nt機器人搭建

1、01NXT控制器及其控制程序單元目標(biāo)曜知道控制器NXT的特點及應(yīng)用。囉知道控制器NXT的基本組成及工作過程。一個機器人之所以能有各種功能，就是因為它的高級的大腦，但它的大腦不象我們的大腦有細(xì)胞組成，它的大腦是這個世紀(jì)的決定性的發(fā)明一一微電子技術(shù)構(gòu)成，就是我們看到的控制器，這里我們這個控制器稱為NXT。NXT看起來象個MP3樣，里面是塊智能芯片。就是這快芯片，通過程序的運行，接受各種反饋信號，并控制各種輸岀裝置。但它和我們通常說的單片機還是有區(qū)別的，單片機一般只能運行匯編語言，而NXT作為智能控制器，各種各樣的語言都可以對它進(jìn)行控制，我們熟悉的C語言，VB.NET，就連最新的微軟推出的MSRS都

2、可以對它進(jìn)行控制。所以，NXT不只是塊單片機，我們可以稱它為微電腦。它比單片機從功能等多方面都要更高一級。而軟件，作為簡易機器人制作”這門課程，這里我們著重推薦的是NXT-G軟件。作為機器人的”五感，它的各種條件的輸入設(shè)備，傳感器：機器人一詞，始源于捷克的一岀舞臺劇，意思是奴隸，其實至今這個已經(jīng)依然有著延續(xù)，就是產(chǎn)生生產(chǎn)力，產(chǎn)生動作行為。那么如何來產(chǎn)生動作行為呢？就是靠它的輸岀設(shè)備，馬達(dá)或者燈。馬達(dá)的內(nèi)部其實是一個發(fā)電機，并通過一系列的減速傳動，從而馬達(dá)可以形成更大的力。這個馬達(dá)的內(nèi)部有有芯片，可以精確記錄圈數(shù)等一系列馬達(dá)參數(shù)，我們稱為伺服電機”。大腦控制器NXT通過導(dǎo)線連接輸岀和輸入設(shè)備。這

3、里的導(dǎo)線我們也可以理解為是神經(jīng)，人也是大鬧通過神經(jīng)連接五官和四肢的。在機器人領(lǐng)域，很多基本方式是和人體一樣的，比如，人體內(nèi)也有反饋，機器人控制也有反饋等等。所以，機器人這門學(xué)科，有個學(xué)術(shù)名稱就是人工智能”！關(guān)于NXT的更詳細(xì)的特性使用方法，這里不做進(jìn)一步介紹，如果需要更好地了解，請參考NXT編程指南一書中的第一章，其中針對NXT的硬件特性做了非常詳細(xì)地說明。02控制器與控制電路陀螺發(fā)動機學(xué)習(xí)目標(biāo)鸞馬達(dá)控制醍順序等待要求曜設(shè)計一個陀螺的發(fā)動機。囉發(fā)動機可以不用手碰就可以啟動陀螺。囉讓陀螺在地面上轉(zhuǎn)動的時間盡量長些。制作把NXT放在一旁，通過一跟長導(dǎo)線連接馬達(dá)。馬達(dá)通過齒輪的連接去驅(qū)動陀螺。用輪子

4、，通過軸，作為一個陀螺，在軸上面連接蝸桿，讓馬達(dá)發(fā)動機去驅(qū)動它，可以轉(zhuǎn)動，傳遞給它能量，使它轉(zhuǎn)動起來。編程制作把NXT放在一邊，通過導(dǎo)線連接馬達(dá)。把馬達(dá)和梁設(shè)計一個運動員，豎立地站立，馬達(dá)相當(dāng)于一個運動員的身體。通過梁作為球桿，上面連接一個大塊的梁，能夠有足夠的面積去擊打球。使用套裝中的球作為高爾夫球，也可以使用其它的球作為球。編程簡單地使用馬達(dá)和時間等待。第一個馬達(dá)的馬力可以小些，如同運動員的準(zhǔn)備揮桿的動作。等待時間作為動作的停留，第二個馬達(dá)圖標(biāo)表示擊打球的動作，作為擊打球的動作，馬力需要大些。作為擊打完球的動作是自由輕松地停下，所以需要選用COAST來使馬達(dá)停留下來。BRAKE是通過電流的

