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1、邊學(xué)邊玩機器人內(nèi)江十小機器人培訓(xùn)2012年2月一、了解機器人1、“機器人” 一詞的來歷 1920年，捷克斯洛伐克作家薩佩克寫了一個劇本，名字叫洛桑萬能機器人公司。這是人們第一次使用“機器人”一詞。薩佩克給這種“萬能機器人”取名叫Robot，捷克語意為“奴隸”，漢語音譯為“羅伯特”，意譯為“機器人”。什么是機器人一、了解機器人 機器人仍然是一臺機器，但它又不同于一臺普通的機器。機器人是具有一些類似人的功能的機械電子裝置，又叫自動化裝置。它的顯著特點是有類似人的功能，比如自動作業(yè)功能，感知功能、行走功能，它能根據(jù)人們所編程序自動地完成工作。精彩紛呈的機器人一、了解機器人機器人宇航員比硬幣還小的昆蟲
2、機器人手術(shù)機器人機器人服務(wù)員精彩紛呈的機器人一、了解機器人排爆機器人火星車無人偵察機二、認(rèn)識機器人控制器執(zhí)行器件傳感器大腦運動器官感覺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)識機器人控制器機器人的大腦中鳴X-RCU一臺小型計算機可以對其編寫程序主要功能：1、采集傳感器的傳來的信息。2、對信息進(jìn)行分析。3、對電機等執(zhí)行部件進(jìn)行控制。通訊指示燈電源指示燈電源開關(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)識機器人控制器機器人的大腦中鳴X1-RCU二、認(rèn)識機器人w控制器機器人的大腦中鳴X2-RCU二、認(rèn)識機器人控制器機器人的大腦電池安裝方法 注意方向二、認(rèn)識機器人控制器機器人的大腦多
3、種多樣的傳感器二、認(rèn)識機器人傳感器感知外部世界二、認(rèn)識機器人執(zhí)行器件實現(xiàn)機器人動作二、認(rèn)識機器人執(zhí)行器件實現(xiàn)機器人動作執(zhí)行器件機器人的運動系統(tǒng)電動機LED燈電磁閥結(jié)構(gòu)件輪子支架緊固件電氣元件二、認(rèn)識機器人執(zhí)行器件實現(xiàn)機器人動作搭建好的機器人范例二、認(rèn)識機器人讓機器人的大腦學(xué)會思考編程啟動機器人快車機器人快車是中鳴公司出器的對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)識機器人讓機器人的大腦學(xué)會思考編程二、認(rèn)識機器人讓機器人的大腦學(xué)會思考編程三、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表示燈亮再來個延時，表示燈亮多長別忘了關(guān)燈這里1表示1秒三、閃爍的提醒燈問題一：讓燈閃爍3次，可以怎么編寫？問題二：讓燈閃爍100次，可以怎么編寫？三、閃爍的提醒燈運用循環(huán)可以很好地解決這個問題？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)式為空表示無限次循環(huán)。循環(huán)頭和循環(huán)尾成對出現(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)該對程序如何修改？四、進(jìn)退自如的機
5、器人四、進(jìn)退自如的機器人四、進(jìn)退自如的機器人四、進(jìn)退自如的機器人四、進(jìn)退自如的機器人M1，M2為馬達(dá)專用接口硬件定義狀態(tài)參數(shù)說明速度參數(shù)正反轉(zhuǎn)參數(shù)四、進(jìn)退自如的機器人四、進(jìn)退自如的機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，在編寫程序時應(yīng)該注意什么？四、進(jìn)退自如的機器人組裝小車四、進(jìn)退自如的機器人小車運行分析四、進(jìn)退自如的機器人同時控制兩個馬達(dá)，讓機器人運動。當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動方向相反時可以把其中一個馬達(dá)定義的方向交換機器人前進(jìn)機器人后退更改了馬達(dá)方向參數(shù)四、進(jìn)退自如的機器人最外層是While循環(huán)，注意循環(huán)頭和循環(huán)尾成對出現(xiàn)。前進(jìn)后退完整
6、程序延時延時四、進(jìn)退自如的機器人思考一：小車如何實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎？兩只馬達(dá)之間如果存在速度差，即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。思考二：轉(zhuǎn)彎角度怎么控制？轉(zhuǎn)彎角度和時間有關(guān)，控制延時時間就可以控制轉(zhuǎn)彎角度。四、進(jìn)退自如的機器人做一做：走正方形的小車重復(fù)4次前進(jìn) 轉(zhuǎn)彎根據(jù)需要選擇延時模塊，通過實驗得到具體延時時間.前進(jìn)轉(zhuǎn)彎五、會做數(shù)學(xué)題的機器人任務(wù): 讓RCU計算一道數(shù)學(xué)題并顯示出答案.五、會做數(shù)學(xué)題的機器人分析: 1.要讓RCU記住輸入的數(shù).2.能夠把答案顯示出來.變量顯示模塊顯示模塊五、會做數(shù)學(xué)題的機器人能顯示2行每行顯示8個字符或數(shù)字A B C D E FG H12345678五、會做數(shù)學(xué)題的機器人顯示模塊背光的打開
