邊學(xué)邊玩機(jī)器人

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1、邊學(xué)邊玩機(jī)器人內(nèi)江十小機(jī)器人培訓(xùn)2012年2月一、了解機(jī)器人1、“機(jī)器人” 一詞的來(lái)歷 1920年，捷克斯洛伐克作家薩佩克寫了一個(gè)劇本，名字叫洛桑萬(wàn)能機(jī)器人公司。這是人們第一次使用“機(jī)器人”一詞。薩佩克給這種“萬(wàn)能機(jī)器人”取名叫Robot，捷克語(yǔ)意為“奴隸”，漢語(yǔ)音譯為“羅伯特”，意譯為“機(jī)器人”。什么是機(jī)器人一、了解機(jī)器人 機(jī)器人仍然是一臺(tái)機(jī)器，但它又不同于一臺(tái)普通的機(jī)器。機(jī)器人是具有一些類似人的功能的機(jī)械電子裝置，又叫自動(dòng)化裝置。它的顯著特點(diǎn)是有類似人的功能，比如自動(dòng)作業(yè)功能，感知功能、行走功能，它能根據(jù)人們所編程序自動(dòng)地完成工作。精彩紛呈的機(jī)器人一、了解機(jī)器人機(jī)器人宇航員比硬幣還小的昆蟲

2、機(jī)器人手術(shù)機(jī)器人機(jī)器人服務(wù)員精彩紛呈的機(jī)器人一、了解機(jī)器人排爆機(jī)器人火星車無(wú)人偵察機(jī)二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人控制器執(zhí)行器件傳感器大腦運(yùn)動(dòng)器官感覺(jué)器官思維程序肌肉骨骼馬達(dá)結(jié)構(gòu)件眼耳口鼻二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人控制器機(jī)器人的大腦中鳴X-RCU一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)可以對(duì)其編寫程序主要功能：1、采集傳感器的傳來(lái)的信息。2、對(duì)信息進(jìn)行分析。3、對(duì)電機(jī)等執(zhí)行部件進(jìn)行控制。通訊指示燈電源指示燈電源開(kāi)關(guān)外接電源插座程序下載接口輸入/輸出接口顯示器電池盒二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人控制器機(jī)器人的大腦中鳴X1-RCU二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人w控制器機(jī)器人的大腦中鳴X2-RCU二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人控制器機(jī)器人的大腦電池安裝方法 注意方向二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人控制器機(jī)器人的大腦多

3、種多樣的傳感器二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人傳感器感知外部世界二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人執(zhí)行器件實(shí)現(xiàn)機(jī)器人動(dòng)作二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人執(zhí)行器件實(shí)現(xiàn)機(jī)器人動(dòng)作執(zhí)行器件機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)LED燈電磁閥結(jié)構(gòu)件輪子支架緊固件電氣元件二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人執(zhí)行器件實(shí)現(xiàn)機(jī)器人動(dòng)作搭建好的機(jī)器人范例二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人讓機(jī)器人的大腦學(xué)會(huì)思考編程啟動(dòng)機(jī)器人快車機(jī)器人快車是中鳴公司出器的對(duì)RCU進(jìn)行編程的軟件，每一種不同的控制器編程軟件也不同二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人讓機(jī)器人的大腦學(xué)會(huì)思考編程二、認(rèn)識(shí)機(jī)器人讓機(jī)器人的大腦學(xué)會(huì)思考編程三、閃爍的提醒燈硬件組成三、閃爍的提醒燈編寫程序確定拖出發(fā)光模塊三、閃爍的提醒燈選擇接口不可選接口輸入名稱最后確認(rèn)定義硬件三、閃爍的提醒燈編

4、寫程序連線這里填0表示燈滅，1表示燈亮再來(lái)個(gè)延時(shí)，表示燈亮多長(zhǎng)別忘了關(guān)燈這里1表示1秒三、閃爍的提醒燈問(wèn)題一：讓燈閃爍3次，可以怎么編寫？問(wèn)題二：讓燈閃爍100次，可以怎么編寫？三、閃爍的提醒燈運(yùn)用循環(huán)可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題？for循環(huán)：右邊屬性中可輸入循環(huán)次數(shù)。循環(huán)頭和循環(huán)尾成對(duì)出現(xiàn)。循環(huán)頭和循環(huán)尾這間的所有圖標(biāo)為循環(huán)內(nèi)容。讓燈閃爍3次三、閃爍的提醒燈While循環(huán)：右邊屬性中表達(dá)式為空表示無(wú)限次循環(huán)。循環(huán)頭和循環(huán)尾成對(duì)出現(xiàn)。循環(huán)頭和循環(huán)尾這間的所有圖標(biāo)為循環(huán)內(nèi)容。問(wèn)題二：讓燈一直閃爍，可以怎么編寫？三、閃爍的提醒燈讓提醒燈一直閃爍思考題：讓燈閃爍頻率加快應(yīng)該對(duì)程序如何修改？四、進(jìn)退自如的機(jī)

