簡(jiǎn)易機(jī)器人制作

慶祝大學(xué)課程完結(jié)系列演講：自動(dòng)化制造系統(tǒng)——之簡(jiǎn)易機(jī)器人制作第10組：wzhl什么是機(jī)機(jī)器人？？我國科學(xué)學(xué)家對(duì)機(jī)機(jī)器人的的定義是是：機(jī)器器人是一一種自動(dòng)化的的機(jī)器，所不同同的是這這種機(jī)器器具備一一些與人人或生物物相似的的智能能能力，如如感知能力力、規(guī)劃能力力、動(dòng)作能力力和協(xié)同能力力，是一種種具有高度靈活活性的自自動(dòng)化機(jī)機(jī)器。what?機(jī)機(jī)器人制制作!!!!機(jī)器人制制作是一一個(gè)基于于計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)，，并將機(jī)機(jī)械、電電子、控控制等技技術(shù)與信信息技術(shù)術(shù)的應(yīng)用用有機(jī)組組合的綜綜合應(yīng)用用實(shí)踐。。它充分體體現(xiàn)技術(shù)術(shù)世界的的奧妙與與神奇，，實(shí)踐性強(qiáng)強(qiáng)、挑戰(zhàn)戰(zhàn)性大、、涉及面面廣。有木有想過制作作你的第第一臺(tái)機(jī)機(jī)器人？？？？？？？？？學(xué)問如果果只是紙紙上談兵兵的話，，那么書書本都是是廢紙。。我們從最最簡(jiǎn)單的的機(jī)器人人說起：：簡(jiǎn)單的機(jī)機(jī)器人只只要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)一些動(dòng)動(dòng)作,不不需要能能夠進(jìn)行行智能思思考.一一般來說說制作過過程需要要以下幾幾步:（以避障障小車為為例）1.明明確機(jī)器器人的功功能首先確定定機(jī)器人人要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)什么功功能即制作的的目的：：可以避避障的小小車然后收集集信息資資料進(jìn)行行可行性性分析現(xiàn)在有紅紅外測(cè)距距傳感器器、超聲聲波傳感感器等可可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)避障。?？尚幸獙?shí)現(xiàn)的的功能：：紅外避障障功能實(shí)實(shí)現(xiàn)示意意圖電機(jī)驅(qū)動(dòng)80C51紅外發(fā)射M紅外接收怎么實(shí)現(xiàn)現(xiàn)其功能能呢？原理設(shè)計(jì)：：以單片機(jī)機(jī)為小車車的“大大腦”，，紅外線線探頭為為小車的的“眼睛睛”，電電機(jī)為小小車的““雙足””?！按蟠竽X”控控制“眼眼睛”去去看前方方是否有有障礙物物，當(dāng)““眼睛””看到障障礙后，，由大腦腦來控制制“雙足足”的行行動(dòng)方向向。從而而實(shí)現(xiàn)小小車的自自動(dòng)避障障。2.設(shè)設(shè)計(jì)機(jī)器器人的動(dòng)動(dòng)作設(shè)計(jì)機(jī)器器人可以以通過哪哪些動(dòng)作作來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)響應(yīng)的的功能本項(xiàng)目機(jī)機(jī)器人采采用三輪輪傳動(dòng)結(jié)結(jié)構(gòu)：：前面左左右兩邊邊的兩個(gè)個(gè)輪子是是主動(dòng)輪輪，各接接一個(gè)電電機(jī)作為為動(dòng)力；；后輪輪是從動(dòng)動(dòng)輪，起起到平衡衡的作用用。我的機(jī)器器人如何何轉(zhuǎn)向？？雙車輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向的實(shí)實(shí)現(xiàn)，使使一個(gè)輪輪子不動(dòng)動(dòng)，另一一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)一定時(shí)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)對(duì)應(yīng)角角度，或或者一個(gè)個(gè)正轉(zhuǎn)另另一個(gè)反反轉(zhuǎn)一定定時(shí)間，，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向。