1项目简介

本项目是江苏省大学生机器人大赛的前期研究项目，其是由江苏省大学生机器人大赛是由江苏省自动化学会发起，江苏省教育厅与江苏省科学技术协会共同主办的一项重要赛事。该大赛自2004年创办以来，已经连续成功举办多届，旨在引导高等学校机器人相关专业课程建设，深化教学改革，加强科研和工程实践能力的训练，培养大学生的创新能力、工程实践能力和协作精神。大赛对于提升国民科技水平、适应机器人时代的新要求具有重要作用。舞蹈赛项是江苏省大学生机器人大赛中的一个赛项，其旨在通过自主设计一款人形机器人（仿人）进行舞蹈动作的展示，其中包括但不限于“金鸡独立、鲲鹏展翅、猴子望月、牧童指路、一字比肩”等等在这之后还有2分钟的独立展示时间，需根据自行准备的音乐和相对应的舞蹈进行展示，其中比赛设置了相应的场地，比赛机器人完成交换位置，踩圈等高难度动作都可以实现加分。江苏省大学生机器人要求所有参赛机器人都要自制，参赛组委会不提供特定的购买方，也明确禁止比赛队伍购买成品机器人，在提交竞赛成果技术报告中，需提交自制PCB电路板，驱动芯片，软件程序等。

该项目主要是利用16个舵机作为机器人的关节，进行舞蹈动作，机器人上装有摄像头模块、mp3模块、主控模块、蓝牙模块等等，使用单片机来控制舵机的转动、动作的完成以及串口通信，其中要实现的功能主要有十项舞蹈动作的展示，MP3模块播放音乐并随着音乐舞动，以及摄像头识别并根据任务舞动。人形机器人关节处自行购买数字量总线舵机，关节外壳部分材料使用3D打印材料和购买铝合金材料等，内部加装了OPENMV视觉模块，蓝牙模块，MP3模块等等。

本项目是江苏省大学生机器人大赛的前期研究，聚焦于设计一款具有人形舞蹈能力的机器人。该机器人利用16个舵机作为关节，能够展示多种舞蹈动作，并结合MP3模块播放音乐、摄像头进行视觉识别，实现动态舞蹈表演。项目旨在通过实际操作提升学生的创新能力和工程实践能力。

人形机器人是近阶段时间一个重要的发展方向，本项目设计的人形机器人不仅可以完成比赛，还可以锻炼学生创新能力，其次有许多比赛也包含人形机器人赛项。例如，中国机器人及人工智能大赛中的仿人短跑和多足异形等赛项，都包含人形机器人。本项目在完成预定目标参加比赛后，还将进行改进参加中国机器人及人工智能大赛以及其他比赛。

2项目特色

2.1多种硬件模块集成：机器人配备摄像头、MP3模块和蓝牙模块，能够进行视觉识别和音乐同步舞蹈，提升互动性。

2.2复杂舞蹈动作：能够实现十项复杂舞蹈动作，如“金鸡独立”、“鲲鹏展翅”等，展示机器人的灵活性和技术水平。

2.3精确控制：通过单片机对舵机进行精确控制，例如24路树莓派（pico）单片机，实现高效的动作执行和流畅的舞蹈表现。

2.4培养团队合作：项目的设计和实施需要团队协作，提升学生的沟通能力和协作精神。

3项目创新点

3.1以竞赛为出发点

重要赛事的前沿探索：本项目作为江苏省大学生机器人大赛的前期研究项目，紧跟大赛引导高校机器人专业课程建设、深化教学改革等目标。大赛由江苏省自动化学会发起，江苏省教育厅与江苏省科学技术协会共同主办，具有权威性和专业性，项目在此背景下开展，能够站在机器人教育和科研实践的前沿，对提升国民科技水平有潜在意义。舞蹈赛项通过人形机器人舞蹈展示，为培养大学生创新、工程实践和协作精神提供了独特的实践平台，本项目在该赛项方向的研究，有助于挖掘学生在机器人舞蹈设计领域的潜力

3.2机器人设计方面

关节设计与动作展示，采用 16 个舵机作为机器人的关节，能够实现较为复杂和多样化的舞蹈动作，如 “金鸡独立、鲲鹏展翅、猴子望月、牧童指路、一字比肩” 等。这种基于舵机的关节设计为机器人舞蹈动作的流畅性和多样性提供了硬件基础，区别于传统机器人较为单一的动作模式。关节处除了购买铝合金材料外，部分结构还需要自行三维建模并3D打印成模型进行装配。

多功能模块集成，集成摄像头模块、MP3 模块、主控模块和蓝牙模块等多种功能模块。摄像头模块可实现视觉识别功能，使机器人能够根据识别结果进行舞蹈动作调整，增加了机器人的智能化程度；MP3 模块可播放音乐并让机器人随音乐舞动，将音乐与舞蹈有机结合，增强了表演的观赏性；蓝牙模块可能为机器人的远程控制或数据传输提供了可能性，方便对机器人进行调试和操作。

3.3控制与功能实现方面

单片机控制的高效性，使用单片机来控制舵机的转动、动作的完成以及串口通信。单片机的应用能够实现对多个舵机的精确控制，确保舞蹈动作的准确性和协调性。同时，通过串口通信可以实现各模块之间的数据交互，保障机器人系统的整体运行稳定性，体现了在控制技术方面的创新。在舞蹈比赛过程中，人形机器人不可出现跌倒、出线等违规情况，若出现违规情况则会扣分人形机器人的舞蹈动作的控制，稳定性高不可跌倒，此外还要设计机器人舞蹈的动作，选择合适的伴奏并搭配应情的舞蹈动作，形式优美，动作圆滑。

多功能舞蹈实现，能够实现十项舞蹈动作展示，并且结合音乐播放和视觉识别进行动态舞蹈表演。这种多功能舞蹈实现机制，在机器人舞蹈表演领域具有创新性，它不仅仅是简单的动作重复，而是融合了多种感官和控制元素的综合表演，对提升学生在机器人编程和控制方面的创新能力和工程实践能力有很大帮助。

4学生获得的训练：

4.1机器人设计与开发：学习如何设计和构建机器人，理解机械结构和运动控制的基本原理。

4.2编程技能：掌握单片机编程及串口通信，增强编程能力和解决实际问题的能力。

4.3创新思维：通过实践和实验，鼓励学生提出创新的解决方案，培养创新能力。

4.4项目管理：体验项目的整体规划与实施过程，学习时间管理和任务分配，提升项目管理能力。

通过这一项目，学生不仅能提升技术水平，还能在实践中锻炼综合素质，为未来的职业发展打下坚实基础。

预期成果：

   1.设计制作出人形机器人实物

2.参与江苏省大学生机器人大赛