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碰壁回头车形机器人设计与制作

碰壁回头车形机器人设计与制作

点击数:7886 次   录入时间:03-04 12:00:14   整理:http://www.55dianzi.com   机器人-智能车

  gh 图为碰壁回头机器人。碰壁回头机器人行进时碰到墙壁后反向行驶。与前二期制作的机器人相比,碰壁回头机器人添加了传感器,使机器人有了“触觉”。通过碰壁回头机器人的制作与学习,我们可以了解接触传感器的工作原理及结构,并学习编写较为复杂的选择结构和循环结构的程序。


  
  下面按以下四个步骤进行制作:

  一、搭建机器人的机械结构
  
  1.机械部件清单
  
  制作碰壁回头机器人所需的机械部件如下图所示。

  2.动手制作过程
  
  第一步:用一块多孔板作为车的主体。然后安装车轮。
  
  第二步:安装驱车轮
  
  将电机变速箱固定在多孔板的一端,然后将两个车轮插接在变速箱的主轴上。如下图所示。

  第三步:安装从动轮
  
  将两块1O孔插板插接在多孔板另一端的两侧;然后将一根长车轮轴,穿过1O孔插板中间的孔,再将两个车轮插接在车轮轴的两端,插接车轮时加几个垫圈可以防止车轮左右晃动。如下图。


  
  这样,车轮就安装好了。效果如下图。


  
  第四步:安装传感器架利用锁扣和螺丝将两根5孔塑料杆固定在多孔板一端的下方,再插接一个传感器底座。这样一侧的传感器架就制作完了。如下图。接着用同样的方法。


  
  制作另一端的传感器架。
  
  第五步:将一个电池盒固定在车体的上方。制作后如下图。



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  二、连接机器人的电路结构

  1.电路部件清单
  
  碰壁回头机器人需要的电路部件清单如下图。

  2.认识电路部件
  
   接触传感器和输入输出扩展板,如下图所示。
  
  (1)接触传感器

  用来采集碰触信号的是接触传感器。接触传感器实际相当于一个开关。压杆未被压下,常开触点处于断开状态,电路输出高电平。压杆被压下时,常开触点处于闭合,电路输出低电平。
  
  (2)输入输出扩展板
  
  输入输出扩展板在这里起到的是方便设计,转换接口的作用。由于控制电路主板上的输入输出接口都是六针的,为了方便设计,通过输入输出扩展板,可以将一个输入、输出的六针接口对应得到4个2针的输入、输出口分开单独使用。输入输出扩展板的结构图如下图。

   3.连接步骤
  
  第一步:将两个传感器引线分别连接到输入输   出扩展板的两针接口1和2。
  
  第二步:用六芯连线连接输入输出扩展板的六针接口和主板的输入接口1。
  
  第三步:用六芯连线连接主板的输出接口1和电机驱动板的输入接口。
  
  第四步:将电机引线连接到电机驱动板的输出接口1。
  
  第五步:扬声器引出线连接到主板的喇叭接口。
  
  第六步:电源线连接到主板的电源接口。
  
  电路连接示意图如下图。

  4.电子控制系统
  
  碰壁回头机器人的电路由输入部分、控制部分和输出部分组成。输入部分主要用来采集信息,控制部分用来处理信息并发出命令,输出部分用来执行命令,它们共同构成了机器人的电子控制系统。 


  



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  三、编写并下载程序
  
  如果让机器人完成指定的任务,需编写相应程序。
  
  我们准备好下载线后,就可以启动软件进行编程了。
  
  这里所使用的是中夏Ⅱ型图形化编程语言环境。
  
  1.指定任务
  
  将机器人放置到一个固定环境并指定一个任务,示意图如下图。
  
  示意图说明:机器人被置于两墙之间。它在两墙壁之间进行往返运动。

  2.电机转动方向与传感器之间的关系

  编写正式程序之前,首先测试机器人,找到电机正转将会使几号传感器碰壁这个问题的答案。在这里,我所得出的结论是:电机正转一段时间后,会使1号传感器碰壁;电机反转一段时间后,会使2号传感器碰壁。
  
  3.编写程序
  
  编写正式程序,这个程序相对来说较为复杂,使用前面机器人所采用的顺序结构进行编程是无法完成指定任务的。在这个程序中我们需要用到新的编程结构—选择结构和循环结构。为了能够根据接触传感器发出的不同信号做出不同的动作,我们需要使用选择结构。为了能够让接触传感器反复判断,我们需要使用循环结构。
  
  编写程序,如下图。将其保存并下载到机器人的主板中。

  四、运行与调试机器人

  运行并调试碰壁回头机器人。
  
  下表是碰壁回头机器人可能出现的问题及解决方法。供参考。

现象 原因 解决方法 不碰壁 电源指不灯不亮 1.未装电池或电池电量不足 1.更换电池 2.电源开关未放到开的位置 2.将电源开关调到正确位置 3.电源引线接触不好或电源引线与主板连接错误 3.将电源引线正确连接到主板的电源接口上 下载指不灯不亮 1.未调到下载状态 1.将主板调到下载状态 2.运行指令正在运行 2.等待运行指令执行完毕或按复位键或先将电源关闭清除数据再打开电源 下载指示灯不闪烁 1.软件版本不对 1.使用对应的软件版本下载程序 2.电脑串口选择不对 2.换一个串口再试 电机不转 1.电机引线接触不好或与电机驱动板连接错误 1.将电机引线连到电机驱动板的正确位置 2.电机驱动板与主板连接错误 2.将电机驱动板连到主板的正确位置 碰壁不回头 1.测试结论有误 1.反复测试得出正确结论 2.电机转动方向错误 2.修改电机转动方向 3.传感器编号有误 3.修改传感器编号 碰壁一次后停止 1.循环结构有误 1.修改程序中的循环部分

 




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