機器人問世已有幾十年,機器人的定義仍然仁者見仁,智者見智,沒有一個統一的意見。原因之一是機器人還在發展,新的機型,新的功能不斷涌現。也許正是由于機器人定義的模糊,才給了人們充分的想象和創造空間。
在各種科普書籍中可以看到,機器人被分成了以下類型:
家務型機器人:能幫助人們打理生活,做簡單的家務活。
操作型機器人:能自動控制,可重復編程,多功能,有幾個自由度,可固定或運動,用于相關自動化系統中。
程控型機器人:按預先要求的順序及條件,依次控制機器人的機械動作。
示教再現型機器人:通過引導或其它方式,先教會機器人動作,輸入工作程序,機器人則自動重復進行作業。
數控型機器人:通過數值、語言等對機器人進行示教,機器人根據示教后的信息進行作業。
感覺控制型機器人:利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。
適應控制型機器人:能適應環境的變化,控制其自身的行動。
學習控制型機器人:能“體會” 工作的經驗,具有一定的學習功能,并將所“學”的經驗用于工作中。
我國的機器人專家從應用環境出發,將機器人分為兩大類,即工業機器人和特種機器人。
所謂工業機器人就是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。
特種機器人則是除工業機器人之外的、用于非制造業并服務于人類的各種先進機器人,包括:服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人、機器人化機器等。
在特種機器人中,有些分支發展很快,有獨立成體系的趨勢,如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。
目前,國際上的機器人學者,從應用環境出發將機器人也分為兩類:制造環境下的工業機器人和非制造環境下的服務與仿人型機器人,這和我國的分類是一致的。
Bluetooth? Low Energy (BLE)控制的機器人參考設計采用FRDM-KW40板和Pololu Zumo機器人開發,并且可以通過手機APP控制。BLE控制的機器人基于Kinetis KW40Z片上系統(SOC),該系統包括一個ARM? Cortex? M0+處理器,并配有面向BLE和802.15.4的2.4 GHz無線電。它采用HID over GATT配置文件實施,用作人機接口設備。該軟件提供的特性包括:BLE數據到手機app的傳輸、電機控制和電池監測,等等。
一、低功耗藍牙控制的機器人系統框圖
2、特性
其中包括恩智浦超低功耗的Kinetis KW40Z SoC,它為便攜式、超低功耗的嵌入式系統提供Bluetooth? Smart/Bluetooth? Low Energy (BLE) v4.1和/或IEEE? 802.15.4-2011射頻連接。
使用Kinetis軟件開發工具包(SDK)開發,面向Kinetis MCU提供全面的軟件支持,包括一個硬件抽象層(HAL)、每個MCU外設的驅動、連接堆棧、中間件、實時操作系統以及應用示例,旨在簡化和加快基于Kinetis微控制器的應用開發。
3、支持的器件
KW40Z: Kinetis? KW40Z-2.4 GHz雙模式:BLE和802.15.4無線連接微控制器(MCU),基于ARM? Cortex?-M0+內核
KW40Z是一款高集成度的單芯片器件,讓便攜式、超低功耗的嵌入式系統具備Bluetooth? Smart/Bluetooth? Low Energy (BLE) v4.1和IEEE? 802.15.4-2011射頻連接。應用包括便攜式醫療設備、可穿戴的運動和健身設備、AV遙控器、電腦鍵盤和鼠標、游戲控制器、門禁、安防系統、智能能源和家庭網絡。
KW40Z MCU集成了一個2.4 GHz收發器,支持多種FSK/GFSK和O-QPSK調制,一個ARM? Cortex?-M0+ 處理器,160 KB閃存和20 KB SRAM,BLE鏈路層硬件,802.15.4分組處理器,硬件安全和外圍設備,優化后滿足目標應用的要求。KW40Z擁有足夠的片上內存,可為多模應用 同時運行Bluetooth Low Energy協議棧和IEEE 8021.5.4 MAC/PHY。
KW40Z結構框圖
特性
多協議無線電方面:
符合2.4 GHz Bluetooth Low Energy V4.1
符合IEEE Std. 802.15.4-2011標準
典型的接收靈敏度(BLE) = -91 dBm