5、控制停止馬達(dá)，COAST是通過關(guān)閉電流，緩慢地停留。注意在設(shè)計運動員的時候，充分地利用梁的連接功能。思考在連接一個光電傳感器，給運動員設(shè)計球洞，能夠識別是否進(jìn)洞學(xué)習(xí)目標(biāo)05控制器與控制電路一一智能F1帝馬達(dá)控制”順序等待要求喘設(shè)計輛F1賽車。喘賽車可以無人駕駛，精確行駛完全程。嚨造型要象F1賽車，美觀，具有流線造型。制作在教室空地上布置一個線路，讓F1賽車能夠通過程序來跑完全程。F1賽車的造型特點就是流行性。編程通過連串的馬達(dá)指令來讓F1賽車進(jìn)行移動，前進(jìn)，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，當(dāng)然重要的是給F1賽車的每一個運動圖標(biāo)設(shè)置一個合適的等待參數(shù)。注意充分利用連接器來形成流線型的造型。甚至可以利用第三個馬達(dá)來增

6、加一個剎車。思考結(jié)合各種傳感器，哪些可以利用到你的F1賽車上的？可以來場F1比賽。06控制器與控制電路一一自動警報器學(xué)習(xí)目標(biāo)嚨超聲波傳感器嚨聲音控制”循環(huán)等待要求:-給門口設(shè)計一個警報器。囉當(dāng)有人走進(jìn)夜晚的家里的時候，可以自動報警。嘖給報警器設(shè)計報警音樂。制作簡單在NXT上安裝上一個超聲波傳感器，并且注意角度傾斜，能夠看到高處的人編程等待超聲波看到有人靠近（設(shè)置安全距離）之后，響起報警音樂。通過一連串的音符程序來設(shè)置音樂。注意使用連接器給超聲播傳感器向一個好的角度，能夠明顯看到高處的人。思考如何來顯示今天走過這處門的人數(shù)呢？07控制器與控制電路一一雙杠體操學(xué)習(xí)目標(biāo)J馬達(dá)控制棗順序等待要求囉設(shè)計

7、一個在雙杠上表演體操的運動員。囉機器人運動員可以在雙杠上表演腿部動作。:-腿部動作要標(biāo)準(zhǔn)到位。制作利用梁設(shè)計雙杠結(jié)構(gòu)。利用NXT作為運動員身體，兩個馬達(dá)作為它的腿部。編程馬達(dá)作為腿部，馬達(dá)的轉(zhuǎn)動角度代表了腿部的表演，通過時間來控制馬達(dá)在空中某一個位置的停留注意馬達(dá)的角度，作為等待的條件?？梢愿淖凂R達(dá)的馬力來表現(xiàn)腿部表演的節(jié)奏。注意這里馬達(dá)類似于一個身體上的關(guān)鍵，馬達(dá)的轉(zhuǎn)動相當(dāng)于關(guān)節(jié)的運動。思考如何來給運動員設(shè)計岀全身的更加精彩的表演？比如，翻滾半周！08控制器與控制電路英尺挪動學(xué)習(xí)目標(biāo)曜馬達(dá)控制囉棘輪制作一個馬達(dá)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)動手臂的角度（帶動轉(zhuǎn)動平臺），一個馬達(dá)負(fù)責(zé)抬起手臂的高度，或者稱為手臂夾東西

8、的角度，最后一個馬達(dá)負(fù)責(zé)夾起球體的動作。編程其實，機器手臂的控制非常簡單，雖然只有一個觸感，但是通過觸感依次控制每個馬達(dá)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),連接在一起，就是整個手臂在三個自由度上的動作了。注意每個馬達(dá)都是無限等待條件，因為要等到下一次觸感被按下才是進(jìn)入另外一種狀態(tài)。注意機器手臂的最關(guān)鍵的設(shè)計技巧是轉(zhuǎn)動平臺的應(yīng)用，可以產(chǎn)生一個水平的轉(zhuǎn)動自由度，一個馬達(dá)專門驅(qū)動轉(zhuǎn)動平臺。手臂的其它部分都會位于轉(zhuǎn)動平臺之上。這里可以體現(xiàn)岀NXT馬達(dá)的強大扭力。思考使用兩個觸感去控制手臂的運動，你會如何分配?學(xué)習(xí)目標(biāo)10控制器與控制電路機器蛇喙超聲波傳感器囉連桿結(jié)構(gòu)毛循環(huán)等待要求毛設(shè)計一條機器蛇，造型要象蛇一樣盤在地上。鸞