7、和關(guān)閉1.打開背光2.關(guān)閉背光五、會做數(shù)學(xué)題的機器人顯示模塊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、會做數(shù)學(xué)題的機器人a變量是在機器人大腦中劃分出一個存放數(shù)據(jù)的空間，我們可以把變量看作一個盒子，這個盒子里能存放各種數(shù)據(jù)變量名以英文字母開頭，可以是a1，b355，abc等1a132768b2147483648c字符型整型長整型五、會做數(shù)學(xué)題的機器人當(dāng)存在多個變量時，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、會做數(shù)學(xué)題的機器人定義變量點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、會做數(shù)學(xué)題的機器人變量賦值（一）五、會做數(shù)學(xué)題的機器人變量賦值（二）可以理解為把一個數(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)式計算結(jié)果放到左邊的變量中（不同于數(shù)學(xué)中的等號）五、會做數(shù)學(xué)題的機器人計算模塊輸入表達(dá)式表達(dá)式在現(xiàn)階段可以理解為算式a=2b=3c=a+bab五、會做數(shù)學(xué)題的機器人計算2+3的結(jié)果五、
9、會做數(shù)學(xué)題的機器人算術(shù)運算表達(dá)式a = ( 3 + 2 ) * 10 / 2 - 61234加 +減 -乘 *除 /c = ( a + b ) * 10 / 2 - 6變量也可參與運算，但變量應(yīng)先定義和賦值。a = 3b = 2六、延時樓道燈任務(wù)： 設(shè)計制作一臺延時樓道燈，按下開關(guān)后燈亮，一段時間后自動熄滅。觸碰模塊任務(wù)1：在顯示器上顯示觸碰開關(guān)是否被按下六、延時樓道燈填寫返回變量六、延時樓道燈六、延時樓道燈分支結(jié)構(gòu)六、延時樓道燈六、延時樓道燈c = = 1六、延時樓道燈比較運算表達(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、延時樓道燈比較運算表達(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變量可以參與運算，但應(yīng)先賦值.是(成立)否(不成立)1(真)0(假)六、延時樓道燈a=4a3a=1a3變量的值發(fā)生變化，同一個表達(dá)式可能得出不同結(jié)果.是(成立)否(不成立)1(真)0(假)1234六、延時樓道燈任務(wù)： 制作一臺小車，能在封閉場地中運行，如果碰撞到障礙物會自動后退并改變方向。七、碰碰車七、碰碰車七、碰碰車七、碰碰車七、碰碰車七、碰碰車這個觸碰不安裝七、碰碰車分析： 有障礙嗎開始轉(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 有障礙嗎開始轉(zhuǎn)向前進(jìn)結(jié)束是否否是循環(huán)條件滿足嗎八、競跑小車任務(wù)：看誰的小車跑得快
11、，沖過黑線后自動停止。分析：用灰度傳感器可以讓小車檢測到地面的顏色，如果檢測到黑色就自動停下來?；叶饶K： 能夠檢測物體表面的顏色。八、競跑小車只能接A1-A4（模擬接口）最多可接8個結(jié)果返回到1個變量，范圍0-255。八、競跑小車編程思路：開始是否檢測到黑色灰度檢測跳出循環(huán)小車前進(jìn)小車停止結(jié)束是否開始是否檢測到黑色灰度檢測跳出循環(huán)小車前進(jìn)小車停止結(jié)束是否八、競跑小車九、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方法不同九、深入了解傳感器比賽中會用到的傳感器：觸碰傳感器（數(shù)字信號）指南針（數(shù)字信號）復(fù)眼（數(shù)字
12、信號）紅外測距（數(shù)字信號）灰度（模擬信號）灰度卡（數(shù)字信號）九、深入了解傳感器紅外測距 紅外測距模塊是專為機器人設(shè)計的測障傳感器。它通過發(fā)射紅外線并測量紅外線被反射回來的相位來計算被測物體和測距模塊之間距離，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距應(yīng)用案例：在足球比賽中，用于測量左、右、后方距離，就可確定機器人在場上位置。一、簡述一、簡述 紅外復(fù)眼（compound eye）模塊，顧名思義是由若干個紅外感光單元構(gòu)成的、能夠同時多方位測量紅外光強弱的電子部件。能夠只占用一個端口，就可以實現(xiàn)方便、快捷地讀取多個方向的火焰（紅外光）強度，并且自動運算出
