收藏我们联系我们
电子制作模块套件
3D立体打印机系列套件
VELLEMAN电子套件 电子制作模块大全
VELLEMAN木制套件 电子制作模块大全
电子设计制作技术从书
VELLEMAN再生能源系列
VELLEMAN工具及仪器
VELLEMAN 教育套件
Elekit 系列
利基套件
木制电动声控恐龙
ROBOTECH
UBT's Robot
Inex 模组
利基模组
机器人产品
机器人资讯
联络我们
电话 : (0571) 88355676 88186370 88186371 88186372
传真 : (0571) 88220091
电邮 : master@wfyear.com
购买地址 :
浙江省杭州市登云路639号文化商城5楼527

营救机械人制作小贴示

品牌:
简要描述:
详细描述:

 营救机械人制作小贴示

 

一年一度的学界RCJ青少年机械人世界杯快将来临,各位健儿们已经作好一齐整准备吗?该项综合教育与科技的国际性的活动,目标是推进人工智能与机械人技术 的研究。并为青少年朋友提供一个了解国际最新机械人技术、开拓视野的机会。参赛者可参加的比赛项目有足球、舞蹈、营救三个,而每种挑战项目均同时强调合作 和竞争两方面的能力。本章就来为大家介绍营救机械人的制作和编程技巧吧!

 

红外线感应原理

在 营救比赛中机械人需要沿着地上的黑线行走,当走过绿色或银色的伤者时就需要作出示意信号。而透过红外线传感器来判断机械人是否正沿着黑线走是一个较简单的 方法。传感器会主动发射出红外线,然后再接收经反射回来的红外线,藉由红外线的强弱得知传感器的位置。因为不同颜色的表面对红外线吸收能力各有不同。例 如:白色表面的东西吸收红外线能力会较低;黑色表面的则很强。我们便利用这点将红外线传感器安装在车头底部,若传感器接收到红外线时,表示在白色表面上。 若信号很微弱则表示在黑色表面上。

硬件配置功略

首 先,需要考虑的是红外线传感器安装的高度和灵敏度的调节是否合当。此步骤绝不能马虎,因为它会直接影响机械人辨别颜色的表现,所以我们需要透过多次的量度 和测试从而调校出传感器合当的高度和灵敏度。由于红外线传感器的对光线颇为敏感,所以比赛时场地灯光一般都会较暗,但谨慎一点总比较好。大家应尽量避免将 红外线传感器直接外露出来,特别是没有外罩的传感器就更需要留意,例如可加上盒子在传感器上进行遮盖。

另一项是传感器与轮胎安装位置的配合,虽然较少人会注意这一项,但是它们却有着微妙的关系。 假设传感器安装在机械人前方,轮胎的安装位置便有前、中、后三个选择。若机械人左边轮子向前转一圈,你会发现如果传感器安装的位置是靠近轮胎转轴的话,机 械人的转向对传感器的位置偏移会较大。相反轮胎安装在较后位置,传感器和轮胎转轴的距离会较远,结果转向后传感器的位置偏移则会较少。

在比赛中弯曲的路径时常可见,甚至有可能出现手臂弯。如果想机械人在转弯时有突出表现,那就需要在传感器和轮胎的安装位置,以及编程方面下功夫吧。

在 比赛中机械人需要攀上一道斜坡,虽然倾斜度不会超过25度,但也有机械人是攀不上的。如果大家不想在该部分失分,在选择马达、齿轮比、轮胎类型(如防滑、 海棉)等方面就不容忽视了,如有必要甚至可使用覆带。可以的话最好搭建一条以比赛为标准的斜坡进行测试,这样便可把出错的机会减至最低。