9、每當(dāng)人接近的時候，設(shè)會去咬他的腳。菜能夠反復(fù)執(zhí)行。制作在蛇頭上裝上超聲波傳感器，造型也象眼睛蛇一樣。利用梁，形成一個盤旋的姿勢。可以利用各種零件來裝飾蛇的造型，讓它象蛇。編程眼睛（超聲波傳感器）看到有人走近，馬達(dá)轉(zhuǎn)動，伸頭，咬了1秒之后，頭縮回，然后等待下一個路人。注意利用四邊形可以改變形狀的特點來讓蛇伸頭，并可以自由地回收！四邊形可以改變形狀的特性我們可以靈活地使用在各種機構(gòu)中。思考如何可以讓蛇除了頭伸縮外，它的整個身體也可以伸縮，機構(gòu)如何實現(xiàn)?如何改進(jìn)程序？學(xué)習(xí)目標(biāo)11NXT控制器與傳動機械一自動擊球1超聲波傳感器馬達(dá)控制菜循環(huán)等待要求囁利用超聲波傳感器設(shè)計一個可以自動擊球的裝置。菜一看到

10、球靠近，就把球給擊打出去。曜不斷地工作，每當(dāng)球靠近就如此反應(yīng)。制作在馬達(dá)上連接梁作為擊打的動作機構(gòu)，然后在旁邊安裝上超聲波傳感器，用來識別球是否靠近。注意,擊打球的那根梁的高度要接近球的中位線。編程使用最簡單的等待循環(huán)程序。每次等待球靠近的時候，馬達(dá)擊打，把球給擊遠(yuǎn)，然后轉(zhuǎn)回去初始角度。注意這里的馬達(dá)的等待條件都是角度DEGREES。注意為了準(zhǔn)確地編程，需要將通過NXT的VIWE功能去觀察到一個合理的距離值。梁直接連接在馬達(dá)上。思考給機器人添加一個情報燈，作為球靠近時的報告信號。學(xué)習(xí)目標(biāo)12NXT控制器與傳動機械一自動擊球2超聲波傳感器馬達(dá)控制9多任務(wù)制作在上一個活動自動擊球的基礎(chǔ)上，再兩個馬

11、達(dá)，并且兩個馬達(dá)形成一個發(fā)射器。通過兩根長導(dǎo)線連接發(fā)射器與擊球器之間有一定的距離。通過張紙，方便球滑行到傳感器前。編程在上一個程序的基礎(chǔ)上，再拖一行程序，表示這個程序是同時在控制兩個任務(wù)的執(zhí)行，我們稱為多任務(wù)程序。注意兩個馬達(dá)，馬達(dá)連接輪子，增加摩擦力，同時在兩個馬達(dá)之間形成一個軌道，可以順利地發(fā)球，并通過下一面張紙把球送到超聲波傳感器前。這里要注意的是，要保證兩個輪子之間的距離，正好是一個球的直徑，這樣發(fā)現(xiàn)起來，輪子的摩擦力才正好。思考給發(fā)射器增加一個開關(guān)，只有通過開關(guān)才能觸發(fā)球射擊！13NXT控制器與傳動機械一一圣誕老人送禮物要求X設(shè)計一臺手動割草機。喙機器人有開關(guān)來控制割草機工作與否。喙

12、能夠順利地把很多草給割下來。制作首先底盤是一個小車的樣子，前面還要有導(dǎo)輪，以方便轉(zhuǎn)彎，后面有手柄可以推，接近手柄高處有開關(guān)，控制割草機的前進(jìn)和割草的動作。編程割草機雖然有前進(jìn)和割草兩個任務(wù)，但這兩個任務(wù)都是同時執(zhí)行的，所以兩個任務(wù)都是同時存在或者同時不存在。所以，可以使用一個開關(guān)來同時控制這三個馬達(dá)的運動。注意割草的機構(gòu)一般就是馬達(dá)的轉(zhuǎn)動，可以在割草機的底部，設(shè)計一個割草的裝置。讓一個馬達(dá)轉(zhuǎn)動即可,通過馬達(dá)連接的刀片來完成割草動作。思考如何可以通過兩個觸感來實現(xiàn)小車運動和割草任務(wù)的分割?學(xué)習(xí)目標(biāo)15NXT控制器與傳動機械一一遙控車啜觸動傳感器啜多任務(wù)”分支要求毛設(shè)計一個機器人，可以四處移動。瓏