5、器人四、進(jìn)退自如的機(jī)器人四、進(jìn)退自如的機(jī)器人四、進(jìn)退自如的機(jī)器人四、進(jìn)退自如的機(jī)器人M1，M2為馬達(dá)專用接口硬件定義狀態(tài)參數(shù)說(shuō)明速度參數(shù)正反轉(zhuǎn)參數(shù)四、進(jìn)退自如的機(jī)器人四、進(jìn)退自如的機(jī)器人下面程序讓馬達(dá)正轉(zhuǎn)1秒，然后反轉(zhuǎn)1秒，最后停止。四、進(jìn)退自如的機(jī)器人馬達(dá)的組合思考：馬達(dá)安裝方向相反，在編寫程序時(shí)應(yīng)該注意什么？四、進(jìn)退自如的機(jī)器人組裝小車四、進(jìn)退自如的機(jī)器人小車運(yùn)行分析四、進(jìn)退自如的機(jī)器人同時(shí)控制兩個(gè)馬達(dá)，讓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反時(shí)可以把其中一個(gè)馬達(dá)定義的方向交換機(jī)器人前進(jìn)機(jī)器人后退更改了馬達(dá)方向參數(shù)四、進(jìn)退自如的機(jī)器人最外層是While循環(huán)，注意循環(huán)頭和循環(huán)尾成對(duì)出現(xiàn)。前進(jìn)后退完整

6、程序延時(shí)延時(shí)四、進(jìn)退自如的機(jī)器人思考一：小車如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎？?jī)芍获R達(dá)之間如果存在速度差，即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。思考二：轉(zhuǎn)彎角度怎么控制？轉(zhuǎn)彎角度和時(shí)間有關(guān)，控制延時(shí)時(shí)間就可以控制轉(zhuǎn)彎角度。四、進(jìn)退自如的機(jī)器人做一做：走正方形的小車重復(fù)4次前進(jìn) 轉(zhuǎn)彎根據(jù)需要選擇延時(shí)模塊，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到具體延時(shí)時(shí)間.前進(jìn)轉(zhuǎn)彎五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人任務(wù): 讓RCU計(jì)算一道數(shù)學(xué)題并顯示出答案.五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人分析: 1.要讓RCU記住輸入的數(shù).2.能夠把答案顯示出來(lái).變量顯示模塊顯示模塊五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人能顯示2行每行顯示8個(gè)字符或數(shù)字A B C D E FG H12345678五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人顯示模塊背光的打開(kāi)

7、和關(guān)閉1.打開(kāi)背光2.關(guān)閉背光五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人顯示模塊3位數(shù)字顯示位置1-16內(nèi)容123456789147主要用于調(diào)試時(shí)顯示數(shù)據(jù)1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16什么是變量能存放數(shù)據(jù)的盒子變量有名字，變量名盒子里能存放數(shù)據(jù)，變量值1五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人a變量是在機(jī)器人大腦中劃分出一個(gè)存放數(shù)據(jù)的空間，我們可以把變量看作一個(gè)盒子，這個(gè)盒子里能存放各種數(shù)據(jù)變量名以英文字母開(kāi)頭，可以是a1，b355，abc等1a132768b2147483648c字符型整型長(zhǎng)整型五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人當(dāng)存在多個(gè)變量時(shí)，變量的名字不可以相同。變量數(shù)據(jù)類型不同，存放數(shù)據(jù)的能