机 械人在攀登斜坡时,有以下四点需要留意:1)机械人的重心;2)速度(扭矩)3)开始上斜;4) 完成攀爬。当机械人在水平的地面行走时,即使机械人的重心被分散,其影响亦不大。但当机械人要攀上斜坡,若重心太后就会很容易翻车。而机械人无法在斜坡上 前进一般是以下两个情况:1)机械人在斜坡上下滑但轮子却是转动着。这表示轮胎的马达扭力不足,你可透过增加齿轮比来提高扭力,然后观察机械人是否能停留 在斜坡上甚至往上爬。2)机械人在斜坡上下滑,但轮子是不动的。则表示你的机械人太重了,马达没有足够力量负载上斜,你可选择减轻机械人重量或更换较大输 出的马达。若调试过后,机械人可以停留在斜坡上或往上爬,便可以续渐增加马达转速以找出机械人理想的行驶速度。

 

此 外机械人的设置(如:轮胎离地距离、头车的设计)也会影响其上斜和完成攀爬时的表现。当开始攀上斜坡时,如果机械人前面的部分离地太近,可能会使轮胎悬挂 在水平面和斜面之间,结果机械人无法攀登斜坡。另一情况,是当机械人刚要走出斜坡时车身底部陷入斜面和水平面之间。所以大家在组装你的机械人时都应留意这 一点。

编程小贴示

在 开始编程前,红外线传感器对场地的数据收集是不可缺少的,而且这个步骤亦非常重要它将影响胜负关键。红外线传感器一般是透过量度电压或程序得出数据的。在 数据收集时,先把装置在机械人上的红外线传感器分别放到银色人体 (最亮)、地板、绿色人体、黑线(最暗)上,然后将结果记录下来以作编程之用。

由 于每个选手的机械人传感器安置和软件的语法支持都可能不同,所以在编程时可以有很大的差异。就以下图而言,左边机械人的两个红外线传感器都是装置在黑线 上,当有传感器偏离黑线时机械人就需要转向进行修正。而右边机械人两个传感器则装置在黑线两旁,若传感器在黑在线机械人就需要修正了。

在 谈及营救机械人编程的思路前想让大家知道,比赛的路径也可区分为有交叉(T)和单线两种类型。而使用的光传感器数量,可分为一颗或以上,两种不同的设 计。按下来我就以这两种设计为大家讲解,先假设红外线传感器对地板和黑线量度的数值如下:地板:51或以上;黑线:50或以下。
以使用一颗光传感器的机械人而言,传感器会装在机身前方中央。这种做法会使编程时较简单,但缺点是机械人未能应付交叉或T字路段。原因是机械人只会在黑线 的两边穿插前进,来到交叉路段根本不能分辨左右。先看过机械人的运动方式后,再理解以下的流程图,大家就会更易明白啦!

机械人的重心太后很容易在斜坡上翻车

 

传感器装置于黑在线(左边),于黑线两旁(右边)

机械人的运动方式

 

流程图1

流程图1其内容的意思是:
机械人会根据红外线传感器数值判断位置,其程序如下:
1)
机械人右转直到传感器于黑在线;
2)
机械人前进直到传感器于地板上;
3)
机械人左转直到传感器于黑在线;
4)
机械人前进直到传感器于地板上;
不断循环执行以上程序

那么使用两颗光传感器的机械人又会怎样的呢! 那两颗光传感器就会安装于轨迹线的两边,透过左右两边传感器的数值执行对应的运动,大家先看看以下的流程图。

 

流程图2也并不难理解,其内容的意思是:
该程序会不断循环执行,并根据左右两边的红外线传感器数值执行以下运动
两个传感器都于地板上 ---机械人前进
只有左侧传感器于黑在线 ---机械人左转
只有右侧传感器于黑在线 ---机械人右转
两个传感器都于黑在线 ---机械人停下(视比赛而定)

虽 然看上去程序结构会复杂一点,但层次不是也分明一点吗?还有现在交叉或T字路段都不会难到你了。而你会发现两个流程图都没有提及机械人转向时的速度、时间 和转向方式,因为这一点是要大家透过实际调试才可找出理想的设定。但提提大家机械人移动的速度不宜过快,否则机械人很容易会误判路线。而辨别伤者和回避障 碍物的部份,就要大家自己去钻研了。各位参赛的健儿们继续为你们的机械人梦奋斗吧!

流程图2