基于慧魚(yú)模型下的循跡小車設(shè)計(jì)

湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE摘要利用慧魚(yú)創(chuàng)意模型組合拼建后輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)小車模型，其動(dòng)力裝置安裝在底板，由發(fā)動(dòng)機(jī)提供?；埕~(yú)創(chuàng)意組合模型是一種技術(shù)含量較高，經(jīng)拼接后形成的工程類模型，是展示科學(xué)原理和科學(xué)技術(shù)的理想教學(xué)器材。而本文設(shè)計(jì)是以德國(guó)慧魚(yú)創(chuàng)意積木所搭建而成的模擬機(jī)器人為基本構(gòu)架，通過(guò)圈形式人機(jī)界面LLwin,再由智慧型電腦界面板去控制驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，使機(jī)器人的細(xì)節(jié)部分動(dòng)作達(dá)到我們的要求，再而取代我們以后常用的由硬體描述語(yǔ)言所驅(qū)動(dòng)的構(gòu)架，通過(guò)慧魚(yú)模型拼接組裝，程序編制，任務(wù)達(dá)到要求，簡(jiǎn)明扼要的闡釋了機(jī)械之間的配合關(guān)系，各種傳感器安裝使用，軟件編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)，電磁線圈的控制，操作簡(jiǎn)單易懂，更加方便快捷。自動(dòng)循跡小車是智能機(jī)器人的一種，這種智能小車可以適應(yīng)不同的環(huán)境，在不受濕度，溫度，磁場(chǎng)及重力等條件影響下可發(fā)揮很大的作用。關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人慧魚(yú)模型循跡小車邊界識(shí)別AbstractFischertechnikmodelsuseacombinationofcreativespellbuiltrear-wheeldriveelectriccarmodels,thepowerdeviceinstalledinthefloor,providedbytheengine.Fischercreativecombinationmodelisahigh-tech,engineeringmodelformedaftersplicing,istodemonstratethescientificprinciplesandidealsofscienceandtechnologyteachingequipment.Inthispaper,designstudiosandGermanFischercreativebuildingblocksaremade??ofsimulatedrobotbuiltasabasicframework,intheformofman-machineinterfacebyringLLwin,thenbyintelligentcomputerinterfaceboardtocontrolthedriverobots,robotpartstomakethedetailsofactiontoachieveourrequirements,Welaterusedagainandreplacedbyahardwaredescriptionlanguagedrivenarchitecture,withthemodelbystitchingassembly,programming,meettherequirementsofthetask,withaconciseexplanationoftherelationshipbetweenmechanical,Installanduseavarietyofsensors,softwaredevelopment,toachieveservomotors,solenoidcontrol,easytounderstand,fasterandmoreconvenient.Automatictrackingcarisanintelligentrobot,thissmartcarcanadapttodifferentenvironments,canplayasignificantroleintheunaffectedbyhumidity,temperature,magneticfieldandgravityconditionsaffected.Keywords:Robot;Fischertechnik;TourLine;Boundaryidentication目錄摘要 1第1章緒論 11.1課題背景與選題意義 11.2慧魚(yú)機(jī)器人 11.3設(shè)備與制作環(huán)境介紹 21.4研制小車過(guò)程 21.5設(shè)計(jì)工作原理 21.6慧魚(yú)模型操作規(guī)程： 31.7慧魚(yú)機(jī)器人發(fā)展前景 3第2章.總體設(shè)計(jì) 52.1機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法 52.2參數(shù)及部件設(shè)定 52.3基本構(gòu)件 6第3章硬件設(shè)計(jì) 103.1ROBO接線設(shè)計(jì) 103.2紅外線控制設(shè)備 103.3慧魚(yú)ROBO接口板 113.4ROBOI/O擴(kuò)展板 14第4章程序設(shè)計(jì) 164.1軟件介紹 164.2程序單元的介紹 17第5章C語(yǔ)言下的循跡小車程序設(shè)計(jì) 25第6章實(shí)驗(yàn)慧魚(yú)機(jī)器人步驟 346.1組裝模型 346.2編程控制 35第7章結(jié)論 36致謝 38參考文獻(xiàn) 39PAGEPAGE39第1章緒論1.1課題背景與選題意義由于機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和快速的被人們和科學(xué)研究所廣泛運(yùn)用，由此可知科學(xué)家對(duì)于機(jī)器人的功能和工作環(huán)境也相對(duì)提高，除了一些超強(qiáng)的記憶能力和邏輯思考能力，還有在機(jī)器人的能不結(jié)構(gòu)以及外部形體上，科學(xué)家們更希望機(jī)器人能夠進(jìn)一步的模仿人類，對(duì)于外界信息的選集，也通過(guò)各種傳感器的使用，試圖達(dá)到類似人類各種感官的功能，選集外在環(huán)境變化，一旦外在環(huán)境發(fā)生了改變，機(jī)器人也會(huì)隨著環(huán)境的變化，自身做出反應(yīng)的動(dòng)作，更新自己的條件發(fā)射資料庫(kù)，達(dá)到類似于人類后天學(xué)習(xí)的功能。移動(dòng)式機(jī)器人分為車輪式，特殊車輪式，不限軌道式，不行式等，如果是在平坦的地面上移動(dòng)，那么車輪式是最有效率的，，不但機(jī)構(gòu)的構(gòu)架簡(jiǎn)單易懂，且具有很強(qiáng)的使用性，但是缺點(diǎn)在于不能在凹凸不平的地面上行走，除此之外，由于普通車輪無(wú)法再階梯或者有高低差距的地面上行走，所以需要研究一種有車輪，三種以上連接構(gòu)造的特殊形態(tài)。本次課題即為慧魚(yú)模型機(jī)器人設(shè)計(jì)及其控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的行走以及自動(dòng)躲避障礙，當(dāng)機(jī)器人在軌道中行走做出動(dòng)作時(shí)，遇到障礙物或者能打斷行走的物體時(shí)，會(huì)通過(guò)微動(dòng)開(kāi)關(guān)將信息傳回到電路板中，然后系統(tǒng)進(jìn)行判斷，再配合計(jì)數(shù)器的面對(duì)程序來(lái)使機(jī)器人躲避障礙并且進(jìn)行下一個(gè)路徑動(dòng)作，再達(dá)到目標(biāo)。