行走的機器人(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上荊楚理工學(xué)院課程設(shè)計成果 學(xué)院:_ _ 數(shù)理學(xué)院_ 班 級: 14級應(yīng)用物理學(xué)1班 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 33、37 設(shè)計地點（單位）_ _荊楚理工學(xué)院_ _題目:_ 行走的機器人_ _ 完成日期： 2016年 11月 11日 指導(dǎo)教師評語: _ _ _ _ 成績(五級記分制):_ _ _教師簽名:_ _ _行走的機器人摘要本文主要探討的是56DZ-12型行走機器人的組裝，對此，我們要達到的效果是機器人前進過程中發(fā)聲、閃光，后退過程不發(fā)聲、閃光。基于基本電學(xué)原理，我們設(shè)計相應(yīng)的機器人電路原理圖，通過控制正、負穩(wěn)態(tài)電路來調(diào)節(jié)機器人前進和后退。我們知道二極管是一種單向傳導(dǎo)

2、電流的器件，那么我們利用二極管的特性來達到前進發(fā)聲、閃光，后退不發(fā)聲閃光的目的，從而完成對行走機器人的制作。關(guān)鍵詞: 集成電路，機器人，二極管3一、 提出課題近年來，人們對機器人的熱度日益提高，尤其是智能化時代的到來，人們對智能化機器人的研究極為迫切。那么將知識應(yīng)用于對機器人的制造中是人們的基本思想，但是我們?nèi)绻苯酉蛑悄芑姆较虬l(fā)展是很困難的。所以，從簡到難的原則方式指導(dǎo)我們從簡單的機器人入手不失于為一種極佳的方法，基于這樣的想法，我們只要組裝成能自由行走的機器人就可以了。 二、 課題分析 我們知道機器人行走主要靠電路來實現(xiàn)，行走機器人對電路的要求不是很高，但是我們不僅僅是讓機器人能夠一直往

3、前前進，還要求它在一段時間后往后退，這就是這次課題的目的。有了這樣的思想，我們只需思考如何在使機器人后退，我們知道正、負穩(wěn)態(tài)的作用可以控制機器人前進和后退，而機器人的運轉(zhuǎn)問題可以通過電路來解決，那么行走機器人的問題就解決了。三、 模型原理圖1.電路原理圖（1）圖2.電路原理圖（2）本電路的集成塊采用NE555時基電路，內(nèi)部由比較器、RS觸發(fā)器、放電管等部分組成，從圖1可以看出, 6腳R端的正相輸入端和7腳放電端連在一起為RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)做了準備。2腳是S端的反向輸入端。初始狀態(tài)是RS觸發(fā)器的Q端輸出低電平放電管截止不放電，3腳輸出高電平。此時W2、R13、C5構(gòu)成正穩(wěn)態(tài)的延時電路，電源通過W2、

4、R13對C5充電（調(diào)節(jié)W2可以調(diào)節(jié)C5達到觸發(fā)電平的時間）當C5端的電壓達到2/3VCC時，R端比較器翻轉(zhuǎn)輸出高電平。此時S端電平基本不變從而RS觸發(fā)器觸發(fā)翻轉(zhuǎn)進入另一個穩(wěn)態(tài)，Q端輸出高電平，放點管導(dǎo)通C5的電壓瞬間被拉為低電平。因在正穩(wěn)態(tài)勢MT2端為高電平對C1充滿了電，2腳一直處于高電平，當RS觸發(fā)器觸發(fā)翻轉(zhuǎn)進入另一個穩(wěn)態(tài)后MT2變?yōu)榈碗娖?，此時C1通過W1、R6、R14對地放電，調(diào)節(jié)W1可以調(diào)節(jié)放電的時間，當C1端的電壓降到1/3VCC是S端比較器翻轉(zhuǎn)致使RS觸發(fā)器進入正穩(wěn)態(tài)，依次循環(huán)，分別調(diào)節(jié)W2、W1可以控制正、負穩(wěn)態(tài)電路的延時長短。3腳是正、負穩(wěn)態(tài)的輸出端，正、負穩(wěn)態(tài)分別輸出正、負

5、電平。改電平加到電容C2上給C2充電使輸出電平穩(wěn)定，該電平就是后面驅(qū)動電路的控制信號。從圖2可以看出，該控制信號經(jīng)R5加到9013的基極，9013是NPN管，基極正電平時9013的C、E極導(dǎo)通，而9012截止，也即是正穩(wěn)態(tài)時9013導(dǎo)通，9013集電極被拉為低電平，再經(jīng)過R7加到VT3-VT2的基極VT3導(dǎo)通，從而VT5、VT7導(dǎo)通，電流通過MT2經(jīng)過電機后流經(jīng)MT1.電機正轉(zhuǎn)機器人向前行走、發(fā)聲，閃眼睛。W2控制電機正轉(zhuǎn)的時間。當555處于負穩(wěn)態(tài)輸出低電平，通過R4加到VT2上，VT2、VT4、VT6、VT8導(dǎo)通。電流通過MT1經(jīng)過電機后流經(jīng)MT2。電機反轉(zhuǎn)機器人后退，由于發(fā)聲、閃燈電路經(jīng)過