8、力也不同-128+127或1個(gè)英文字符-32768+32767-2147483648+2147483647變量數(shù)據(jù)類型不同，占用空間的大小也不同變量的數(shù)據(jù)類型五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人定義變量點(diǎn)擊右下角變量窗口變量名數(shù)據(jù)類型在這里可以填入變量的值五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人變量賦值（一）五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人變量賦值（二）可以理解為把一個(gè)數(shù)值放進(jìn)變量（盒子）中a = 5a為變量名5是放進(jìn)a變量中的值“ = ”表示把右邊表達(dá)式計(jì)算結(jié)果放到左邊的變量中（不同于數(shù)學(xué)中的等號(hào)）五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人計(jì)算模塊輸入表達(dá)式表達(dá)式在現(xiàn)階段可以理解為算式a=2b=3c=a+bab五、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人計(jì)算2+3的結(jié)果五、

9、會(huì)做數(shù)學(xué)題的機(jī)器人算術(shù)運(yùn)算表達(dá)式a = ( 3 + 2 ) * 10 / 2 - 61234加 +減 -乘 *除 /c = ( a + b ) * 10 / 2 - 6變量也可參與運(yùn)算，但變量應(yīng)先定義和賦值。a = 3b = 2六、延時(shí)樓道燈任務(wù)： 設(shè)計(jì)制作一臺(tái)延時(shí)樓道燈，按下開(kāi)關(guān)后燈亮，一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅。觸碰模塊任務(wù)1：在顯示器上顯示觸碰開(kāi)關(guān)是否被按下六、延時(shí)樓道燈填寫返回變量六、延時(shí)樓道燈六、延時(shí)樓道燈分支結(jié)構(gòu)六、延時(shí)樓道燈六、延時(shí)樓道燈c = = 1六、延時(shí)樓道燈比較運(yùn)算表達(dá)式a=b31a=b+3小于小于或等于大于或等于大于等于不等于六、延時(shí)樓道燈比較運(yùn)算表達(dá)式常用于分支結(jié)構(gòu).3=1+

10、23與1+2的和是否相等是(成立)31a3變量可以參與運(yùn)算，但應(yīng)先賦值.是(成立)否(不成立)1(真)0(假)六、延時(shí)樓道燈a=4a3a=1a3變量的值發(fā)生變化，同一個(gè)表達(dá)式可能得出不同結(jié)果.是(成立)否(不成立)1(真)0(假)1234六、延時(shí)樓道燈任務(wù)： 制作一臺(tái)小車，能在封閉場(chǎng)地中運(yùn)行，如果碰撞到障礙物會(huì)自動(dòng)后退并改變方向。七、碰碰車七、碰碰車七、碰碰車七、碰碰車七、碰碰車七、碰碰車這個(gè)觸碰不安裝七、碰碰車分析： 有障礙嗎開(kāi)始轉(zhuǎn)向前進(jìn)結(jié)束是否否是循環(huán)條件滿足嗎文字工具七、碰碰車文字工具起到注釋作用七、碰碰車 有障礙嗎開(kāi)始轉(zhuǎn)向前進(jìn)結(jié)束是否否是循環(huán)條件滿足嗎八、競(jìng)跑小車任務(wù)：看誰(shuí)的小車跑得快

11、，沖過(guò)黑線后自動(dòng)停止。分析：用灰度傳感器可以讓小車檢測(cè)到地面的顏色，如果檢測(cè)到黑色就自動(dòng)停下來(lái)。灰度模塊： 能夠檢測(cè)物體表面的顏色。八、競(jìng)跑小車只能接A1-A4（模擬接口）最多可接8個(gè)結(jié)果返回到1個(gè)變量，范圍0-255。八、競(jìng)跑小車編程思路：開(kāi)始是否檢測(cè)到黑色灰度檢測(cè)跳出循環(huán)小車前進(jìn)小車停止結(jié)束是否開(kāi)始是否檢測(cè)到黑色灰度檢測(cè)跳出循環(huán)小車前進(jìn)小車停止結(jié)束是否八、競(jìng)跑小車九、深入了解傳感器1、數(shù)字類型傳感器2、模擬類型傳感器RCU硬件接口D1-D6數(shù)字類型傳感器接口A1-A2模擬類型傳感器接口輸出信號(hào)方法不同九、深入了解傳感器比賽中會(huì)用到的傳感器：觸碰傳感器（數(shù)字信號(hào)）指南針（數(shù)字信號(hào)）復(fù)眼（數(shù)字