1.2慧魚(yú)機(jī)器人怎么樣利用慧魚(yú)創(chuàng)意模型來(lái)構(gòu)造我們所需求的機(jī)器人是我們需要思考和學(xué)習(xí)的，而在機(jī)器人拼接的過(guò)程中，傳感器如紅外傳感器，動(dòng)力裝置如發(fā)動(dòng)機(jī)的拼接也是必不可少的，然后加上許多的機(jī)械零部件，組成所需要的機(jī)器人模型，正如本文所介紹利用慧魚(yú)各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行拼接，最后建立后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)小車模型，該后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)小車后輪裝有1個(gè)電機(jī)，通過(guò)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)力來(lái)源于電機(jī)M,這是慧魚(yú)創(chuàng)意組合模型組合包中的大功率發(fā)動(dòng)機(jī),擁有固定的減速比為30∶1的齒輪組,動(dòng)力經(jīng)過(guò)渦輪蝸桿傳動(dòng)傳至車輪,來(lái)帶動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)。車架由彈簧連接來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性連接，從而方便汽車轉(zhuǎn)向，避免轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生干涉。1.3設(shè)備與制作環(huán)境介紹先從一個(gè)簡(jiǎn)單測(cè)試的安裝系統(tǒng)來(lái)檢查接口板和各個(gè)傳感器的基本功能特點(diǎn)。然后我們繼而可以組裝起一個(gè)簡(jiǎn)單的模型來(lái)，讓它具備一定的功能，隨后可以調(diào)試更多的程序來(lái)嘗試更加復(fù)雜的系統(tǒng)。而在拼接過(guò)程中，小車需要各種各樣的零部件來(lái)增加其活躍性和靈敏性，這就需要一個(gè)完整和科學(xué)的制作環(huán)境，在一個(gè)固定的環(huán)形跑道上，安裝不同的障礙物，設(shè)定不同的調(diào)試程序，讓智能小車能夠在程序的牽引下成功的繞過(guò)障礙，并且最終完成所需步驟。1.4研制小車過(guò)程第一個(gè)階段是可編程的示教階段，展現(xiàn)出智能小車，由于本身不具備有傳感器，所以不能接收外界所發(fā)出的信息，所以在行駛過(guò)程中不能根據(jù)外界環(huán)境的變化而發(fā)生調(diào)整，故而其應(yīng)用范圍狹窄。第二個(gè)階段是具有一定的感覺(jué)功能和自動(dòng)適應(yīng)能力后的離線編程型的智能小車。這種小車具備了一定的簡(jiǎn)單外部傳感器，如紅外傳感器，它可以確定自身的位置和方向，通過(guò)已經(jīng)編排好的程序來(lái)進(jìn)行運(yùn)行。第三個(gè)階段是能夠感應(yīng)外界環(huán)境變化的智能小車，此類小車可以面對(duì)復(fù)雜的環(huán)境變化，然后精確地分析外界信息的來(lái)源，再做出正確的反應(yīng)，這樣的機(jī)器人小車配備了多個(gè)傳感器，可以有效的適應(yīng)各種環(huán)境。1.5設(shè)計(jì)工作原理機(jī)器人指的是可程式控制的機(jī)械，可分為以下兩個(gè)部分。（1）機(jī)械構(gòu)架本次設(shè)計(jì)機(jī)器人的機(jī)械構(gòu)架采用慧魚(yú)創(chuàng)意模型組成，它的優(yōu)點(diǎn)在于方便組裝，能在設(shè)計(jì)的初級(jí)階段起到一定的輔助作用，減少制作成本以及更好的觀察設(shè)計(jì)時(shí)的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)，以便更好的改進(jìn)設(shè)計(jì)中的缺點(diǎn)，一般所用到的機(jī)械如齒輪，發(fā)動(dòng)機(jī)，傳感器等都可以在零部件中找到，功能也相當(dāng)。該架構(gòu)由兩個(gè)絲桿和一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)連接而成，兩個(gè)絲桿街上傳動(dòng)齒輪或者渦輪蝸桿就能實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)控制了。（2）程序的整體采用了主/從結(jié)構(gòu)的編程方式，主要是為了解決更多不同頻率的循環(huán)和不同循環(huán)之間的信息交替使用。程序中嵌入了并聯(lián)在一起的機(jī)器人反解模型及控制算法，采用了全局變量，局部變量，共享變量等來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)程序模塊之間的信息交換，依此來(lái)避免兩個(gè)循環(huán)同時(shí)操作一個(gè)對(duì)象一類的競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題的出現(xiàn)，稱為同步技術(shù)。由于程序內(nèi)容比較大，反應(yīng)的信息量大，所以程序再管理上，我們也充分利用了LLwin里的高級(jí)編程技巧，如，在面向機(jī)器人的軌跡控制與I/O邏輯控制程序時(shí)，像回零，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，單個(gè)軸向調(diào)增，軌跡選擇，系統(tǒng)自我調(diào)試等。該軟件一方面負(fù)責(zé)完成對(duì)智能小車驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)（電機(jī)）的精確同步控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了末端執(zhí)行器的軌跡控制；而另一方面，該軟件需完成一組通用的I/O輸入輸出控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)的控制以及協(xié)調(diào)。驅(qū)動(dòng)軟件可實(shí)現(xiàn)單軸或多軸的運(yùn)動(dòng)控制，D/A轉(zhuǎn)換，I/O硬件控制集合，它包含了軸配置，運(yùn)動(dòng)類型設(shè)置，電機(jī)的運(yùn)行和停止操作設(shè)定。1.6慧魚(yú)模型操作規(guī)程：1.實(shí)驗(yàn)前先按照清單寫(xiě)下零件的數(shù)量和種類；2.了解零件的拆分方式和大致的分裝的規(guī)律；3.檢查密封袋的封裝口；4.每次只取出所需要的零件；5.取完零件后需將袋子封裝好；6.拆除模型之后需將零件放回拆裝前的袋子；7.實(shí)驗(yàn)完成后再次慶典零件個(gè)數(shù)防止丟失。1.7慧魚(yú)機(jī)器人發(fā)展前景慧魚(yú)創(chuàng)意模型主要提供了包括組合包，培訓(xùn)模型，工業(yè)模型三大塊。包含了機(jī)械，液壓，氣動(dòng)，遙控，機(jī)電一體化等科學(xué)知識(shí)于一身，利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)件如機(jī)械元件，電器元件，氣動(dòng)元件等，再加上一些傳感器，執(zhí)行器和控制器等和一些軟件的配合使用，運(yùn)用設(shè)計(jì)構(gòu)思和實(shí)踐理論的分析，實(shí)現(xiàn)了任何技術(shù)過(guò)程的原理重現(xiàn)，更加可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的模擬操作過(guò)程，從而為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研發(fā)展提供了理論成果?