《微型機器人技術(shù)》教學(xué)教案

任務(wù)1.1什么是機器人？

任務(wù)描述：

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生對機器人的概念、常見類

型等有一個感性的認識。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

“機器人”英文名為Robot,由捷克語中的“Robota”轉(zhuǎn)化而來,

即勞動的意思?！皺C器人”這一單詞，最早出現(xiàn)在1920年捷克斯洛

伐克作家恰佩克發(fā)表的科幻劇中，是小說中沒有思想和情感的人造

人。它一出現(xiàn)就得到人們的普遍關(guān)注。

多種定義：

國際標準化組織（ISO）的定義：機器人是一種自動的、位置可

控的、具有編程能力的多功能機械手，這種機械手具有幾個軸，能

夠借助可編程序操作來處理各種材料、零件工具和專用裝置以執(zhí)行

種種任務(wù)。

美國國家標準局（NBS）的定義：機器人是一種能夠進行編程

并在自動控制下執(zhí)行某些操作和移動作業(yè)任務(wù)的機械裝置。

美國機器人協(xié)會（RIA）的定義：機器人是一種用于移動各種材

料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過可編程序動作來執(zhí)行種種任務(wù)

的，并具有編程能力的多功能機械手。

日本工業(yè)機器人協(xié)會（JIRA）的定義：工業(yè)機器人是一種裝備

有記憶裝置和末端執(zhí)行器的，能夠轉(zhuǎn)動并通過自動完成各種移動來

代替人類勞動的通用機器。

機器人的特征：

一般的，機器人具有三個基本特征，通過這三個基本特征我們

可以判斷其是否屬于機器人范疇。

（1）大腦：自動控制的程序，能夠想人類的大腦一樣控制整體

按照預(yù)訂的方案進行工作。

（2）身體：不一定在形象上接近人，但要具有一定的結(jié)構(gòu)形態(tài)。

（3）動作：任何機器人都要一定的動作表現(xiàn)，它需要有完成一

定動作的能力。

除最基本的特征，機器人具有以下特點：

（1）一種機械電子裝置。

（2）動作具有類似于人或其他生物體的功能。

（3）可通過編程執(zhí)行多種工作，有一定的通用性和靈活性。

（4）有一定程度的智能，能夠自主地完成一些操作。

機器人技術(shù)的研究內(nèi)容：

（1）機器人控制技術(shù)：主要研究的內(nèi)容有機器人控制方式和機

器人控制策略等。

（2）機器人運動學(xué)：研究要涉及到組成這一系統(tǒng)的各桿件之間

以及系統(tǒng)與對象之間的相互關(guān)系，為此需要一種有效的數(shù)學(xué)描述方

法。

（3）機器人靜力學(xué)：靜力學(xué)主要討論機器人手部端點力與驅(qū)動

器輸入力矩的關(guān)系。

（4）機器人動力學(xué)：動力學(xué)方程是指作用于機器人各機構(gòu)的力

或力矩與其位置、速度、加速度關(guān)系的方程式。

（5）機器人傳感器：機器人的感覺主要通過傳感器來實現(xiàn)。外

部傳感器有視覺、觸覺、聽覺、力覺傳感器，內(nèi)部傳感器主要有位

置、姿態(tài)、速度、加速度傳感器。

（6）空間機構(gòu)學(xué)：機器人機身和臂部機構(gòu)的設(shè)計、機器人手部

機構(gòu)設(shè)計、機器人行走機構(gòu)的設(shè)計、機器人關(guān)節(jié)部機構(gòu)的設(shè)計。

（7）機器人語言：機器人語言分為通用計算機語言和專用機器

人語言。

任務(wù)實施:

通過上述內(nèi)容提綱，展開進行講解。并結(jié)合實訓(xùn)環(huán)境給予演示,

以提高學(xué)生的感性認識。

拓展：模仿、討論（互動）：

依據(jù)教師的講解，討論所講授知識內(nèi)容。

任務(wù)評價：

互評：由學(xué)生自述對于內(nèi)容的理解，并評價其他同學(xué)的回答是

否和自己的想法一致，若不同，自己有何見解。

老師總評：總結(jié)，并對學(xué)生的回答給以評論。

作業(yè)：

1、結(jié)合所講內(nèi)容和進行的演示，通過思考將知識進行整合

2、根據(jù)課上討論的內(nèi)容，思考為什么在某些領(lǐng)域會使用到機器

人技術(shù)?

任務(wù)1.2了解機器人技術(shù)的發(fā)展歷程與未來趨勢

任務(wù)描述：

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生了解機器人技術(shù)的發(fā)展歷

程與未來趨勢。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

內(nèi)容介紹：

美國、日本、歐洲等發(fā)達國家的機器人技術(shù)發(fā)展：

較為發(fā)達，各國之間又有著千絲萬縷的關(guān)系。

舉例：（工業(yè)領(lǐng)域）

近十幾年來，歐洲的德國、意大利、法國及英國的機器人產(chǎn)業(yè)

發(fā)展比較快。目前，世界上機器人無論是從技術(shù)水平上，還是從已

裝備的數(shù)量上，優(yōu)勢集中在以日美為代表的少數(shù)幾個發(fā)達的工業(yè)化

國家。

我國機器人的發(fā)展現(xiàn)狀：

我國工業(yè)機器人起步于70年代初，大致可分為3個階段：70

年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期，90年代的實用化期。（分階段介

紹）

讀一讀：機器人技術(shù)發(fā)展過程中的一些重要的事件。

機器人技術(shù)未來發(fā)展趨勢

1、工業(yè)機器人操作機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)：探索新的高強度輕

質(zhì)材料，進一步提高負載一自重比，同時機構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)

方向發(fā)展。

2、機器人控制技術(shù)：重點研究開放式、模塊化控制系統(tǒng)，人機

界面更加友好，語言、圖形編程界面正在研制之中。機器人控制器

的標準化和網(wǎng)絡(luò)化以及基于PC機網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點。

3、多傳感系統(tǒng)：為進一步提高機器人的智能和適應(yīng)性，多種傳

感器的使用是其問題解決的關(guān)鍵。其研究熱點在于有效可行的多傳

感器融合算法，特別是在非線性及非平穩(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的

多傳感器融合算法。

4、機器人遙控及監(jiān)控技術(shù)：機器人半自主和自主技術(shù)，多機器

人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制，通過網(wǎng)絡(luò)建立大范圍內(nèi)的機器人遙控

