬件设计和程序设计两部分构成。硬件设计分为协调器和终端设计。协调器包含主控制单片机及其最小系统、电源电路设计、蓝牙设计、语音模块电路设计、红外电路设计终端包含主控制单片机及其最小系统、电源电路设计、传感器接口电路设计。本次设计功能基于STM32单片机开发设计通过控制相关传感器完成智能语音控制机械臂设计一个是小车部分2个电机连接车轮实现前后运动以及转弯运动。小车上面安装机械臂机械臂臀包括一个云台可以进行旋转。第2章 系统总体结构2.1设计方案基于STM32单片机开发设计通过控制相关传感器完成智能语音控制机械臂设计系统由硬件程序和软件程序两部分构成。硬件设计分为协调器和终端设计。包括LD3320语音模块、L298N电机驱动、TCRT5000传感器、ZL-BT18双模蓝牙软件程序使用keil15编写1硬件部分主要包括LD3320语音模块、L298N电机驱动、TCRT5000传感器、ZL-BT18双模蓝牙2软件平台程序用keil5;3画原理图用AD;4编程语言用C语言;5设计结构框图。2.2单片机型号选择主控芯片选用STM32单片机。TM32F103C8t6是由意法半导体和半导通集团基于STM3 2系列ARM Co的rtex -m内核开发的具有一个64k 3b程序内存存储两个微控制器。需用其做功时为2v ~ 36 v电压和-40℃~ 85℃环境温度。该系列微控制器常用于低成本、高性能和低功耗的嵌入式应用其在功耗和集成度上也表现出良好的性能。由于其方便的工具和简单的结构以及强大的组合功能在行业中都很受欢迎。