；埕~(yú)教具作為簡(jiǎn)單便捷的操作用具廣泛運(yùn)用于各方面的創(chuàng)新思維教學(xué)上，并且獲得了無(wú)數(shù)專家學(xué)者的好評(píng)，同時(shí)在歐洲，美洲等各大高校中廣泛運(yùn)用，當(dāng)來(lái)到中國(guó)之后，也廣泛運(yùn)用于國(guó)內(nèi)各大高等學(xué)府，它以濃厚的趣味性和開(kāi)發(fā)創(chuàng)新性，使學(xué)生能夠更加直觀方便的把抽象的復(fù)雜的理論知識(shí)，通過(guò)模型的建立來(lái)具體化，大大的激發(fā)了我們的學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力，對(duì)于我們了解機(jī)械運(yùn)動(dòng)以及工業(yè)機(jī)械設(shè)備控制等都有著很大的好處，是我們學(xué)習(xí)機(jī)電一體化最理想的教學(xué)器材。

第2章.總體設(shè)計(jì)2.1機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法機(jī)器人的設(shè)計(jì)一定要做到目標(biāo)明確，通過(guò)對(duì)命題的分析我們得到了比較清晰開(kāi)闊的設(shè)計(jì)思路。作品的設(shè)計(jì)需要有系統(tǒng)性規(guī)范性和創(chuàng)新性。設(shè)計(jì)過(guò)程中需要綜合考慮材料、加工、制造成本等給方面因素。自動(dòng)循跡小車的設(shè)計(jì)是提高機(jī)器人性能的關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)方法上我們借鑒了參數(shù)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)發(fā)發(fā)明理論方法。采用了CAD、PROE等軟件輔助設(shè)計(jì)。下面是我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)器人的流程（如圖）圖2.1總體方案2.2參數(shù)及部件設(shè)定利用慧魚(yú)各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行拼接，最后建立后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)小車模型，該后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)小車后輪裝有1個(gè)電機(jī)，通過(guò)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)力來(lái)源于電機(jī)M,這是慧魚(yú)創(chuàng)意組合模型組合包中的大功率馬達(dá)，擁有固定的減速比為30∶1的法蘭齒輪組，動(dòng)力經(jīng)過(guò)渦輪蝸桿傳動(dòng)傳至車輪，來(lái)帶動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)。車架由彈簧連接來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性連接，從而方便汽車轉(zhuǎn)向，避免轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生干涉。小車沒(méi)有偏轉(zhuǎn)輪及其偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，沒(méi)有自由輪和半自由輪，后車輪通過(guò)渦輪蝸桿與電機(jī)相連由電機(jī)控制。不管是直行或是轉(zhuǎn)彎，所有車輪，任何時(shí)候，都嚴(yán)格遵循行駛意圖轉(zhuǎn)動(dòng)，不受任何干擾。車輪通過(guò)齒輪與電機(jī)相連，前后結(jié)構(gòu)相同。實(shí)現(xiàn)了用改變兩側(cè)電機(jī)的調(diào)速的汽車動(dòng)力差速轉(zhuǎn)向，行駛非常穩(wěn)定可靠。它還可較高速轉(zhuǎn)彎。同側(cè)前后車輪轉(zhuǎn)速始終相等，前后車輪行駛軌跡始終重合。小車轉(zhuǎn)小彎時(shí)，車身、車輪行駛寬度也幾乎不變，也就是沒(méi)有內(nèi)輪差，完全避免了轉(zhuǎn)小彎時(shí)內(nèi)后輪無(wú)法通過(guò)的現(xiàn)象。小車在小彎道行駛時(shí)也更加方便、靈活和自由。此外，小車中沒(méi)有主減速器和差速器，電機(jī)小巧，越野通過(guò)性好，簧下質(zhì)量小，行駛平順性好，整車中也不用分動(dòng)器和差速鎖等，沒(méi)有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，也就不再需要其它動(dòng)力系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)功率全用于驅(qū)動(dòng)牽引。因此，小車動(dòng)力相當(dāng)強(qiáng)悍。2.3基本構(gòu)件一.六面拼接體如圖所示，六面拼接體的6個(gè)面上各有一個(gè)U形槽或凸起的接頭，兩者相互配合，實(shí)現(xiàn)六面體的連接。它有多種長(zhǎng)度，可根據(jù)模型的不同加以選用。在實(shí)現(xiàn)有角度連接時(shí)，可選用三角形連接體，這些連接體有多種角度7.5°，15°，30°等，具體角度在其側(cè)面有標(biāo)注。圖2.3六面體構(gòu)件圖2.4楔形構(gòu)件二.齒形構(gòu)件慧魚(yú)模型的齒形構(gòu)件種類較多，有斜齒，直齒；齒軸，齒條；單齒輪，組合齒輪等。圖2.5齒形構(gòu)件三.渦輪，蝸桿慧魚(yú)模型的蝸桿的類型較多，除圖所示的渦輪外，所有的外嚙合齒輪都可以用作渦輪。圖2.6渦輪蝸桿四.導(dǎo)軌和連桿慧魚(yú)模型提供了多種長(zhǎng)度的金屬，塑料桿件，如圖所示可用作導(dǎo)軌，連桿和傳動(dòng)軸等。五.開(kāi)關(guān)慧魚(yú)模型的開(kāi)關(guān)有三個(gè)針腳：1針腳和2針腳形成常閉開(kāi)關(guān)；1針腳和3針腳形成常開(kāi)開(kāi)關(guān)。當(dāng)按鍵被按下，開(kāi)關(guān)通斷狀態(tài)改變，即1和2針腳斷開(kāi)，1和3針腳接通。如果開(kāi)關(guān)接入慧魚(yú)接口板的兩個(gè)針腳接通，那么計(jì)算機(jī)認(rèn)為該開(kāi)關(guān)處于1狀態(tài)；否則開(kāi)關(guān)處于0狀態(tài)。根據(jù)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)改變，其在慧魚(yú)模型中常起到機(jī)構(gòu)的限位，定位作用。開(kāi)關(guān)也常與脈沖齒輪配合，對(duì)運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)行位置進(jìn)行精確定位。將脈沖齒輪與電機(jī)相連，電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，脈沖齒輪壓下開(kāi)關(guān)4次，使開(kāi)關(guān)在0,1狀態(tài)間變化8次，即0→1,1→0各變化4次。通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化的次數(shù)，可精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，從而精確控制機(jī)構(gòu)的位置，如圖所示。圖2.7開(kāi)關(guān)類別六.傳感器光敏傳感器：用于檢測(cè)光源強(qiáng)度，當(dāng)光線足夠強(qiáng)時(shí)，傳感器內(nèi)部的電路閉合，與接口板相連的1,2針腳處于接通狀態(tài)，接口板檢測(cè)到該光敏傳感器處于1狀態(tài)；否則為0狀態(tài)。它可與燈泡一起使用，作為定位和限位開(kāi)關(guān)；也可利用深色物體吸收光線，淺色物體反射光線的原理來(lái)鑒別物體顏色的深淺。磁敏傳感器：用于檢測(cè)環(huán)境中磁場(chǎng)的強(qiáng)度，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定值后，傳感器內(nèi)部電路閉合，其通斷狀態(tài)發(fā)生改變，原理與光敏傳感器相同。熱敏傳感器：熱敏傳感器是一個(gè)模擬信號(hào)傳感器，接口板檢測(cè)到的是其電阻的阻值，其電阻的阻值隨溫度的上升而減小。