系統(tǒng)，在有時延的情況下，建立預(yù)先顯示進行遙控等。

5、虛擬機器人技術(shù)：基于多傳感器、多媒體和虛擬現(xiàn)實以及臨

場感應(yīng)技術(shù)，實現(xiàn)機器人的虛擬遙控操作和人機交互。

6、多智能體控制技術(shù)：主要對多智能體的群體體系結(jié)構(gòu)、相互

間的通信與磋商機理，感知與學(xué)習(xí)方法，建模和規(guī)劃、群體行為控

制等方面進行研究。

7、微型和微小機器人技術(shù)：這是機器人研究的一個新的領(lǐng)域和

重點發(fā)展方向。過去的研究在該領(lǐng)域幾乎是空白，因此該領(lǐng)域研究

的進展將會引起機器人技術(shù)的一場革命，并且對社會進步和人類活

動的各個方面產(chǎn)生不可估量的影響，微型機器人技術(shù)的研究主要集

中在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運動方式、控制方法、傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及行

走技術(shù)等方面。

8、軟機器人技術(shù)：主要用于醫(yī)療、護理、休閑和娛樂場合。傳

統(tǒng)機器人設(shè)計未考慮與人緊密共處，因此其結(jié)構(gòu)材料多為金屬或硬

性材料，軟機器人技術(shù)要求其結(jié)構(gòu)、控制方式和所用傳感系統(tǒng)在機

器人意外地與環(huán)境或人碰撞時是安全的，機器人對人是友好的。

9、仿人和仿生技術(shù)：這是機器人技術(shù)發(fā)展的最高境界，目前僅

在某些方面進行一些基礎(chǔ)研究。

任務(wù)實施：

通過上述內(nèi)容提綱，展開進行講解。并結(jié)合實訓(xùn)環(huán)境給予演示,

以提高學(xué)生的感性認識。

拓展：模仿、討論（互動）：

依據(jù)教師的講解，討論所講授知識內(nèi)容。

任務(wù)評價：

互評：由學(xué)生自述對于內(nèi)容的理解，并評價其他同學(xué)的回答是

否和自己的想法一致，若不同，自己有何見解。

老師總評：總結(jié)，并對學(xué)生的回答給以評論。

作業(yè)：

1、結(jié)合所講內(nèi)容和進行的演示，通過思考將知識進行整合

2、根據(jù)課上討論的內(nèi)容，思考機器人技術(shù)未來的發(fā)展趨勢更有

可能集中在哪些領(lǐng)域?

任務(wù)2.1機器人的信息感知

任務(wù)描述：

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生了解：

(1)了解機器人如何感知信息。

(2)了解常用機器人傳感器的結(jié)構(gòu)、功能和特點。

(3)如何依據(jù)實際需要完成機器人信息感知。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

一般人類具有視、聽、觸、味、嗅五種感覺，傳感器賦予機器

人觸覺、視覺和聽覺等感覺，是機器人感知信息的主要渠道和手段。

常用傳感器類型如下:

類別檢測內(nèi)容應(yīng)用目的傳感器件

判斷有無對象，并得到定

明暗覺是否有光，亮度多少光敏管、光電斷續(xù)器

量結(jié)果

彩色攝影機、濾色器、彩

色覺對象的色彩及濃度利用顏色識別對象的場合

色CCD

物體空間位置，判斷物體

位置覺物體的位置、角度、距離光敏陣列、CCD等

移動

提取物體輪廓及固有特

形狀覺物體的外形光敏陣列、CCD等

征，識別物體

決定對象位置，識別對象光電傳感器、微動開關(guān)、

與對象是否接觸，接觸的

觸覺形態(tài)，控制速度，安全保薄膜接點、壓敏高分子材

位置

障，異常停止，尋徑料

對物體的壓力、握力、壓控制握力，識別握持物，壓電元件、導(dǎo)電橡膠、壓

壓覺

力分布測量物體彈性敏高分子材料

機器人有關(guān)部件(如手指)控制手腕移動，伺服控制，

力覺應(yīng)變片、導(dǎo)電橡膠

所受外力及轉(zhuǎn)矩正確完成作業(yè)

光傳感器、氣壓傳感器、

與對象物是否接近，接近控制位置，尋徑，安全保

接近覺超聲波傳感器、電渦流傳

距離，對象面的傾斜障，異常停止

感器霍爾傳感器、

垂直于握持面方向物體的球形接點式、光電式旋轉(zhuǎn)

修正握力，防止打滑，判

滑覺位移，旋轉(zhuǎn)重力引起的變傳感器角編碼器、振動檢

斷物體重量及表面狀態(tài)

形測器、

微動開關(guān)

微動開關(guān)是具有微小接點間隔和快動機構(gòu)，用規(guī)定的行程和規(guī)

定的力進行開關(guān)動作的接點結(jié)構(gòu)，用外殼覆蓋，其外部有驅(qū)動桿的

一種開關(guān)。它是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路工作狀態(tài)