典型的接收靈敏度(802.15.4) = -102 dBm
發射輸出功率可設置:-20 dBm至+5 dBm
內核和存儲器方面:
高達48 MHz ARM? Cortex-M0+內核
片上160 KB閃存
片上20 KB SRAM
功耗低,工作電壓范圍:
9個低功耗模式,根據應用需求提供優化的電源
典型接收/發送電流(直流/支持直流): 6.5 mA / 8.4 mA
旁路電壓:1.71V至3.6V
DCDC轉換器升壓配置:0.9V 至1.795V
模擬模塊:
6位高速模擬比較器(CMP)
安全性:
AES-128加速器(AESA),真隨機數發生器(TRNG)
支持軟件:
BLE主機協議棧和配置文件、802.15.4 MAC和SMAC
Kinetis?軟件開發套件(SDK)
FreeRTOS內核和裸機非搶占任務調度器
二、Intel推出 E3800系列工業機器人解決方案
若問工業4.0的主力是誰,非工業機器人莫屬。機器人的運用范圍越來越廣泛,即使在很多的傳統工業領域中,人們也在努力使機器人代替人類工作,在食品食品生產,汽車制造工業中機器人替代人工將成為趨勢。人們已經開發出的食品工業機器人,有包裝罐頭機器人、自動午餐機器人和切割牛肉機器人等,機器人在食品加工領域應用得如魚水。中國或將成為全球最大的機器人市場。
Intel 方案概述:
新型英特爾?Atom? 處理器E3800(原代碼為“Bay Trail”)系列產品具備改良后的媒體/圖形性能、ECC、工規溫度領域、綜合保全、綜合影像訊號處理等特點。可以縮短市場投入時間、提高整合型信息應用速度、減少功耗等,很好的滿足了工業機器人這一需求。
該片上系統(SoC)基于 Silvermont 微體系架構并采用英特爾業界領先的 22 納米工藝技術制造。
E3800系列 SoC 提供出色的計算、圖形和媒體性能,并能在更廣的熱條件下運行。
方案特點:
22nm 制程工藝。
低功耗TDP5-10W ,可以滿足無風扇設計。
主頻1.3-2GHz,有4核,雙核,單核可選。
支持ECC,只有E3000CPU支持ECC功能,滿足特殊行業需求。
豐富的IO port ,滿足行業接口需求。
寬溫設計,支持工業特殊環境領域工作。
總之在目前量產領域的處理器,baytrail E3000系列能夠滿足特殊領域的工作需求。
三、智能互動學習機器人設計方案
本方案是一款智能互動學習機器人,專門針對兒童電子教育市場開發的高科技智 能產品,集通訊、娛樂、學習、互動于一身。她可以通過云語音識別技術實現人機交互,對于生活類和學習類的語音控制指令,例如百科查詢、互動問答、天氣查詢、計算、翻譯、歌曲點播、早教學習等指令有準確的響應。她準確識別用戶發出的自然語言,通過云計算服務器來匹配用戶的問題答案,進行響應。她具有非常好的交互體驗,在云端服務器無法匹配到答案的時候,還能通過自主學習來達到自我成長的目的,實現初步的人工智能。
方案方塊圖
系統功能
1、繪本學習語音互動;2、語意識別;3、微信通信;4、在線點播;5、信息控制;6、本地播放;7、安全機制;8、微信群聊。
方案特性
NSIWAY音頻專用芯片NS4160。
超低EMI,無需濾波器,最大功率可達5W。
采用三色高亮LED,用于顯示操作內容狀態。
采用RealTek8188 WIFI模組增加產品網絡鏈接穩定性。
“銳曼智能機器人”為新型人機對話服務伴侶機器人,主要面向家庭用戶。
1、方案概述
“銳曼智能機器人”采用RK3288芯片,搭載超強四核Cortex-A17,頻率高達1.8GHz。
在GPU方面,RK3288是全球首顆采用全新圖像引擎技術的芯片。性能頂尖的Mali-T764 GPU的加入,帶來多種內存壓縮技術、全局實時光引擎游戲技術等多項先進技術。
兩者的配合,讓搭載RK3288芯片的這臺智能機器人不僅擁有更多搶眼的功能,且實用非常流暢。
瑞芯微RK3288特性
RK3288集多種優勢于一身,是全球首款ARM全新架構內核芯片,還是全球第一個最新Mali-T76x系列GPU的芯片,以及全球第一個4Kx2K 硬解H.265視頻的芯片。
2、產品功能
產品能夠與手機無線暢連,手指一動,即可輕松操控。搭載的10.1英寸高清屏幕和攝像頭,具有多種用途。
直接語音對話,釋放雙手,無需觸屏控制;
腿部設有避障功能,當到達桌面邊緣時自動停止;
電量不足時,能定位電源位置,自動尋找電源充電。
RK3288芯片的強大,在這臺智能機器人身上體現地淋漓盡致。(綜合整理)
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