第3章硬件設(shè)計(jì)3.1ROBO接線設(shè)計(jì)程序控制的硬件部分包括：慧魚(yú)接口板（ROBOInter-face）1塊，COM口電纜線1根，慧魚(yú)可充電電源1塊，電線若干。利用COM口與電腦通信,將電機(jī)M連接到慧魚(yú)接口板（ROBOInter-face）的輸出M通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)汽車的S彎道行駛。3.2紅外線控制設(shè)備紅外線遠(yuǎn)距離控制設(shè)備使得慧魚(yú)模型的許多功能更加容易控制。這套設(shè)備包括一個(gè)功能強(qiáng)大的遙控器和一個(gè)微處理控制的接收裝置。將接收裝置直接安裝在模型上，可控制3個(gè)電機(jī)或燈泡。遙控器產(chǎn)生不可見(jiàn)的紅外線。一個(gè)微控制器被安裝在接收設(shè)備上，它接收光信號(hào)，控制指定的電機(jī)。在封閉的空間內(nèi)，它的有效范圍為10m。也可能在一個(gè)模型中使用兩個(gè)接收器，并用一個(gè)遙控器控制兩個(gè)接收器。圖3.1紅外控制示意圖一.遙控器電源：兩節(jié)1.5V，AAA型號(hào)的電池，遙控距離為10m。7，8號(hào)鍵，遙控器用于控制接收器上M1電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。按一次電機(jī)旋轉(zhuǎn)，再按一次則電機(jī)停轉(zhuǎn)。9,10號(hào)鍵控制M2電機(jī)正反轉(zhuǎn)，1,2號(hào)鍵控制M3電機(jī)正反轉(zhuǎn)，與7,8號(hào)鍵不同：按下按鍵電機(jī)旋轉(zhuǎn)，放開(kāi)按鍵電機(jī)停轉(zhuǎn)。3,4,5號(hào)鍵分別控制M1，M2，M3的轉(zhuǎn)速：按一次電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低；再按一次則電機(jī)回到原先轉(zhuǎn)速。當(dāng)你用一個(gè)遙控器控制兩個(gè)接收器時(shí)，按壓6號(hào)鍵遙控器就可轉(zhuǎn)到控制接收器2，接收器1不再接收信號(hào)。如需控制原先的接收器1，則按壓11號(hào)鍵即可。按下遙控器的各鍵時(shí)LED指示燈點(diǎn)亮。圖3.2遙控按鈕顯示二.接收器使用9V直流電源，通過(guò)圖中電源線1與電源連接。實(shí)驗(yàn)室提供了可充電電源。M1-M3連接電機(jī)。接收器的紅外線探測(cè)二極管安裝在圖中4所示位置，接收器安裝在模型上時(shí)需確保該二極管不被遮擋。接收器接通電源后，綠色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，一旦接收器接收到信號(hào)，發(fā)光二極管閃爍。圖3.3接收器示意圖3.3慧魚(yú)ROBO接口板ROBO接口板用于計(jì)算機(jī)與慧魚(yú)模型之間的通訊。它能將來(lái)自軟件的命令轉(zhuǎn)化成電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，也能將來(lái)自掃描器，感光晶體管，簧片觸點(diǎn)和熱敏電阻等傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成能被計(jì)算機(jī)處理的信號(hào)。圖3.4慧魚(yú)接口板1.電源慧魚(yú)ROBO接口板使用9V，1000MA直流電源，有兩處電源接口，如圖1,3所示，插孔1用于連接9V直流電源，插孔3用于電池電源，并且由插孔1優(yōu)先提供電源。接口板接入電源后，所有發(fā)光二極管首先被測(cè)試，然后6,7綠色發(fā)光二極管交替閃爍，標(biāo)志著接口板準(zhǔn)備就緒。2.數(shù)字信號(hào)輸入接口I1-I8插孔12作為數(shù)字傳感器如按鈕，感光晶體管和簧片觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的接入口。當(dāng)傳感器閉合，感光器感光時(shí)，接口板檢測(cè)到數(shù)字信號(hào)1并反饋給計(jì)算機(jī)，否則數(shù)字信號(hào)為0。3.模擬阻抗輸入接口AX,AY插孔11是連接電位計(jì)，感光電阻和熱敏電阻的接口。檢測(cè)范圍0-5.5KΩ。4.模擬電壓輸入接口A1，A2插孔10是輸入電壓為0-10V傳感器的接口。5.距離傳感器輸入接口D1，D2插孔9用于連接距離傳感器。6.紅外線輸入紅外線接收二極管使用，那么紅外線控制設(shè)備的手動(dòng)發(fā)射器按鍵能被作為數(shù)字信號(hào)輸入。7.紅外線遙控器鍵的設(shè)置接口板上的輸出M1-M3可以用發(fā)射器上的相應(yīng)的鍵控制電機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)及其轉(zhuǎn)速。輸出M4能用鍵1和2激活，這兩個(gè)鍵也能正常轉(zhuǎn)換接收器1和接收器2。M4的電機(jī)轉(zhuǎn)速不能由發(fā)射器改變。8.26個(gè)針腳插座如圖所示通過(guò)這些針腳可以再次為模型提供所有的輸入和輸出端，這樣就可以將模型通過(guò)帶狀傳輸線和26個(gè)單針插座連接到接口板上。針腳功能如表如圖3.5所示。針腳針腳功能針腳針腳功能1提供9V電源14142模擬連接，傳感器，固定儀表輸入的地線，但不能用于O1-O8電源輸出的負(fù)極15153AX16164AY17175A118186A219O17距離傳感器D120O28距離傳感器D221O39固定儀表輸入22O410O1-O8電源輸出的負(fù)極23O5111124O6121225O7131326P8圖3.5針腳功能表9.ROBOI/O擴(kuò)展板插口如圖所示，使用ROBOI/O擴(kuò)展板可增加輸入，輸出的接口數(shù)量。一個(gè)擴(kuò)展板可額外增加4個(gè)調(diào)速的電機(jī)輸出，8個(gè)數(shù)字輸入和一個(gè)0-5.5KΩ的模擬阻抗輸入。10.接口板程序標(biāo)準(zhǔn)的ROBO接口板程序軟件是圖形化的程序語(yǔ)言，ROBO程序語(yǔ)言。接口板按下列操作方式運(yùn)作。（1）在線模式。接口板通過(guò)USB接口，排線，無(wú)線電數(shù)據(jù)線一直與計(jì)算機(jī)相連。程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，顯示器作為用戶的接口板。（2）智能接口板模式通過(guò)上圖的5指示按鈕連續(xù)按壓3s以上，接口板就轉(zhuǎn)換到“智能接口板模式”。此時(shí)圖中7所指示的發(fā)光二極管閃爍。這樣接口板能用LLWin3.0軟件在線控制，程序不能下載。再次按壓圖中5指示按鈕，就能回到自動(dòng)模式。（3）下載模式。