的控制電器。微動開關(guān)的動作原理與控制按鈕相似，部件在運行中,

裝在其上撞塊壓下微動開關(guān)的驅(qū)動桿，使其觸點動作而實現(xiàn)電路的

切換，達到控制運動部件行程位置的目的。

光電接近傳感器

光電接近傳感器，是利用光的各種性質(zhì)，檢測物體的有無和物

體表面狀態(tài)變化的傳感器。

光電接近傳感器與其他傳感器相比具有：檢測距離長、對檢測

物體的限制少、響應(yīng)時間短分辨率高、可實現(xiàn)非接觸的檢測等優(yōu)點。

光電傳感器主要分為：對射型、回歸反射型、擴散反射型3類,

大多光電傳感器使用可視光（主要為紅色，也用綠色、藍色來判斷

顏色）和紅外光。

灰度傳感器

灰度檢測傳感器主要用于檢測地面不同顏色的灰度值?；叶葯z

測傳感器主要由一個光敏電阻和一個發(fā)光二極管組成。其中光敏電

阻是由一種特殊的半導(dǎo)體材料制成的電阻器件，它應(yīng)用了半導(dǎo)體材

料的光電效應(yīng)原理。

LED尸尸

尸尸

信號輸出

光纖傳感器

光纖傳感器包括由一束光纖構(gòu)成的光纜和一個可變形的反射表

面。光通過光纖束投射到可變形的反射材料上，反射光按相反方向

通過光纖束返回。如果反射表面是平的，則通過每條光纖所返回的

光的強度是相同的。如果反射表面因與物體接觸受力而變形，則反

射的光強度不同。用高速光掃描技術(shù)進行處理，即可得到反射表面

的受力情況。

光電編碼器

光電編碼器是一種集光、機、電為一體的數(shù)字化檢測裝置，它

具有分辨率高、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、使用可靠、易于維護、

性價比高等優(yōu)點。光電編碼器主要用于速度或位置（角度）的檢測。

聽覺傳感器

聽覺也是機器人的重要感覺器官之一。由于計算機技術(shù)及語音

學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)部分實現(xiàn)用機器代替人耳。他不僅能通過語音

處理及辨識技術(shù)識別講話人，還能正確理解一些簡單的語句。

壓力傳感器

壓覺傳感器安裝于機器人手指上、用于感知被接觸物體壓力值

大小的傳感器。壓覺傳感器又稱為壓力覺傳感器，可分為單一輸出

值壓覺傳感器和多輸出值的分布式壓覺傳感器。

超聲波傳感器

超聲波傳感器，是通過送波器將超聲波向?qū)ο笪锇l(fā)送，通過受

波器接受這種反射波，來檢測對象物的有無和距離對象物的距離。

通過計算從超聲波發(fā)信到受信為止所需要的時間和聲速的關(guān)系，來

計算傳感器和對象物之間的距離。

視覺傳感器

視覺傳感器是組成智能機器人最重要的傳感器之一。目前機器

人視覺多數(shù)是用電視攝像機和對信號進行處理的運算裝置來實現(xiàn)

的，由于其主體是計算機，所以又稱為計算機視覺。機器人視覺硬

件主要包括圖像獲取和視覺處理兩部分，而圖像獲取由照明系統(tǒng)、

視覺傳感器、模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器和幀存儲器等組成。

任務(wù)實施：

通過上述內(nèi)容提綱，展開進行講解。并結(jié)合實訓(xùn)環(huán)境給予演示,

以提高學(xué)生的感性認識。

拓展：模仿、討論（互動）：

依據(jù)教師的講解，討論所講授知識內(nèi)容。

任務(wù)評價：

互評：由學(xué)生自述對于內(nèi)容的理解，并評價其他同學(xué)的回答是

否和自己的想法一致，若不同，自己有何見解。

老師總評：總結(jié)，并對學(xué)生的回答給以評論。

作業(yè)：

1、結(jié)合所講內(nèi)容和進行的演示，通過思考將知識進行整合

2、根據(jù)課上討論的內(nèi)容，思考我們演示的微型機器人平臺上的

傳感器都有哪些，屬于哪種類別？

任務(wù)2.2機器人的控制系統(tǒng)

任務(wù)描述：

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生達到：

(1)了解機器人常用的控制器種類和功能特點。

(2)能夠依據(jù)實際需要選擇合適的機器人控制器。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

機器人控制系統(tǒng)組成框圖

傳簡

動易

控部機

分器

制與人

機機

器架械

目前，機器人控制器發(fā)展迅速，種類繁多，呈現(xiàn)出百家爭鳴的

格局。對于不同類型的機器人，如競賽機器人與工業(yè)機器人，控制

系統(tǒng)就有較大差別，一般而言，小型和微型的機器人可以用微控制

器控制，復(fù)雜的工業(yè)機器人需要高速PLC控制器來完成。

如何選擇合適的控制器：

1、此款控制器制造商或銷售商是否能夠提供完整的、有條例的

學(xué)習(xí)資料和開發(fā)應(yīng)用技術(shù)文檔，編程語言是否易學(xué)易懂。

2、此款控制器周邊附件產(chǎn)品是否齊全，比如各種傳感器、無線

數(shù)傳模塊、顯示設(shè)備等，相應(yīng)的程序源代碼是否公開。

3、這是不是一個普及型的控制器(對全世界而言)，制造商是

否有較大影響力，有一定的研發(fā)實力，可以不定期推出新產(chǎn)品，為

日后升級做保障。

4、控制器的性能對于你開發(fā)的機器人是否夠用，例如ADC（數(shù)

模轉(zhuǎn)換器）、PWM（脈沖寬度調(diào)制）、單獨定時器、RAM（隨機存儲

器）、執(zhí)行指令速度等。

主流控制器介紹：

單片機系統(tǒng)控制器

單片機是集成在一塊芯片上的微型計算機系統(tǒng)，使用它時只需

要配以簡單的輔助電路就可以使用，而且要實現(xiàn)復(fù)雜的控制輸出也

很容易，特別適合用做小型或微型機器人的控制。

嵌入式系統(tǒng)控制器

機器人控制器采用8位和16位單片機雖然常見、簡單，但其處

理速度和內(nèi)部集成情況無法與32位控制器相比擬。當需要實現(xiàn)復(fù)雜

的行為控制時，單片機系統(tǒng)就有些不太勝任，為此我們需要考慮更

加高級的控制器一一嵌入式微控制器。

高速PLC系統(tǒng)控制器

PLC具有完整的運動控制功能，通過高速的背板，處理器與伺

服接口模塊進行通信，從而實現(xiàn)高度的集成操作及位置環(huán)和速度環(huán)

的閉環(huán)控制。完全能夠滿足高性能工業(yè)機器人的要求。

RV-SQ系列控制器

CRnQ-700系列

驅(qū)動器模塊

任務(wù)實施:

通過上述內(nèi)容提綱，展開進行講解。并結(jié)合實訓(xùn)環(huán)境給予演示,

以提高學(xué)生的感性認識。

拓展：模仿、討論（互動）:

依據(jù)教師的講解，討論所講授知識內(nèi)容。

任務(wù)評價:

互評：由學(xué)生自述對于內(nèi)容的理解，并評價其他同學(xué)的回答是

否和自己的想法一致，若不同，自己有何見解。

老師總評：總結(jié)，并對學(xué)生的回答給以評論。

作業(yè):

1、結(jié)合所講內(nèi)容和進行的演示，通過思考將知識進行整合

2、根據(jù)課上講授的內(nèi)容，思考我們所了解的機器人都采用了什

么控制系統(tǒng)?