6、一只二極管供電，正轉(zhuǎn)時有電壓，反轉(zhuǎn)時二極管截止，發(fā)聲、閃燈電路無電壓停止工作。12四、 模型制作1. 當拿到本套件后，請對照“元件清單”逐一將數(shù)量清點一遍，并用萬用電表將各個元件測量一下，特別是瓷片電容，最好用數(shù)字萬用表的電容測量，若沒有數(shù)字表，只有用萬用表初略估計測量一下，做到心中有數(shù)。2. 在焊接時請按先焊小元件，再焊大元件，最后在焊集成塊的原則進行操作，元件盡量貼著底板“對號入座”不得將元件插錯，由于集成塊NE555是采用雙排8腳直插式結(jié)構(gòu)，它的腳排列比較密集，焊接時請用尖烙鐵鐵頭進行快速焊接，如果一次焊不成功，應(yīng)等冷卻后再進行下一次焊接，以免燙壞集成塊，焊完后應(yīng)反復(fù)檢查有無虛、假、錯焊

7、，有無拖錫短路造成故障，只要按上述要求焊接組裝，一通電即可正常工作。3. 功能電路板部分裝配完成后再來焊接電機、電源部分的引線。打開機器人后蓋將里面的電機線焊下把我們配的接線焊在電機上，同時把到頭部分的紅線焊下串接一只1N4148的二極管。再焊接電源線：一根焊接在電池片的負極，另一根焊接在開關(guān)的一段，電源和電機焊接焊好后從后背的孔引出。裝上頭和搖頭杠桿后，蓋上后蓋即可。（注意要保證里面活動部分的空間以免卡?。?。把電機線焊在功能電路板的MT1與MT2焊盤上（注意紅線焊MT2，綠線焊MT1上，以免后退時發(fā)聲、閃光）。電源線紅的焊在GB+焊盤上，綠線焊在GB-焊盤上。焊好后裝上三節(jié)5號電池，電路板裝

8、在電池外邊，用拆電池蓋的螺絲固定，一個能行動自如的行走機器人組裝成功了。調(diào)節(jié)W2、W1可調(diào)節(jié)前進后退的時間。元件清單序號名稱型號規(guī)格位號數(shù)量1三極管9013VT11只2三極管9012VT2、VT3、VT43只3三極管8550VT5、VT62只4三極管8050VT7、VT82只5集成塊NE555IC1只6二極管IN4148VD1、VD2、VD43只7發(fā)光二極管LED 3VD31只8電阻1KR1、R52只9電阻2KR2、R3、R7、R124只10電阻100R4、R62只11電阻10KR8、R11、R143只12電阻51R9、R102只13電阻20KR131只14可調(diào)電阻200KW1、W22只15電

9、解電容100FC1、C4、C53只16電解電容10 FC217瓷片電容103C318電路板五、 模型的檢驗和評價行走機器人組裝完畢后，在電池盒里裝上3過1.5伏特的干電池。將機器人放在空曠的地面上，將開關(guān)打開，機器人將向前行走，并伴有發(fā)聲、閃眼睛，當前進一段時間后，機器人會后退，此時，不發(fā)聲、閃眼睛。說明此次機器人組裝是成功的。優(yōu)點：56DZ-12型機器人的教學(xué)套件，具有電路精簡、實用、可學(xué)性強之外還具有趣味性強等特點，適合各類實訓(xùn)教學(xué)實用。六、 心得體會本次組裝機器人的過程中，我們學(xué)會如何利用已學(xué)過的知識對電路進行分析和判斷，對我們小組是一個很好的磨練的過程。盡管在途中遇到不少困難，例如：我們對電路的不熟悉，還有元器件的使用問題等等。不過，我們小組通過不斷的嘗試和同學(xué)們的幫助，使得問題一個個的解決，期間尤其困難的是使用電烙鐵對電路的焊接過程，需要我們接觸現(xiàn)實生活中的工具，這時就考驗我們對工具的熟悉和使用，在這過程中，我們是小心翼翼，生怕弄錯，不過我們還是在規(guī)定的時間內(nèi)完成對電路的焊接。在完成組裝后，我們小組看到機器人能夠自由的行走，不僅代表我們已經(jīng)完成了工作，更是表示我們對電路知識的理解進一步加深，我們的實踐經(jīng)驗又更豐