在這種操作模式下程序被加載到接口板，并能獨(dú)立于計(jì)算機(jī)運(yùn)作。接口板的Flash存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)兩個(gè)程序，即使失去電源，程序也會(huì)被保留。程序也能下載到其RAM存儲(chǔ)器中，但只要失去電源或Flash存儲(chǔ)器的程序運(yùn)行后，RAM存儲(chǔ)器中的程序就會(huì)被刪除。3.4ROBOI/O擴(kuò)展板ROBOI/O擴(kuò)展板能增加ROBO接口板的輸入和輸出。擴(kuò)展板與接口板之間用10個(gè)針腳的排線相連。擴(kuò)展板也能通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)相連，由在線模式激活。圖3.6慧魚(yú)擴(kuò)展板1.電源接入端使用9V，1000mA直流電源，有兩處電源接口，插孔1用于連接9V直流電源，插孔2用于電池電源，并且由插孔1優(yōu)先提供電源。2.輸出端M1-M4或O1-O8M1-M4可控制4個(gè)電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，8個(gè)轉(zhuǎn)速，停轉(zhuǎn)。O1-O8可控制8個(gè)燈泡或電磁鐵。3.數(shù)字輸入端I1-I8用于連接傳感器如：掃描器，簧片接觸式開(kāi)關(guān)，感光晶體管。4.模擬阻抗輸入接口AX插孔3是連接電位計(jì)，感光電阻和熱敏電阻的接口。檢測(cè)范圍0-5.5KΩ。5.與ROBO接口板的連接ROBOI/O擴(kuò)展板能用所給的10個(gè)針腳的排線ROBO接口板相連。排線的一端連接ROBOI/O擴(kuò)展板的“Ext.IN”，另一端連接到ROBO接口板上的“Ext”處。一旦ROBOI/O擴(kuò)展板連接到接口板上且兩者均連接上電源后，ROBOI/O擴(kuò)展板上的綠色發(fā)光二極管“Ext.mode”閃爍，此時(shí)擴(kuò)口板準(zhǔn)備就緒。在擴(kuò)展板上“Ext.OUT”處最多只能連接3個(gè)擴(kuò)展板。圖3.7擴(kuò)展板連接接口板6.與計(jì)算機(jī)的連接ROBOI/O擴(kuò)展板能通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)連接，作為獨(dú)立的接口板使用：沒(méi)有與ROBO接口板連接的USB模式。這種模式在擴(kuò)展板只有與計(jì)算機(jī)相連才能使用，既不能下載程序到擴(kuò)展板上。擴(kuò)展板第一次與計(jì)算機(jī)相連時(shí)必須安裝驅(qū)動(dòng)程序。當(dāng)擴(kuò)展板從USB接口處接收到數(shù)據(jù)時(shí)綠色發(fā)光二極管“USBmode”閃爍。如果發(fā)光二極管“Ext.mode和“USBmode”交替閃爍，那么擴(kuò)展板處于自動(dòng)搜索模式，即擴(kuò)展板等待來(lái)自ROBO接口板或USB接口的數(shù)據(jù)。第4章程序設(shè)計(jì)4.1軟件介紹慧魚(yú)模型組裝完成并與計(jì)算機(jī)相連后，必須通過(guò)軟件來(lái)實(shí)行對(duì)模型的控制。ROBOpro軟件在Windows平臺(tái)上運(yùn)行，使用圖形化的控制單元。在編寫(xiě)程序之前需進(jìn)行測(cè)試，很明顯，我們首先必須先將接口板和電腦相連，方便稍后可以測(cè)試我們要新建的程序，根據(jù)所連接的接口板，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)能浖O(shè)置和連接的測(cè)試。一旦連接正確建立，我們就可以通過(guò)接口板測(cè)試窗口來(lái)測(cè)試接口板和與它相連的模型。測(cè)試窗口顯示了接口板的各種輸入和輸出：一.數(shù)字量I1-I8I1-I8是接口板數(shù)字量輸入?？山邮芨鞣N傳感器。數(shù)字量輸入智能有兩種狀態(tài)分別為0和1.或者是Y和N。開(kāi)關(guān)盒光電傳感器或者是磁性傳感器都可用作數(shù)字量輸入來(lái)連接。二.發(fā)動(dòng)機(jī)輸出M1-M4M1-M4是接口板的輸出。在這里可以連接執(zhí)行器，可以是發(fā)動(dòng)機(jī)，電磁鐵或者燈。這四路發(fā)動(dòng)機(jī)可以改變方向和8級(jí)調(diào)速。速度可以用滑塊的數(shù)量來(lái)控制，一旁也有數(shù)字作為速度顯示出來(lái)，如果你要測(cè)試輸出量的話，可以將一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)接收到輸出端。在測(cè)完硬件之后，接口板和連接在上面的開(kāi)關(guān)和發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試完成后，可開(kāi)始編程。我們利用ROBOpro軟件精確地畫(huà)出這張流程圖，并依此為連接硬件創(chuàng)建控制程序。其他任務(wù)可由軟件完成。如下圖所示圖4.1小車行駛程序圖4.2程序單元的介紹一.當(dāng)所需要的程序單元被拖進(jìn)編程窗口之后，必須將其連接在一起才能形成可執(zhí)行的程序。如圖所示連接方式。圖4.2程序單元連接方式如果移動(dòng)程序中的單元，ROBOPro程序會(huì)以合理路線來(lái)調(diào)成程序單元的連線?；蛘咴谕ㄟ^(guò)移動(dòng)程序單元就能在兩個(gè)程序單元間自動(dòng)形成連線，方法是將一個(gè)程序單元的入口移動(dòng)至另一個(gè)程序單元的出口處。二.基本程序單元“start”單元：每個(gè)程序都必須有這個(gè)開(kāi)始單元，否則程序不會(huì)被執(zhí)行，如果同時(shí)有幾個(gè)單元，那么他們會(huì)一起啟動(dòng)，開(kāi)始單元不能更改屬性?！癊nd”單元：如果一個(gè)過(guò)程被終止，那么在最后一個(gè)單元的出口就要連接結(jié)束單元。不同單元的出口可以連接在同一個(gè)結(jié)束單元，當(dāng)程序一直循環(huán)時(shí)程序可以無(wú)結(jié)束單元?！癉igitalBranch”單元：數(shù)字分支單元。運(yùn)用此單元，可以根據(jù)I1-I8的數(shù)字輸入值，控制程序流向?！癆nalogBranch”模擬分支單元?；埕~(yú)接口板上有6個(gè)模擬輸入接口：2個(gè)電阻輸入接口AX,AY；兩個(gè)電壓接口A1，A2；兩個(gè)距離傳感器接口D1，D2。用這個(gè)分支單元可以比較輸入值和設(shè)定值大小不同，從而控制程序從出口流出?！癟imedelay”：延時(shí)單元。通過(guò)該單元可以展緩程序的執(zhí)行下一個(gè)單元。‘Motoroutput’：電機(jī)輸出單元。運(yùn)用這個(gè)單元可以轉(zhuǎn)換接口板上M1-M4任何一組的兩個(gè)接線柱的輸出。此但愿不僅僅可以控制電機(jī)，還可以控制燈泡和電磁閥?？刂齐姍C(jī)時(shí)，可以設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速和換向。三.主程序與子程序如圖所示圖4.3主程序與子程序生成圖用子程序使模型實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）使模型處于初始位置（I1，I2開(kāi)關(guān)閉合）。（2）設(shè)置啟動(dòng)開(kāi)關(guān)15，要求如下，按下時(shí)主程序不執(zhí)行；松開(kāi)開(kāi)關(guān)后，主程序執(zhí)行。即此開(kāi)關(guān)下降沿觸發(fā)。（3）主功能：M1電機(jī)旋轉(zhuǎn)10圈；M2電機(jī)旋轉(zhuǎn)幾圈后燈泡M3即亮，并且每隔1S會(huì)閃爍一次，在閃爍5次之后燈泡將熄滅。