13、機器人移動的馬力根據(jù)聲音的大小來改變。毛馬力的改變可以根據(jù)聲音的大小劃分為三個層次。制作機器人有兩部分組成，一個可以移動的地盤，在上面加上一個聲音傳感器，當(dāng)然聲音傳感器要盡量高些，接近你的嘴巴。編程聲音大于80的時候，機器人前進(jìn)馬力是100。聲音大于50，小于80的時候，機器人前進(jìn)馬力是50，當(dāng)小于50的時候，馬達(dá)馬力只為0注意盡量把聲音傳感豎得高些，接近生源。可以靈活地使用梁來完成這個任務(wù)。思考如何可以實現(xiàn)讓機器人更細(xì)化馬力的分配？能否實現(xiàn)更多的層次分配？（更多的分支嵌套）學(xué)習(xí)目標(biāo)17NXT控制器與傳動機械一一探索者帝超聲波傳感器卷多任務(wù)要求菜設(shè)計一個探索者機器人。篆可以利用超聲波傳感器來識

14、別障礙物。篆機器人可以自動躲避開障礙物。制作一個可以移動的底盤，在前面加上觸感，在上面裝上超聲波傳感器，并且同意一個馬達(dá)去轉(zhuǎn)動它，非常形象生動的一個探索者機器人。編程看到障礙物之后后退下，轉(zhuǎn)動一個角度，再反復(fù)判斷，如果沒有障礙物，繼續(xù)前進(jìn)。探索者的頭一直在轉(zhuǎn)動正轉(zhuǎn)一個角度，再反轉(zhuǎn)回來。注意探索者的超聲波頭要豎立得高些，但不要過去向前。底盤是一個可以移動的機器人小車。思考是否發(fā)現(xiàn)機器人在探索的過程中經(jīng)常卡?。咳绻嗔艘粋€觸感，如何改進(jìn)程序，可以避免？18NXT控制器與傳動機械碰碰車學(xué)習(xí)目標(biāo)醍觸動傳感器釆等待循環(huán)在地板上利用膠帶貼一個大的，可以彎曲的圓圈，盡量找一個黑色的膠帶，在一個白色的地面上，

15、把膠帶固定。機器人是一個可移動的機器人，把光感安裝在前面，并讓光感向下觀察地面。編程當(dāng)光感看到黑線處，機器人往一個方向轉(zhuǎn)彎，當(dāng)看到白線了，往另外一個方向轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)彎的時候使用一個馬達(dá)轉(zhuǎn)，一個馬達(dá)停的方式。這樣會比較有效。同時給馬達(dá)的馬力放在一個適中的數(shù)字，避免機器人過快沒有看清楚光值。注意給光感的地方用一些零件給遮下，避免光感受環(huán)境光的影響。思考如果把光感放在機器人上方，讓機器人去追一個光源，需要如何改進(jìn)程序，讓機器人停在光源的最深處。20NXT控制器與傳動機械一一電子吉它學(xué)習(xí)目標(biāo)篆超聲波傳感器篆分支嵌套要求嚨設(shè)計一把電子吉它。嚨能夠發(fā)岀各種音符。嚨造型象一把時尚的電子吉它，拿在手里非常地舒服。制作結(jié)合自身的手的尺寸和舒適程度，設(shè)計吉它的結(jié)構(gòu)。用超聲波傳感器和一個滑塊來識別音符。編程根據(jù)滑板的距離，劃分三個階段，取兩個域值，然后在每個分支上放上一個不同的音符。注意使用光滑的梁來設(shè)計琴把手，因為光滑，所以可以非常容易滑動。思考如何可以給吉它，能夠彈岀更多的動聽音符？表演一下！21NXT控制器與傳動機械一一機器狗學(xué)習(xí)目標(biāo)茉聲音傳感器求多任務(wù)要求”設(shè)