任務(wù)2.3機器人的機械結(jié)構(gòu)

任務(wù)描述：

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生達到：

1、了解機器人總體機械結(jié)構(gòu)。

2、了解機器人常用機械機構(gòu)。

3、根據(jù)學(xué)習(xí)到的知識進行機器人總體設(shè)計，并能選擇合適的機

構(gòu)。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

機械結(jié)構(gòu)對于機器人能否順利完成工作任務(wù)還起到至關(guān)重要的

作用。

機器人種類繁多，結(jié)構(gòu)也是多種多樣，但總體而言，絕大部分

機器人機械結(jié)構(gòu)由移動裝置、上肢部分和傳動裝置三大部分組成。

移動裝置相當于人的腳，機器人用它來走路；

上肢一般包括機械手臂和手抓，它能模仿人手的動作，完成各

種各樣的工作；

傳動裝置將驅(qū)動電動機的動力和運動傳遞到機器人的機械手部

分，使機器人來完成各種工作。

機器人常用移動裝置

固定機構(gòu)：如果機器人通過手臂轉(zhuǎn)動就可以到達工作范圍內(nèi)，

就不需安裝要行走機構(gòu)，機器人直接固定到機架上即可，大部分工

業(yè)機器人都采用這種固定機構(gòu)。

輪式機構(gòu)：讓機器人動起來最簡單最直接的方法就是給他裝上

輪子，既輪式機構(gòu)。這種車輪式“腳"能高速穩(wěn)定地運動，結(jié)構(gòu)簡單,

操作方便，適用于平坦地面行走。

履帶式機構(gòu)：在野外凹凸不平或松軟地面工作時，輪式機構(gòu)運

動起來就會非常吃力?？梢栽谳喿油饷嫜b上履帶，增大其與路面的

接觸面積，既履帶式機構(gòu)。

多足機構(gòu)：若要求機器人的行走機構(gòu)像人的雙腳一樣，可走、

跑、跳，適用于多種路面行走，運動形式更靈活。也可采用足形機

構(gòu)?？梢圆捎孟袢说碾p腳一樣的兩足機構(gòu)。但是，兩足步行機器人,

行走時很難保持身體平衡，在制作和控制方面還具有相當大的難度。

故可采用多足的運動形式。

機器人的常用上肢機構(gòu)

機器人手臂常用機構(gòu)：處在自由狀態(tài)下的任何物體都具有6個

自由度，即沿著3個直角坐標軸的移動和繞著3個坐標軸的轉(zhuǎn)動。

根據(jù)這一原則，機器人的手臂只須有相對應(yīng)的6個自由度就可以了。

（1）直角坐標型手臂機構(gòu)

（2）圓柱坐標型手臂機構(gòu)

（3）極坐標型手臂機構(gòu)

（4）關(guān)節(jié)型手臂機構(gòu)

（5）機器人手腕機構(gòu)

機器人手抓常用機構(gòu)

機器人手爪一般稱為末端操作器。用電機控制的機器人的手很

難象人的手那樣靈活的操縱物體，并且需要抓取的材料或工具形狀、

大小、重量和材質(zhì)都不同，比如采摘與搬運或清掃等工作性質(zhì)不同,

所以沒有一種簡單的設(shè)計能夠適用于所有的工作需要，每種設(shè)計只

能在某一方面比其它設(shè)計更有優(yōu)勢，手部通用性也比較差。所以手

臂上需要有機械、電器、液壓氣動的接口，以根據(jù)工作需要安裝不

同結(jié)構(gòu)的手爪。

（1）外夾式手爪機構(gòu)

（2）指狀式手爪機構(gòu)

（3）氣體或電磁吸盤機構(gòu)

機器人的常用傳動機構(gòu)

機器人的傳動機構(gòu)沒有好壞優(yōu)劣之分，只能根據(jù)設(shè)計者的需要

或加工條件選擇合適的傳動機構(gòu)，也可以根據(jù)需要將幾種傳動機構(gòu)

配合使用?？梢酝ㄟ^機械傳動機構(gòu)傳遞，也可通過氣體或液體傳遞。

1、皮帶傳動或鏈傳動機構(gòu)

2、齒輪傳動

3、絲杠螺母傳動機構(gòu)

4、連桿傳動機構(gòu)

5、流體傳動機構(gòu)

任務(wù)實施：

通過上述內(nèi)容提綱，展開進行講解。并結(jié)合實訓(xùn)環(huán)境給予演示,

以提高學(xué)生的感性認識。

拓展：模仿、討論（互動）：

依據(jù)教師的講解，討論所講授知識內(nèi)容。

任務(wù)評價：

互評：由學(xué)生自述對于內(nèi)容的理解，并評價其他同學(xué)的回答是

否和自己的想法一致，若不同，自己有何見解。

老師總評：總結(jié)，并對學(xué)生的回答給以評論。

作業(yè)：

1、結(jié)合所講內(nèi)容和進行的演示，通過思考將知識進行整合

2、根據(jù)課上講授的內(nèi)容，課下查閱資料詳細了解至少一種機器

人的機械結(jié)構(gòu)。

任務(wù)4機器人的動力供給

任務(wù)描述:

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生達到：

1.了解常用電動機，掌握直流減速電機、步進電機、伺服電機

的基本工作原理、功能及特性。

2.能夠根據(jù)實際需要選擇適合的機器人電機驅(qū)動裝置，完成驅(qū)