12、信號(hào)）紅外測(cè)距（數(shù)字信號(hào)）灰度（模擬信號(hào)）灰度卡（數(shù)字信號(hào)）九、深入了解傳感器紅外測(cè)距 紅外測(cè)距模塊是專為機(jī)器人設(shè)計(jì)的測(cè)障傳感器。它通過(guò)發(fā)射紅外線并測(cè)量紅外線被反射回來(lái)的相位來(lái)計(jì)算被測(cè)物體和測(cè)距模塊之間距離，并以電壓大小的形式輸出給主控制器，有效距離880 cm發(fā)射接收九、深入了解傳感器紅外測(cè)距應(yīng)用案例：在足球比賽中，用于測(cè)量左、右、后方距離，就可確定機(jī)器人在場(chǎng)上位置。一、簡(jiǎn)述一、簡(jiǎn)述 紅外復(fù)眼（compound eye）模塊，顧名思義是由若干個(gè)紅外感光單元構(gòu)成的、能夠同時(shí)多方位測(cè)量紅外光強(qiáng)弱的電子部件。能夠只占用一個(gè)端口，就可以實(shí)現(xiàn)方便、快捷地讀取多個(gè)方向的火焰（紅外光）強(qiáng)度，并且自動(dòng)運(yùn)算出

13、最大值方向，最小值方向等等。二、特性二、特性 1、標(biāo)準(zhǔn)中鳴RCU通用四線接口，兼容標(biāo)準(zhǔn)兩線I2C接口，方便用戶DIY拓展應(yīng)用；2、板上直接配備7個(gè)方位發(fā)光指示，使程序調(diào)試結(jié)果一目了然；3、全數(shù)碼化控制，通電即可使用，方便操作；4、一個(gè)模塊，15個(gè)控制命令，輕松讀取各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)。5、調(diào)制檢測(cè)模式能防止自然光的干擾，對(duì)目標(biāo)紅外光的檢測(cè)距離更遠(yuǎn)。6、可以根據(jù)目標(biāo)光源的遠(yuǎn)近顯示光值的大小。九、深入了解傳感器紅外復(fù)眼九、深入了解傳感器紅外復(fù)眼足球應(yīng)用案例：兩個(gè)復(fù)眼組合，可以在足球比賽中，全方位測(cè)量足球在場(chǎng)上位置。BE-2612指南針模塊是專為智能機(jī)器人設(shè)計(jì)的方向角度測(cè)量傳感器。大家知道，地球就像是一個(gè)巨

14、大的磁鐵，有它自己的南北極。我們的指南針模塊就是通過(guò)測(cè)量環(huán)境的磁場(chǎng)，從而運(yùn)算得出模塊現(xiàn)時(shí)所指的方向角度。指南針模塊的返回值范圍是0360度。除了可以進(jìn)行每秒數(shù)千次的角度測(cè)量，它能讓客戶自己定義方向，糾正磁場(chǎng)環(huán)境偏差等。新增加的多方向指示燈，也讓我們更容易地分辨它的工作狀態(tài)和測(cè)量角度，進(jìn)一步提高了指南針模塊的易用性。九、深入了解傳感器指南針指南針九、深入了解傳感器指南針指南針應(yīng)用案例： 用于機(jī)器人確認(rèn)自身旋轉(zhuǎn)角度，可以區(qū)分進(jìn)攻方向。指南針讀數(shù)0指南針讀數(shù)45指南針讀數(shù)315九、深入了解傳感器灰度卡一、簡(jiǎn)述 智能尋跡模塊V2是BE1118的升級(jí)版。檢測(cè)黑線，用于尋跡類型的比賽，全新升級(jí)的尋跡模塊具

15、有更加多的功能，并且具有七種顏色可以選擇，每一路傳感器的顏色都是可以改變的，使用簡(jiǎn)單，操作更方便。模塊內(nèi)置設(shè)有掃描當(dāng)前地面狀態(tài)并自動(dòng)設(shè)置當(dāng)前參考值的功能，還可以讀回每一路當(dāng)前的讀數(shù)與設(shè)定每一路的參考值。附加有蜂鳴器，調(diào)試更方便。每一路傳感器布局合理，操作更簡(jiǎn)單，使用更方便。可以應(yīng)用于各類型的大型尋跡比賽項(xiàng)目之中。灰度卡九、深入了解傳感器應(yīng)用案例：智能小車尋線走軌跡時(shí)，快速確定黑線位位置。邏輯運(yùn)算又稱布爾運(yùn)算 布爾用數(shù)學(xué)方法研究邏輯問(wèn)題，成功地建立了邏輯演算。這一邏輯理論人們常稱它為布爾代數(shù)。 十、邏輯運(yùn)算十、邏輯運(yùn)算命題天下雨？abc=1如果命題成立為真a=2a1 為真 記為1a=0a1為假