動(dòng)作示意意圖3.準(zhǔn)準(zhǔn)備相應(yīng)應(yīng)的材料料按照機(jī)器器人的動(dòng)動(dòng)作要求求和執(zhí)行行環(huán)境準(zhǔn)準(zhǔn)備材料料.此時(shí)時(shí)應(yīng)該對(duì)對(duì)材料的的組合方方式,動(dòng)動(dòng)作的實(shí)實(shí)現(xiàn)原理理有了清清楚的構(gòu)構(gòu)思工具與材材料：必備組件件：電機(jī)機(jī)、單片片機(jī)、車車輪、底底座、紅紅外傳感感器、電電線若干干、PVC線線槽、基基礎(chǔ)平臺(tái)臺(tái)小車、、撥動(dòng)開開關(guān)、螺螺絲、排排針等工具：螺螺絲刀，，手鉗，，單片機(jī)機(jī)編程器器，鉆孔孔器等部分工具具與材料料：4.實(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)器器人用材料作作出機(jī)器器人實(shí)體體,如果果復(fù)雜一一點(diǎn)的還還需要編編程序,,焊接電電線TochooseProgram1orProgram2??避障方案案選擇：Program1：采用超超聲波避避障。超超聲波受受環(huán)境影影響較大大，電路路復(fù)雜，，而且地地面對(duì)超超聲波的的反射，，會(huì)影響響系統(tǒng)對(duì)對(duì)障礙物物的判斷斷。Program2：采用紅紅外線避避障。外外界對(duì)紅紅外信號(hào)號(hào)的干擾擾比較小小，且易易于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，價(jià)格格也比較較便宜，，故采用用Program2。5.調(diào)調(diào)試

對(duì)機(jī)器人人進(jìn)行調(diào)調(diào)試，修修改，完完善。每每一件產(chǎn)產(chǎn)品的生生產(chǎn)完成成后都要要對(duì)其各各項(xiàng)性能能指標(biāo)進(jìn)進(jìn)行測(cè)試試和調(diào)試試，在本本設(shè)計(jì)制制作完成成后，對(duì)對(duì)其轉(zhuǎn)彎彎和檢測(cè)測(cè)障礙的的距離進(jìn)進(jìn)行了調(diào)調(diào)試和測(cè)測(cè)試。首先，小小車的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎時(shí)間間。根據(jù)據(jù)不同的的路面，，小車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過90°彎時(shí)時(shí)所用的的轉(zhuǎn)彎時(shí)時(shí)間各不不相同，，在光滑滑的路面面上轉(zhuǎn)彎彎的時(shí)間間是0..4s左左右，在在粗糙的的路面則則需要0.6s左右的的時(shí)間，，所以經(jīng)經(jīng)過綜合合考慮后后，把小小車的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎時(shí)間間調(diào)整為為0.5s，使使小車在在行駛過過程中能能夠做到到最佳的的運(yùn)行狀狀態(tài)。其次，檢檢測(cè)障礙礙的距離離，紅外外線避障障的缺點(diǎn)點(diǎn)就是，，紅外線線遇到黑黑色的障障礙物后后，其光光線容易易被黑色色物體吸吸收，使使得單片片機(jī)無法法檢測(cè)到到黑色障障礙物，，所以小小車遇到到黑色障障礙物時(shí)時(shí)將不能能很好的的避障，，甚至不不能避障障。但在在對(duì)一般般的障礙礙物進(jìn)行行避障時(shí)時(shí)，要根根據(jù)小車車的行駛駛速度來來決定避避障的距距離。