（4）程序結(jié)束：如下圖所偶是程序結(jié)束后的助攻能子程序。圖4.4電機(jī)轉(zhuǎn)向圖當(dāng)程序控制電機(jī)先以轉(zhuǎn)速8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，每隔疫苗降低一次轉(zhuǎn)速，直到電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；然后電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，每隔1S增加一次轉(zhuǎn)速，直到電機(jī)轉(zhuǎn)速為8的時(shí)候，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)程序結(jié)束。則有以下程序圖。圖4.5電機(jī)循環(huán)啟停圖在運(yùn)轉(zhuǎn)后為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)要求所示結(jié)果。四.Control（控制）單元控制單元接口板輸入類似開(kāi)關(guān)和傳感器，但無(wú)實(shí)體。Button（按鍵）面板單元：能如同連接到慧魚(yú)接口板上的傳感器或開(kāi)關(guān)一樣使用該按鍵單元。其通過(guò)“PanelInput”單元受程序控制。一旦通過(guò)“PanelInput”單元的屬性窗口將其與“Button”單元連接，“PanelInput”單元的圖標(biāo)，名稱將發(fā)生變化。該單元像接口板的數(shù)字輸入，能連接到程序單元的數(shù)據(jù)入口，按下“Button”單元，其輸出值為1，否則其值為0。其屬性如圖所示。圖4.6程序單元接口Slider（滑塊）單元：滑塊單元的使用與連接到接口板模擬輸入的電位計(jì)的使用方法相同。與按鍵單元不同的是，滑塊單元不僅僅能輸出0和1，而且能輸出許多不同的值，這些與模擬輸出一致。輸出值的范圍能在其屬性窗口中設(shè)定。如圖可知。一旦通過(guò)“PanelInput”單元的屬性窗口將其與“Slider”單元連接，“panelinput”單元的圖標(biāo)，名稱將發(fā)生變化。而滑塊單元常與命令單元數(shù)據(jù)輸入口連接，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。圖4.7生成滑塊單元五.Panels儀表板單元在慧魚(yú)程序中能定義自己的儀表板，它能更加容易的控制復(fù)雜模型。儀表板能顯示在電腦屏幕上，智能以在線模式工作。在慧魚(yú)軟件上選擇“Panel”功能鍵，即可創(chuàng)建一個(gè)儀表板。在灰色區(qū)域能插入儀表板單元，儀表板單元隸屬于主程序或者子程序，因此在創(chuàng)建儀表板單元的時(shí)候，在子程序組中選擇出正確的子程序至關(guān)重要。儀表板單元通常是指在主程序下創(chuàng)建的包括顯示單元和控制單元。用顯示單元可以顯示各種變量的值或文本信息。控制單元的功能如邏輯輸入傳感器。對(duì)每一個(gè)插入到“Panel”中的儀表板單元，在程序中都有其對(duì)應(yīng)的單元：“Panelinput”對(duì)應(yīng)于“Panel”中的儀表板單元，在程序中都有與其對(duì)應(yīng)的單元：“panelinput”對(duì)應(yīng)于“panel”中的控制單元，“paneloutput”對(duì)應(yīng)顯示單元。1.43.程序單元的運(yùn)用LLwin3.0軟件的程序也是由一系列可視化的單元構(gòu)成，其單元的圖標(biāo)和屬性窗口與ROBOPRO程序有一定的區(qū)別。1.輸出單元（Output）：該單元可控制發(fā)動(dòng)機(jī)，燈泡，電磁鐵的狀態(tài)。在Output中可選擇輸出單元控制的接口板輸出端口M1-M8；在Type中確定端口控制的輸出設(shè)備，在Action中設(shè)置對(duì)應(yīng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。2.輸入單元（input）：該單元可接收接口板上的開(kāi)關(guān)，光敏三極管，簧片觸點(diǎn)的信號(hào)。在input選項(xiàng)中可選擇輸入單元的接口板端口E1-E22；在TYPE選項(xiàng)中可選擇輸入設(shè)備的類型。3.邊沿觸發(fā)單元（Edge）：該單元一旦接收到指定輸入設(shè)備出現(xiàn)特定的觸發(fā)沿便向下執(zhí)行，否則在此等待。在input中設(shè)定輸入端口，在Edge中選擇觸發(fā)沿的狀態(tài)，前者為上升沿；后者為下降沿。4.定位脈沖計(jì)數(shù)單元（Position）：該單元對(duì)指定端口的輸入設(shè)備產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，脈沖次數(shù)與設(shè)定值進(jìn)行比較，一旦兩者相等，程序向下執(zhí)行。在input中指定脈沖計(jì)數(shù)的端口；在counter中，如果選中Usestandardcount（使用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)器），則程序自動(dòng)分配計(jì)數(shù)器Z1-Z16對(duì)應(yīng)輸入端口E1-E16。如果要自定義計(jì)數(shù)器，則不要勾選該功能，并在Counter中輸入計(jì)數(shù)變量；在Result中輸入用于比較的數(shù)值；在Counterdirection（計(jì)數(shù)方向）中可設(shè)置計(jì)數(shù)器正計(jì)數(shù)+（增加）或負(fù)計(jì)數(shù)-（減少）。5.復(fù)位單元（reset）：一旦程序執(zhí)行中出現(xiàn)該單元設(shè)定的狀態(tài)，那么程序?qū)?fù)位后重新執(zhí)行。復(fù)位單元為獨(dú)立單元，不需與其他單元連接。一個(gè)程序項(xiàng)目中智能有一個(gè)復(fù)位單元。在Condition中可輸入復(fù)位的條件，如果輸入的是接口板端口名，當(dāng)E2端口的輸入設(shè)備的狀態(tài)再由1→0時(shí)，程序重新開(kāi)始執(zhí)行。Dondition中也可以輸入方程或邏輯條件，如果輸入“Var2＞10”，那么當(dāng)變量2的值大于10時(shí)程序復(fù)位；若輸入“E1ORVar3=5”，那么一旦E1由0變1時(shí)或變量3等于5時(shí)，程序復(fù)位。6.停止單元（stop）：與復(fù)位單元類似，但其功能是停止輸出端口的輸出，即與M1-M8端口連接的設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，而程序可繼續(xù)執(zhí)行。7.終端顯示單元（Terminal）：該單元功能較多，可在程序運(yùn)行時(shí)顯示輸出端口的狀態(tài)，信息，也可作為數(shù)字輸入端口，模擬輸入端口，可停止和復(fù)位程序等。終端顯示單元為獨(dú)立單元，不需要與其他的單元連接在一起。如圖所示。圖4.8A：顯示接口板輸出端口M1-M8的狀態(tài)。B：顯示指定變量的值，參數(shù)EA-ED的值，任意的整數(shù)，但需要與顯示單元配合使用。C：文字顯示窗口，與信息單元配合使用，最大可顯示17個(gè)字符串。D：參數(shù)EA-ED輸入窗口，在程序運(yùn)行時(shí)可通過(guò)該窗口修改參數(shù)的值。E：數(shù)字輸入按鍵，可作為開(kāi)關(guān)使用，鼠標(biāo)左鍵單擊該按鍵松開(kāi)，表示開(kāi)關(guān)閉合，輸入數(shù)字信號(hào)1；再次單擊，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，輸入數(shù)字信號(hào)0。