16、記為0命題A和B同時(shí)成立，結(jié)果為真。運(yùn)算符：&真值表為：舉例：觸碰A 和 觸碰B 同時(shí)按下則燈亮，否則燈滅。十、邏輯運(yùn)算與運(yùn)算AB與運(yùn)算結(jié)果000010100111命題A和B其中一個(gè)成立，結(jié)果為真（1）否則為假（0）。運(yùn)算符 |真值表為：舉例：觸碰A 和 觸碰B 只要有一個(gè)按下則燈亮，否則燈滅。十、邏輯運(yùn)算AB或運(yùn)算結(jié)果000011101111或運(yùn)算命題A成立，結(jié)果為假（0）否則為真（1）。運(yùn)算符 ！真值表為：舉例：觸碰A 按下則燈滅，否則燈亮。十、邏輯運(yùn)算A非運(yùn)算結(jié)果0110非運(yùn)算十一、巡線小車任務(wù)：制作一臺(tái)能沿黑線走的小車。十一、巡線小車1 2 31 2 31 2 3并排3個(gè)灰度左輪右輪1

17、號(hào)灰度為黑線，左轉(zhuǎn)2號(hào)灰度為黑線，前進(jìn)2號(hào)灰度為黑線，右轉(zhuǎn)1 2 31 2 31號(hào)、2號(hào)灰度同時(shí)壓黑線，慢速左轉(zhuǎn)。2號(hào)、3號(hào)灰度同時(shí)壓黑線，慢速右轉(zhuǎn)。十一、巡線小車十二、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制全向輪式機(jī)器人摩擦力強(qiáng)摩擦力弱十二、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制02200202M1M2M3M4全向輪式機(jī)器人0為正轉(zhuǎn)2為反轉(zhuǎn)水平方向垂直方向合成方向十二、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制0220全向輪式機(jī)器人十二、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制順時(shí)針旋轉(zhuǎn)0000逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)2222全向輪式機(jī)器人十二、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制02200202M1M2M3M412345678方向1: m1=1,m2=2,m3=1,m4=0方向2: m1=0,m2=2,m3=2,m4=0.全

18、向輪式機(jī)器人十三、子程序 在一個(gè)程序中，如果其中有些內(nèi)容完全相同或相似，為了簡(jiǎn)化程序，可以把這些重復(fù)的程序段單獨(dú)列出，編寫成子程序。 主程序在執(zhí)行過(guò)程中調(diào)用該子程序，子程序執(zhí)行完后又返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。 燈閃3次開(kāi)始燈閃3次馬達(dá)啟動(dòng)馬達(dá)停止結(jié)束重復(fù)執(zhí)行的程序可以編寫成一個(gè)子程序燈閃3次開(kāi)始馬達(dá)啟動(dòng)馬達(dá)停止結(jié)束調(diào)用返回返回調(diào)用十三、子程序主程序子程序建立子程序十三、子程序十三、子程序 在調(diào)用子程序時(shí),可以向子程序傳遞“參數(shù)”，“參數(shù)”相當(dāng)于一個(gè)變量，子程序可以根據(jù)變量的不同內(nèi)容來(lái)執(zhí)行不同的功能。子程序的參數(shù)十三、子程序任務(wù) 在一個(gè)程序中，如果其中有些內(nèi)容完全相同或相似，為了簡(jiǎn)化程序，可以把這些重復(fù)的程序段單獨(dú)列出，編寫成子程序。 主程序在執(zhí)行過(guò)程中調(diào)用該子程序，子程序執(zhí)行完后又返回到主程序，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。 表達(dá)式匯總1、數(shù)學(xué)表達(dá)式 2、比較運(yùn)算表達(dá)式3、邏輯運(yùn)算表達(dá)式1、算術(shù)表達(dá)式例： ( 3 + 2 ) * 10 / 2 - 6 RCU會(huì)根據(jù)運(yùn)算規(guī)則對(duì)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的結(jié)果為一個(gè)數(shù)值。( a + b ) * 4 + 2