經(jīng)試驗(yàn)當(dāng)當(dāng)在車體體前方放放置白色色物體時(shí)時(shí)，小車車距離障障礙物20cm左右就就能避障障；當(dāng)在在車體前前方放置置深色物物體時(shí)，，小車距距離障礙礙物10cm左左右才能能避障。。綜合考考慮決定定把紅外外線發(fā)射射強(qiáng)度適適當(dāng)提高高，使得得小車在在遇到深深色物體體時(shí)離障障礙20CM左左右就能能避障。。以便小小汽車能能夠很好好的避障障。調(diào)節(jié)節(jié)紅外線線發(fā)射電電路中RW的阻阻值可以以調(diào)節(jié)紅紅外線的的發(fā)射強(qiáng)強(qiáng)度，以以此來調(diào)調(diào)節(jié)避障障的距離離。遵循的原原則1.kiss（keepitsimplestupid）簡(jiǎn)單直直接。2.一切從實(shí)實(shí)際出發(fā)發(fā)，經(jīng)濟(jì)濟(jì)優(yōu)化。。3.不斷改善善，力求求創(chuàng)新。。4.模塊化的的開發(fā)思思想5.親自動(dòng)手手實(shí)踐三要素機(jī)器人的的三個(gè)主主要部分分:（1）底盤電電機(jī)———執(zhí)行行器部分分（2）模組PLC——控控制器部部分（3）載荷接接口———傳感感器部分分控制驅(qū)動(dòng)執(zhí)行傳感通信接口還要有的的三部分分：電源模塊塊-———能量Powersupplymodule機(jī)械系統(tǒng)統(tǒng)——硬硬件Mechanicalsystems軟件程序序——軟軟件Softwareprogram現(xiàn)在我們們可以知知道要制制作好機(jī)機(jī)器人必必須掌掌握的課課程有：：電氣控制制與PLC、機(jī)機(jī)器人基基礎(chǔ)、電電機(jī)學(xué)、、控制工工程基礎(chǔ)礎(chǔ)、機(jī)械械設(shè)計(jì)及及制造、、測(cè)試技技術(shù)、微微機(jī)原理理與接口口技術(shù)、、信號(hào)與與系統(tǒng)、、機(jī)電一一體化系系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)等。我掌握了多少？傳感器不不可缺少少，它是是機(jī)器人人的感覺覺器官。。下面介紹紹幾種常常用傳感感器：常用的超聲波測(cè)測(cè)距傳感器超聲波測(cè)測(cè)距傳感感器：超超聲波測(cè)測(cè)距傳感感器利用用聲音在在空氣中中的傳輸輸距離和和傳輸時(shí)時(shí)間成正正比的原原理，通通過檢測(cè)測(cè)不同遠(yuǎn)遠(yuǎn)近的反反射面對(duì)對(duì)超聲波波反射回回去的時(shí)時(shí)間不同同來檢測(cè)測(cè)障礙物物的距離離。常用的碰碰撞檢測(cè)測(cè)傳感器器碰撞檢測(cè)測(cè)傳感器器又叫碰撞開關(guān)關(guān)：電路路常開，，碰到障障礙物后后連通，，可以用用來檢測(cè)測(cè)機(jī)器人人是否發(fā)發(fā)生碰撞撞。常用的紅紅外測(cè)距距傳感器器紅外測(cè)距距傳感器器：紅外外測(cè)距傳傳感器利利用紅外外信號(hào)遇遇到障礙礙物距離離的不同同反射的的強(qiáng)度也也不同的的原理，，進(jìn)行障障礙物遠(yuǎn)遠(yuǎn)近的檢檢測(cè)。紅紅外測(cè)距距傳感器器具有一一對(duì)紅外外信號(hào)發(fā)發(fā)射與接接收二極極管，發(fā)發(fā)射管發(fā)發(fā)射特定定頻率的的紅外信信號(hào)，接接收管接接收這種種頻率的的紅外信信號(hào)。常用的電電子指南南針傳感感器電子指南南針傳感感器：利利用磁場(chǎng)場(chǎng)傳感芯芯片制成成，將地地磁信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)化為為電信號(hào)號(hào)輸出，，用于定定位系統(tǒng)統(tǒng)，精度度高、穩(wěn)穩(wěn)定性好好。常用的光光敏電阻阻傳感器器光敏電阻阻：光敏敏電阻器器是利用用半導(dǎo)體體的光電電效應(yīng)制制成的一一種電阻阻值隨入入射光的的強(qiáng)弱而而改變的的電阻器器；入射射光強(qiáng)，，電阻減減小，入入射光