動任務(wù)。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

電機是機器人中最常使用的動力源。

步進電機主要用于機器人肩臂旋轉(zhuǎn)步進驅(qū)動，其功率范圍較小,

一般在10瓦左右。

直流伺服電機可用于機器人的伸縮、擺動、升降、旋轉(zhuǎn)、彎曲、

開閉等運動部位。

交流伺服電機在機器人中的應(yīng)用情況與直流伺服電機相同，但

交流伺服電機與直流伺服電機相比，功率大、過載能力強，無電刷，

環(huán)境適應(yīng)性好，因而交流伺服電機是今后機器人用電機的發(fā)展方向。

低速電機主要用于系統(tǒng)精度要求高的機器人。

直流減速電動機的應(yīng)用

直流減速電動機，即齒輪減速電動機，是在普通直流電動機基

礎(chǔ)上，加配齒輪減速箱。齒輪減速箱的作用是提供較低的轉(zhuǎn)速，較

大的力矩。同時，齒輪減速箱不同的減速比可以提供不同的轉(zhuǎn)速和

力矩。減速電動機通常也稱為齒輪馬達或齒輪電動機。

步進電動機的應(yīng)用

步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元

件。步進電動機的種類有很多，其中常用的是永磁式步進電動機、

反應(yīng)式步進電動機和混合式步進電動機，另外還有感應(yīng)子式步進電

動機和單相式步進電動機。

步進電機有步距角、靜轉(zhuǎn)矩及電流三大要素組成，一旦三大要

素確定，步進電機的型號便確定下來了。（選擇方法）

私服電動機的應(yīng)用

伺服電機包括直流伺服電機和交流伺服電機。其中直流伺服電

機可分為有刷和無刷電機，有刷直流伺服電機成本低，結(jié)構(gòu)簡單，

啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護方便，會

產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有較多要求。

在使用伺服電動機時，我們采用脈寬調(diào)制方式來調(diào)整電動機的

轉(zhuǎn)速和方向。

舵機是機器人常用的伺服電機，早期是應(yīng)用在航模中控制方向

的，后來有人發(fā)現(xiàn)這種機器的體積小、重量輕、扭矩大、精度高，

由于具備了這樣的優(yōu)點，很適合應(yīng)用在機器身上作為機器人的驅(qū)動。

舵機簡單的說就是集成了直流電機、電機控制器和減速器等，

并封裝在一個便于安裝的外殼里的伺服單元。能夠利用簡單的輸入

信號比較精確的轉(zhuǎn)動給定角度的電機系統(tǒng)。

機器人有許多個關(guān)節(jié)，每一個關(guān)節(jié)我們稱為一個自由度。一般

的機體，都有十幾個自由度，這樣才能夠保證動作的靈活性。在機

器人機體上，我們通過使用舵機作為每個關(guān)節(jié)的連接部分。它可以

完成每個關(guān)節(jié)的定位和運動。

任務(wù)實施：

通過上述內(nèi)容提綱，展開進行講解。并結(jié)合實訓(xùn)環(huán)境給予演示,

以提高學(xué)生的感性認識。

拓展：模仿、討論（互動）

依據(jù)教師的講解，討論所講授知識內(nèi)容。

任務(wù)評價：

互評：由學(xué)生自述對于內(nèi)容的理解，并評價其他同學(xué)的回答是

否和自己的想法一致，若不同，自己有何見解。

老師總評：總結(jié)，并對學(xué)生的回答給以評論。

作業(yè)：

1、結(jié)合所講內(nèi)容和進行的演示，通過思考將知識進行整合

2、根據(jù)課上講授的內(nèi)容，課下查閱資料詳細了解舵機的相關(guān)知

識。

學(xué)習(xí)情境三輪式移動機器人的設(shè)計

任務(wù)1機器人本體部件制作

任務(wù)描述：

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生達到：

（1）了解機器人本體的制作方法。

（2）了解機器人本體的制作過程中需要注意的問題。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

機體板介紹

兩種規(guī)格型號，分別是132X02X180規(guī)格和132X02X96規(guī)格

2種規(guī)格機體板為金屬鋁制材料。

機體塊介紹

十一種規(guī)格的機體塊：

（1）2孔機體塊：金屬鋁合金材料，長24mm、寬12mm、厚

12mm,共有2個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，2個M4絲孔，2個

M4頂孔，孔間距為12mm。

（2）3孔機體塊：金屬鋁合金材料，長36mm、寬12mm^厚

12mm,共有3個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，3個M4絲孔，2個

M4頂孔，孔間距為12mm。

（3）4孔機體塊：金屬鋁合金材料，長48mm、寬12mm、厚

12mm,共有4個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，4個M4絲孔，2個

M4頂孔,孔間距為12mm。

（4）5孔機體塊：金屬鋁合金材料，長60mm＞寬12mm、厚

12mm,共有5個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，5個M4絲孔，2個

M4頂孔,孔間距為12mm。

（5）6孔機體塊：金屬鋁合金材料，長72mm＞寬12mm、厚

12mm,共有6個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，6個M4絲孔，2個

M4頂孔，孔間距為12mm。

（6）7孔機體塊：金屬鋁合金材料，長84mm、寬12mm、厚

12mm,共有7個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，7個M4絲孔，2個

M4頂孔，孔間距為12mm。

（7）8孔機體塊：金屬鋁合金材料，長96mm、寬12mm^厚

12mm,共有8個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，8個M4絲孔，2個

M4頂孔，孔間距為12mm。

（8）9孔機體塊：金屬鋁合金材料，長108mm、寬12mm、厚

12mm,共有9個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，9個M4絲孔，2個

M4頂孔,孔間距為12mm。

（9）10孔機體塊：金屬鋁合金材料，長120mm、寬12mm、

厚12mm,共有10個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，10個M4絲孔,

2個M4頂孔，孔間距為12mm。

（10）11孔機體塊:金屬鋁合金材料，長132mm、寬12mm、

厚12mm,共有11個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，11個M4絲孔,

2個M4頂孔，孔間距為12mm。

（11）12孔機體塊：金屬鋁合金材料，長144mm、寬12mm、

厚12mm,共有12個M4.5（內(nèi)）M7.5（外）過孔，12個M4絲孔,

2個M4頂孔，孔間距為12mm。

機體條介紹

五種規(guī)格的機體條:

（1）3孔機體條：金屬鋁材料，長36mm、寬12mm、厚2mm,

共有3個M4.5過孔，孔間距為12mm。

（2）4孔機體條：金屬鋁材料，長48mm、寬12mm^厚2mm,

共有4個M4.5過孔，孔間距為12mm。

（3）5孔機體條：金屬鋁材料，長60mm、寬12mm、厚2mm,

共有5個M4.5過孔，孔間距為12mm。

（4）6孔機體條：金屬鋁材料，長72mm、寬12mm、厚2mm,

共有6個M4.5過孔，孔間距為12mm。

（5）7孔機體條：金屬鋁材料，長84mm、寬12mm、厚2mm,

共有7個M4.5過孔，孔間距為12mm。

萬向輪介紹：結(jié)合實物介紹

電機驅(qū)動輪：結(jié)合實物介紹

任務(wù)實施:

通過上述內(nèi)容提綱，展開進行講解。并結(jié)合實訓(xùn)環(huán)境給予演示,

以提高學(xué)生的感性認識。

拓展：模仿、討論（互動）

依據(jù)教師的講解，討論所講授知識內(nèi)容。

任務(wù)評價:

互評：由學(xué)生自述對于內(nèi)容的理解，并評價其他同學(xué)的回答是

否和自己的想法一致，若不同，自己有何見解。

老師總評：總結(jié)，并對學(xué)生的回答給以評論。

作業(yè)：

1、結(jié)合所講內(nèi)容和進行的演示，通過思考將知識進行整合

2、根據(jù)課上講授的內(nèi)容，課下利用課余時間到實訓(xùn)室進行實物

練習(xí)。

學(xué)習(xí)情境三輪式移動機器人的設(shè)計

任務(wù)2機器人機體基本安裝操作

任務(wù)描述:

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生達到：

(1)了解機器人機體的安裝及操作方法。

(2)了解機器人機體的安裝過程中需要注意的問題。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

固定機體塊

前面已經(jīng)介紹了，機體塊上的孔帶有螺紋，所以機體塊通常直

接使用螺絲進行固定，在實際的組裝時，要根據(jù)具體需要現(xiàn)在合適

長度的螺絲進行操作。

機體塊之間的連接

在進行機器人機體的搭建時，同時需要使不同的機體塊進行連

接使用，一般的我們采用長螺絲將機體塊間的孔進行穿透式連接固

定。

機體板之間的連接

輪式移動機器人的地盤是有一個或多個機體板構(gòu)成的，機體板

直接用機體塊進行支撐，機體板和機體塊通常使用螺絲進行連接

電機驅(qū)動輪安裝

電機驅(qū)動輪是在直流電動機軸上安裝一個膠皮輪的方法制作

的，為了能將電機驅(qū)動輪固定在車體上，在電動機外殼上我們加裝

了一個固定金屬片，使用螺絲和螺絲帽將固定金屬片和機體板固定

在一起。

萬向輪的安裝

萬向輪的固定和電機驅(qū)動輪固定方法相似，只需要使用螺絲和

螺絲帽將其固定在需要的位置就行了。當然，如果機體板的面積有

限，為了提高機體板的面積使用率，我們也可以使用螺絲和機體塊

來進行萬向輪的固定

電路板的安裝

移動式機器人的控制電路板通常安裝在機器人最上部或內(nèi)部,

同樣采用螺絲或銅柱固定。

傳感器模塊的安裝

移動式機器人的傳感器安裝位置一般會根據(jù)具體任務(wù)來具體安

裝，我們通常將傳感器和機體片用膠粘合在一起，在使用螺絲將機

體片固定到車體上。

任務(wù)實施:

通過上述內(nèi)容提綱，展開進行講解。并結(jié)合實訓(xùn)環(huán)境給予演示,

以提高學(xué)生的感性認識。

拓展：模仿、討論（互動）

依據(jù)教師的講解，討論所講授知識內(nèi)容。

任務(wù)評價：

互評：由學(xué)生自述對于內(nèi)容的理解，并評價其他同學(xué)的回答是

否和自己的想法一致，若不同，自己有何見解。

老師總評：總結(jié)，并對學(xué)生的回答給以評論。

作業(yè)：

1、結(jié)合所講內(nèi)容和進行的演示，通過思考將知識進行整合

2、根據(jù)課上講授的內(nèi)容，課下利用課余時間到實訓(xùn)室進行實物

練習(xí)。

學(xué)習(xí)情境三輪式移動機器人的設(shè)計

任務(wù)3直流、步進電動機的控制實現(xiàn)

任務(wù)描述：

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生達到：

（1）了解直流、步進電動機設(shè)計電路。

（2）了解直流、步進電動機的控制方法。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

直流電動機

單片機搭建的最小系統(tǒng)可以直接控制直流電動機嗎？（提出問

題）

直流電機驅(qū)動電路使用最廣泛的就是H全橋式電路，這種驅(qū)動

電路可以很方便實現(xiàn)直流電機的四象限運行，分別對應(yīng)正轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)

制動、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動。

我們采用內(nèi)部集成有兩個橋式電路的專用芯片L298所組成的

電機驅(qū)動電路。L298是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機驅(qū)

動芯片，是驅(qū)動二相和四相步進電機的專用芯片，我們利用它內(nèi)部

的橋式電路來驅(qū)動直流電機，。該芯片的主要特點是：工作電壓高，

最高工作電壓可達46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A,持續(xù)

工作電流為2A；內(nèi)含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動器，可以

用來驅(qū)動直流電動機和步進電動機、繼電器、線圈等感性負載；采

用標準TTL邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入

信號影響的情況下允許或禁止器件工作；有一個邏輯電源輸入端，

使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測電阻，將變化

量反饋給控制電路。

>CURRENTSENSINGB

OUTPUT4

3OUTPUT3

INPUT4

〉ENABLEB

INPUT3

nLOGICSUPPLYVOLTAGEVss

GND

nINPUT2

ENABLEA

>INPUT1

SUPPLYVOLTAGEVs

>OUTPUT2

___OUTPUT1

>CURRENTSENSINGA

表L298邏輯功能表

EnAINIIN2運轉(zhuǎn)狀態(tài)

0XX停止

110正轉(zhuǎn)

101反轉(zhuǎn)

111剎停

100停止

依據(jù)流程圖設(shè)計程序

(1)正轉(zhuǎn)程序

//電動機驅(qū)動程序，正轉(zhuǎn)

#include<reg5l.h>

//---------------------------------

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

//--------------------------------

sbitDIRO=P1AO;//INI輸入

sbitDIR1=P1A3;〃IN3輸入

sbitPWM0=PlA2;//EnA控制位

sbitPWMl=PlA4;//EnB控制位

//-------------------------------

voidDelay100ms(unsignedintt);