F：數(shù)字輸入按鍵，可作為開(kāi)關(guān)使用，鼠標(biāo)左鍵單擊該按鍵不放，表示開(kāi)關(guān)閉合，輸入數(shù)字信號(hào)1；松開(kāi)按鍵，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，輸入數(shù)字信號(hào)0。G：停止按鍵，在程序運(yùn)行時(shí)單擊該按鍵可停止輸出端口上的運(yùn)行設(shè)備。H：復(fù)位按鍵，在程序運(yùn)行時(shí)單擊該按鍵可使程序復(fù)位，再次單擊該按鍵，程序重新執(zhí)行。8.顯示單元：該單元可用于在終端顯示單元中顯示指定變量的值，模擬輸入值EX-EY，參數(shù)EA-ED的值和特定數(shù)值。，如圖所示，在Display中選擇顯示位置，即選擇在終端顯示單元B區(qū)的左側(cè)還是右側(cè)顯示，在Value中可設(shè)定要顯示的數(shù)值，變量，參數(shù)。圖4.99.信息單元：該單元可在終端顯示單元的C區(qū)文字顯示窗口中顯示最長(zhǎng)為17個(gè)字符串的信息，在Text欄中可輸入需要顯示的文本。10.顯示值單元：該單元可顯示指定變量的當(dāng)前值。其為獨(dú)立單元，不需要與其他單元相互連接，同時(shí)直接在對(duì)話框中輸入變量名或輸入端口名，在程序執(zhí)行過(guò)程中就能顯示其數(shù)值。11.變量單元：該單元用于將變量值加1或者減1，常用于計(jì)數(shù)，在Varuable中輸入變量名或者標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)器名，可使用的變量名從Var1-Var99，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)器名從Z1-Z16。12.比較單元：該單元式判斷輸入的條件的真假，符合所給條件，程序從1分支流出，否則從0分支流出，如圖所示，在Condition中輸入方程式就可以了，在Branchtotheright中選擇0或1的分支為右邊流出的分支。圖4.9113.等待單元：該單元能使程序保持以前的執(zhí)行狀態(tài)，直至其等待的時(shí)間結(jié)束，程序再繼續(xù)執(zhí)行下去。在Duration中可輸入等待時(shí)間，在Type中如果選擇Defined，那么程序?qū)⒃诘却O(shè)定的時(shí)間再繼續(xù)執(zhí)行；如果選擇Random，那么程序?qū)⒃谠O(shè)定的時(shí)間內(nèi)隨機(jī)等待一定時(shí)間久繼續(xù)執(zhí)行。

第5章C語(yǔ)言下的循跡小車程序設(shè)計(jì)用C語(yǔ)言模塊化編程，將各模塊編寫(xiě)為各個(gè)功能函數(shù)，程序清晰、實(shí)時(shí)性高。機(jī)器人行駛模塊：在行駛過(guò)程中，安裝在機(jī)器人左端的紅外傳感器A檢測(cè)到的黑白線條分別對(duì)應(yīng)全局變量toc的不同數(shù)值，通過(guò)檢測(cè)toc的數(shù)值從而控制兩個(gè)減速直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速差進(jìn)行左右修調(diào)，達(dá)到機(jī)器人在規(guī)定范圍內(nèi)行使。安裝在機(jī)器人中部的紅外傳感器B檢測(cè)到黑線時(shí),全局變量value加1，通過(guò)檢測(cè)value的數(shù)值確定機(jī)器人在軌道中的位置，從而使機(jī)器人在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)作出相應(yīng)的動(dòng)作。該方案使得機(jī)器人能在偏離線路時(shí)做到自我修正，可以平穩(wěn)有效的在指定的范圍內(nèi)行駛，適應(yīng)性強(qiáng)。則可編寫(xiě)以下程序：源程序：inttime;intvalue=0;intbt=0;intsw=0;intuld=0;inttoc=2;inticc=0;intds=0;floatx=50.0;floaty=50.0;floatz=50.0;floatdistance=200;intservopin1=5;intservopin2=6;intservopin3=7;intTrigPin1=14;intEchoPin1=15;intTrigPin2=16;intEchoPin2=17;intTrigPin3=10;intEchoPin3=11;intMA1=9;intDO=18;intMOT_B_1=4;intMOT_B_2=8;intMOT_B_PWM=3;intMOT_A_1=20;intMOT_A_2=21;intMOT_A_PWM=22;voidMoter_work(intspe2,intspe1){digitalWrite(MOT_A_1,LOW);digitalWrite(MOT_A_2,HIGH);analogWrite(MOT_A_PWM,spe1);digitalWrite(MOT_B_1,HIGH);digitalWrite(MOT_B_2,LOW);analogWrite(MOT_B_PWM,spe2);}floatchaoshengbo(intTrigPin,intEchoPin){floata;digitalWrite(TrigPin,LOW);delayMicroseconds(2);digitalWrite(TrigPin,HIGH);delayMicroseconds(10);digitalWrite(TrigPin,LOW);time=pulseIn(EchoPin,HIGH);distance=time/58.0;distance=(int(distance*100.0))/100.0;a=distance;delay(30);returna;}voidservopulse(intangle,intpin){intpulsewidth=(angle*11)+500;digitalWrite(pin,HIGH);delayMicroseconds(pulsewidth);digitalWrite(pin,LOW);delayMicroseconds(20000-pulsewidth);}voidCatch(){inti;delay(1000);for(i=0;i<200;i++)servopulse(105,servopin2);delay(1000);for(i=0;i<200;i++)servopulse(120,servopin1);delay(1000);for(i=0;i<200;i++)servopulse(68,servopin2);delay(1000);for(i=0;i<200;i++)servopulse(95,servopin3);delay(1000);for(i=0;i<200;i++)servopulse(0,servopin1);}voidSeize(intval){if(sw){sw=0;Moter_work(0,0);for(inti=0;i<200;i++)servopulse(val,servopin3);delay(1000);z=chaoshengbo(TrigPin3,EchoPin3);while((x<20.0&&x>0.0)||(y<20.0&&y>0.0)){if(z<20.0&&z>0.0){delay(1100);Moter_work(0,0);Catch();break;}else{Work(48,25,23,45);delay(15);x=chaoshengbo(TrigPin1,EchoPin1);y=chaoshengbo(TrigPin2,EchoPin2);z=chaoshengbo(TrigPin3,EchoPin3);}}delay(500);}}voidWave(){x=chaoshengbo(TrigPin1,EchoPin1);y=chaoshengbo(TrigPin2,EchoPin2);if((x>20.0||x<0.0)&&(y>20.0||y<0.0)){delay(10);if((x>20.0||x<0.0)&&(y>20.0||y<0.0))sw=1;}if(x<20.0&&x>0.0){Seize(16);x=100.0;delay(500);Moter_work(63,63);}if(y<20.0&&y>0.0){Seize(176);y=100.0;delay(500);Moter_work(63,63);}}voidWork(intright0,intleft0,intright1,intleft1){if(bt){toc=digitalRead(MA1);delay(10);if(digitalRead(MA1)!