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、一個模塊，15個控制命令，輕松讀取各項環(huán)境參數(shù)。5、調(diào)制檢測模式能防止自然光的干擾，對目標(biāo)紅外光的檢測距離更遠(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：兩個復(fù)眼組合，可以在足球比賽中，全方位測量足球在場上位置。BE-2612指南針模塊是專為智能機器人設(shè)計的方向角度測量傳感器。大家知道，地球就像是一個巨
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測量環(huán)境的磁場，從而運算得出模塊現(xiàn)時所指的方向角度。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)千次的角度測量，它能讓客戶自己定義方向，糾正磁場環(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、簡述 智能尋跡模塊V2是BE1118的升級版。檢測黑線，用于尋跡類型的比賽，全新升級的尋跡模塊具
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，操作更簡單，使用更方便?？梢詰?yīng)用于各類型的大型尋跡比賽項目之中。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，快速確定黑線位位置。邏輯運算又稱布爾運算 布爾用數(shù)學(xué)方法研究邏輯問題，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、邏輯運算十、邏輯運算命題天下雨？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同時成立，結(jié)果為真。運算符：&真值表為：舉例：觸碰A 和 觸碰B 同時按下則燈亮，否則燈滅。十、邏輯運算與運算AB與運算結(jié)果000010100111命題A和B其中一個成立，結(jié)果為真（1）否則為假（0）。運算符 |真值表為：舉例：觸碰A 和 觸碰B 只要有一個按下則燈亮，否則燈滅。十、邏輯運算AB或運算結(jié)果000011101111或運算命題A成立，結(jié)果為假（0）否則為真（1）。運算符 ！真值表為：舉例：觸碰A 按下則燈滅，否則燈亮。十、邏輯運算A非運算結(jié)果0110非運算十一、巡線小車任務(wù)：制作一臺能沿黑線走的小車。十一、巡線小車1 2 31 2 31 2 3并排3個灰度左輪右輪1
17、號灰度為黑線，左轉(zhuǎn)2號灰度為黑線，前進(jìn)2號灰度為黑線，右轉(zhuǎn)1 2 31 2 31號、2號灰度同時壓黑線，慢速左轉(zhuǎn)。2號、3號灰度同時壓黑線，慢速右轉(zhuǎn)。十一、巡線小車十二、機器人運動控制全向輪式機器人摩擦力強摩擦力弱十二、機器人運動控制02200202M1M2M3M4全向輪式機器人0為正轉(zhuǎn)2為反轉(zhuǎn)水平方向垂直方向合成方向十二、機器人運動控制0220全向輪式機器人十二、機器人運動控制順時針旋轉(zhuǎn)0000逆時針旋轉(zhuǎn)2222全向輪式機器人十二、機器人運動控制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、向輪式機器人十三、子程序 在一個程序中，如果其中有些內(nèi)容完全相同或相似，為了簡化程序，可以把這些重復(fù)的程序段單獨列出，編寫成子程序。 主程序在執(zhí)行過程中調(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次開始燈閃3次馬達(dá)啟動馬達(dá)停止結(jié)束重復(fù)執(zhí)行的程序可以編寫成一個子程序燈閃3次開始馬達(dá)啟動馬達(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,可以向子程序傳遞“參數(shù)”，“參數(shù)”相當(dāng)于一個變量，子程序可以根據(jù)變量的不同內(nèi)容來執(zhí)行不同的功能。子程序的參數(shù)十三、子程序任務(wù) 在一個程序中，如果其中有些內(nèi)容完全相同或相似，為了簡化程序，可以把這些重復(fù)的程序段單獨列出，編寫成子程序。 主程序在執(zhí)行過程中調(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、比較運算表達(dá)式3、邏輯運算表達(dá)式1、算術(shù)表達(dá)式例： ( 3 + 2 ) * 10 / 2 - 6 RCU會根據(jù)運算規(guī)則對結(jié)果進(jìn)行計算，計算的結(jié)果為一個數(shù)值。( a + b ) * 4 + 2
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