//-------------------------------

voidmain()

while(l)

DIRO=1;〃正轉(zhuǎn)

PWMO=1;〃使能開，正轉(zhuǎn)開始

Delay100ms(100)；

PWM0=0;//使能關(guān)，正轉(zhuǎn)停止

Delay100ms(100)；

)

)

//-------------Delay100ms------------------

voidDelay100ms(unsignedintt)

(

unsignedinti,j;

while(t—)

(

for(i=0;i<100;i++)

(

forG=0;j<125;j++){}

)

)

（2）反轉(zhuǎn)程序

〃電動機驅(qū)動程序，正轉(zhuǎn)

#include<reg5l.h>

//--------------------------------------------------

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

//-------------------------------------------------

sbitDIR0=PlA0;〃INI輸入

sbitDIR1=P1A3;〃IN3輸入

sbitPWM0=PlA2;//EnA控制位

sbitPWMl=PlA4;//EnB控制位

//------------------------------------------------

voidDelay100ms(unsignedintt);

//------------------------------------------------

voidmain()

(

while(l)

(

DIR0=0;〃反轉(zhuǎn)

PWMO=1;〃使能開，反轉(zhuǎn)開始

Delay100ms(100)；

PWM0=0;〃使能關(guān)，反轉(zhuǎn)停止

Delay100ms(100)；

)

)

//--------------Delay100ms.......................

voidDelay100ms(unsignedintt)

{

unsignedinti,j;

while(t-)

(

for(i=0;i<100;i++)

(

for(j=0;j<125;j++){)

步進電動機

步進電機是一種感應(yīng)電機，它的工作原理是利用電子電路，將

直流電變成分時供電的，多相時序控制電流，用這種電流為步進電

機供電，步進電機才能正常工作，驅(qū)動器就是為步進電機分時供電

的，多相時序控制器。雖然步進電機已被廣泛地應(yīng)用，但步進電機

并不能像普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)

形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。

實現(xiàn)對步進電動機的控制，需要按照步進電機的要求對其進行

有序的脈沖控制。也就是說我們需要在MCU端口給出有序的高低電

平變化即可實現(xiàn)對其的控制。

#include<reg52.H>

#include<intrins.h>

#include<absacc.h>

sbitDIRO=P1AO;

sbitPWMO=P1A2;

sbitDIRI=P1A3;

sbitPWM1=P1A5;

/*sbitDIR2=P2A4;

sbitPWM2=P2A5;

sbitDIR3=P2A6;

sbitPWM3=P2A7;

*/

voidDelay_nus(unsignedintus)

(

while(us-)

(

_nop_();

voidDelay_nms(unsignedintms)

(

while(ms—)

(

Delay_nus(1000);//600us實際700us左右

voidmain()

{

while(1)

(

Pl=0xFC;

Delay_nus(600);

/*Pl=0xF6;

Delay_nus(500);

Pl=0xF3;

Delay_nus(500);*/

Pl=0xF9;

Delay_nus(500);

/*PWMO=1;PWM1=1;//cdirO;cdirl;

Delay_nms(l);

PWMO=0;PWM1=l;//cdirO;sdirl;//sdir3;

Delay_nms(l);

PWMO=1;PWM1=l;//sdirO;sdirl;//cdir2;

Delay_nms(l);

PWMO=1;PWM1=0;//sdirO;cdirl;//cdir3;

Delay_nms(l);

}*/

任務(wù)實施：

通過上述內(nèi)容提綱，展開進行講解。并結(jié)合實訓(xùn)環(huán)境給予演示,

以提高學(xué)生的感性認識。

拓展：模仿、討論(互動)

依據(jù)教師的講解，討論所講授知識內(nèi)容。

任務(wù)評價：

互評：由學(xué)生自述對于內(nèi)容的理解，并評價其他同學(xué)的回答是

否和自己的想法一致，若不同，自己有何見解。

老師總評：總結(jié)，并對學(xué)生的回答給以評論。

作業(yè)：

1、結(jié)合所講內(nèi)容和進行的演示，通過思考將知識進行整合

2、根據(jù)課上講授的內(nèi)容，課下利用課余時間到實訓(xùn)室進行實物

練習(xí)。

學(xué)習(xí)情境三輪式移動機器人的設(shè)計

任務(wù)3.5機器人移動功能實現(xiàn)

任務(wù)描述：

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生達到：

(1)了解機器人的移動方式。

(2)了解如何控制直流電動機實現(xiàn)機器人的移動。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

機器人前進功能實現(xiàn)

只需要讓前軸上兩個提供動力的電動機帶動車輪向前轉(zhuǎn)動就行

了。依據(jù)前面介紹的電動機的控制可以輕松實現(xiàn)。

#include<reg51.h>

//■

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

//-------------------------------

sbitDIRO=P1AO;〃INI輸入

sbitDIR1=P1A3;〃IN3輸入

sbitPWM0=PlA2;//EnA控制位

sbitPWMl=PlA4;//EnB控制位

//------------------------------

voidDelay100ms(unsignedintt);

//------------------------------

voidmain()

{

while(l)

(

DIRO=1;//設(shè)定正轉(zhuǎn)

DIR1=1;//設(shè)定正轉(zhuǎn)

PWMO=1;〃使能開，正轉(zhuǎn)開始

PWM1=1;〃使能開，正轉(zhuǎn)開始

Delay100ms(100)；

PWM0=0;//使能關(guān)，正轉(zhuǎn)停止

PWM1=O;〃使能關(guān)，正轉(zhuǎn)停止

Delay100ms(100)；

)

}

//--------------Delay100ms------------------

voidDelay100ms(unsignedintt)

unsignedinti,j;

while(t—)

for(i=0;i<100;i++)

(

for(j=0;j<125;j++){}

)

)

)

機器人后退功能實現(xiàn)

小型車體機器人的后退其實從控制角度來說只是正向控制和反

向控制的區(qū)別。結(jié)合我們前面介紹的L298搭建的驅(qū)動控制電路，其

實只需要按照邏輯功能表對輸入通道進行相應(yīng)控制就可以輕松實

現(xiàn)。

#include<reg51.h>

//-------------------------------

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

//-------------------------------

sbitDIRO=P1AO;〃INI輸入

sbitDIR1=P1A3;〃IN3輸入

sbitPWMO=P1A2;//EnA控制位

sbitPWM1=P1A4;//EnB控制位

//------------------------------

voidDelay100ms(unsignedintt);