=toc)toc=2;}switch(toc){case0:Moter_work(right0,left0);break;case1:Moter_work(right1,left1);break;case2:Moter_work(63,63);break;}}voidsetup(){pinMode(MOT_A_1,OUTPUT);pinMode(MOT_A_2,OUTPUT);pinMode(MOT_A_PWM,OUTPUT);pinMode(MOT_A_1,OUTPUT);pinMode(MOT_A_2,OUTPUT);pinMode(MOT_A_PWM,OUTPUT);pinMode(TrigPin1,OUTPUT);pinMode(EchoPin1,INPUT);pinMode(TrigPin2,OUTPUT);pinMode(EchoPin2,INPUT);pinMode(TrigPin3,OUTPUT);pinMode(EchoPin3,INPUT);pinMode(servopin1,OUTPUT);pinMode(servopin2,OUTPUT);pinMode(servopin3,OUTPUT);pinMode(DO,INPUT);pinMode(MA1,INPUT);}voidloop(){switch(value){case1:bt=1;break;case39:Moter_work(0,0);while(1);break;}if(ds==0){if(digitalRead(DO)==0){delay(10);if(digitalRead(DO)==0)ds=1;}}if(ds){if(digitalRead(DO)==1){delay(10);if(digitalRead(DO)==1){value++;ds=0;}}}Wave();Work(75,25,23,70);}經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，該方案可使機(jī)器人在偏離預(yù)定路線時(shí)做到自我修正，機(jī)器人能在規(guī)定范圍內(nèi)平穩(wěn)有效的行駛，并且在指定區(qū)域內(nèi)作出相應(yīng)動(dòng)作。

第6章實(shí)驗(yàn)慧魚(yú)機(jī)器人步驟6.1組裝模型目的：熟悉慧魚(yú)模型的構(gòu)件和拼裝方法。模型必須像在組裝圖中展示的那樣，一步一步組裝起來(lái)。組裝圖中新安裝的組件顏色為其自身的顏色，而前面已裝的組件為白色。在開(kāi)始一個(gè)新的步驟之前，先找出所有該步驟需要的組件，并把它們裝配到模型上，除非已用完了拿出來(lái)的組件，否則不要開(kāi)始下一步，注意保證組件的安裝位置與圖紙相同，以免重裝，組裝圖中有各電機(jī)，開(kāi)關(guān)，感光器等元器件與慧魚(yú)接口板的連接位置。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行慧魚(yú)模型小車組裝工作,首先將如圖6.1所示六面體模型和齒輪，渦輪蝸桿，取出多組，并且長(zhǎng)度大小不一致。圖6.1六面體模型與齒輪模型然后通過(guò)楔形卡槽將六面體構(gòu)件連接固定，并且串聯(lián)起來(lái)，當(dāng)整體框架搭建完成之后，如圖所示電機(jī)通過(guò)六面體孔連接軸再與渦桿相連接，而蝸桿再連接上渦輪，渦輪固定在車輪軸上，這樣簡(jiǎn)單的傳動(dòng)方式如圖6.2所示就確定了。車輪車輪軸渦輪蝸桿電機(jī)電源車輪車輪軸渦輪蝸桿電機(jī)電源圖6.2傳動(dòng)示意圖在傳動(dòng)方式確定之后，我們將進(jìn)行電路分析，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)小車。首選，將線頭一端連接在電機(jī)上，然后根據(jù)慧魚(yú)模型開(kāi)關(guān)原理，將另一頭連接在開(kāi)關(guān)的標(biāo)號(hào)1處，然后用另一根線將開(kāi)關(guān)處的線頭接出來(lái)，線的另一端便可以連接到電源上，同理，電機(jī)的另一個(gè)接口可以用銅線連接出來(lái)，然后通過(guò)三角座連接在電源上，當(dāng)按下開(kāi)關(guān)后，小車便可以向前行走，再次按下開(kāi)關(guān)，小車便停止。這樣就基本實(shí)現(xiàn)了小車的啟動(dòng)和停止，也證實(shí)小車的驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)系統(tǒng)沒(méi)有問(wèn)題，而小車要實(shí)現(xiàn)后退，其實(shí)質(zhì)就是實(shí)現(xiàn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)，由于實(shí)驗(yàn)室慧魚(yú)材料有限，最終我選擇用另一條線再次接入電機(jī)（與第一次接線相反）然后如上所述方式再次連線，在連接電源后，小車實(shí)現(xiàn)了后退。至此，本次小車的驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)部分如圖6.3所示基本完成。圖6.3小車實(shí)物示意圖然后再用各種慧魚(yú)拼件將小車的各個(gè)部分拼接的更加緊湊一點(diǎn)，使小車整體外觀看起來(lái)美觀。6.2編程控制模型組裝完成后，必須將其與計(jì)算機(jī)連接才能編程控制。將9V電源下接入慧魚(yú)接口板的1中，此時(shí)6,7綠色發(fā)光二極管交替閃爍，標(biāo)志接口板準(zhǔn)備就緒。再將接口板通過(guò)串口16與計(jì)算機(jī)相連。在熟悉ROBO程序界面和其他程序單元之后，編程控制慧魚(yú)模型實(shí)現(xiàn)模型的規(guī)定動(dòng)作。且編程時(shí)所需條件及需解決問(wèn)題。（1）一旦出現(xiàn)程序單元規(guī)定的狀況后，將執(zhí)行下一個(gè)程序單元。即M1-M4，O1-O8的電器程序控制單元的執(zhí)行時(shí)瞬時(shí)的。（2）由于電機(jī)與接口板插孔的不同鏈接將使電機(jī)在同一命令下轉(zhuǎn)向不同，所需編程應(yīng)用Test鍵明確每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向如何運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）由于開(kāi)關(guān)常用于限位作用，故這些開(kāi)關(guān)的初始狀態(tài)必須清楚，因而開(kāi)關(guān)最后都連接為同一種狀態(tài)。第7章結(jié)論本次設(shè)計(jì)利用了慧魚(yú)模型教學(xué)用具及其創(chuàng)意組合模型來(lái)建立的機(jī)器人小車模型，通過(guò)ROBO接口板與LLwin軟件的程序設(shè)計(jì)形成了自動(dòng)循跡小車模型的構(gòu)造，本文既介紹了設(shè)計(jì)自動(dòng)循跡小車的研究背景，和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及本次課題研究的意義，同時(shí)通過(guò)查閱資料介紹了本次課題所需要