//------------------------------

voidmain()

{

while(l)

(

DIR0=0;//設(shè)定反轉(zhuǎn)

DIR1=0;//設(shè)定反轉(zhuǎn)

PWM0=l;〃使能開，反轉(zhuǎn)開始

PWM1=1;//使能開，反轉(zhuǎn)開始

DelaylOOms(100)；

PWM0=0;〃使能關(guān)，反轉(zhuǎn)停止

PWM1=O;〃使能關(guān)，反轉(zhuǎn)停止

DelaylOOms(100)；

)

}

//---------------DelaylOOms-------------------

voidDelay100ms(unsignedintt)

unsignedinti,j;

while(t-)

(

for(i=0;i<100;i++)

(

for(j=0;j<125;j++){}

機器人轉(zhuǎn)彎功能實現(xiàn)

轉(zhuǎn)彎的形式基本包括：左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)和后轉(zhuǎn)三種模式。一般的，

使用雙直流電動機提供動力的微型機器人轉(zhuǎn)彎有兩種實現(xiàn)方式：一

種是在單電動機控制轉(zhuǎn)彎，在前進過程中，使車體外側(cè)電機轉(zhuǎn)動，

車體內(nèi)測電機停止就可以實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)彎；另外一種方式是雙電動機

控制轉(zhuǎn)彎，即車體外側(cè)電機正轉(zhuǎn)，車體外側(cè)電機反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)

彎方式。其轉(zhuǎn)彎角度直接和電動機轉(zhuǎn)動時間有關(guān)，可以通過控制轉(zhuǎn)

動時間來控制轉(zhuǎn)動角度。

（1）單電機控制轉(zhuǎn)彎

//1路直流電動機控制右轉(zhuǎn)

#include<reg51.h>

//-----------------------

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

//-----------------------------------

sbitDIRO=P1AO;//INI輸入

sbitDIR1=P1A3;〃IN3輸入

sbitPWMO=P1A2;//EnA控制位

sbitPWMl=PlA4;//EnB控制位

//------------------------------

voidDelay100ms(unsignedintt);

//------------------------------

voidmain()

{while(l)

(

DIRO=1;//設(shè)定左輪正轉(zhuǎn)

PWMO=1;//左輪使能開，啟動正轉(zhuǎn)

Delay100ms(15)；//調(diào)整此處參數(shù)可以調(diào)整轉(zhuǎn)彎角度

PWM0=0;〃左輪使能關(guān)，停止正轉(zhuǎn)

Delay100ms(50)；

)

)

//-------------Delay100ms----------------

voidDelay100ms(unsignedintt)

{unsignedinti,j;

while(t—)

(

for(i=0;i<100;i++)

(

for(j=0;j<125;j++){}

(2)雙電機控制轉(zhuǎn)彎

〃2路直流電動機控制右轉(zhuǎn)

#include<reg51.h>

//-------------------------------

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

//-------------------------------

sbitDIRO=P1AO;〃INI輸入

sbitDIR1=P1A3;〃IN3輸入

sbitPWMO=P1A2;//EnA控制位

sbitPWM1=P1A4;//EnB控制位

//------------------------------

voidDelay100ms(unsignedintt);

//------------------------------

voidmain()

{while(l)

(

DIRO=1;//設(shè)定左輪正轉(zhuǎn)

DIR1=0;//設(shè)定右輪反轉(zhuǎn)

PWM0=l;//左輪使能開，啟動正轉(zhuǎn)

PWM1=1;〃右輪使能開，啟動正轉(zhuǎn)

Delay100ms(15)；//調(diào)整此處參數(shù)可以調(diào)整轉(zhuǎn)彎角度

PWM0=0;〃左輪使能關(guān)，停止正轉(zhuǎn)

PWM1=1;〃右輪使能關(guān)，停止正轉(zhuǎn)

Delay100ms(50)；

//-------------Delay100ms----------------

voidDelay100ms(unsignedintt)

(

unsignedinti,j;

while(t—)

(

for(i=0;i<100;i++)

(

for(j=0;j<125;j++){}

任務(wù)實施：

通過上述內(nèi)容提綱，展開進行講解。并結(jié)合實訓(xùn)環(huán)境給予演示,

以提高學(xué)生的感性認識。

拓展：模仿、討論（互動）

依據(jù)教師的講解，討論所講授知識內(nèi)容。

任務(wù)評價：

互評：由學(xué)生自述對于內(nèi)容的理解，并評價其他同學(xué)的回答是

否和自己的想法一致，若不同，自己有何見解。

老師總評：總結(jié)，并對學(xué)生的回答給以評論。

作業(yè)：

1、結(jié)合所講內(nèi)容和進行的演示，通過思考將知識進行整合

2、根據(jù)課上講授的內(nèi)容，課下利用課余時間到實訓(xùn)室進行實物

練習(xí)。

學(xué)習(xí)情境三輪式移動機器人的設(shè)計

任務(wù)3.6壁障機器人的設(shè)計

任務(wù)描述:

通過舉例、展示、講解等方法讓學(xué)生達到：

(1)了解如何使用傳感器進行障礙物檢測。

(2)了解如何根據(jù)傳感器信息進行控制操作。

任務(wù)分析及相關(guān)知識點：

避障機器人是一種具有自主躲避障礙的微型機器人。它是如何

發(fā)現(xiàn)障礙并躲避障礙的呢？關(guān)鍵在于它身上的眼睛一一傳感器。

本次任務(wù)中用于檢測外部障礙的傳感器我們采用光電式接近傳

感器。光電傳感器在一般情況下由三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、

接收器和檢測電路。

發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二

極管及紅外發(fā)射二極管。發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，光束不間斷地

發(fā)射。

接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的

前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等，在其后面是檢測電路，它能

濾出有效信號和應(yīng)用該信號。

光電式接近傳感器采用了標準3針接口，兩側(cè)分別接電源和地,

中間為信號端，使用時只需將信號端直接接入單片機10口即可使單

片機進行數(shù)據(jù)讀取。當單片機10口為低電平時說明有障礙物出現(xiàn)；

當單片機10口為