人工智能与机器人实验设计

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1、机器人实验设计以 Lego 9797 教育套装为例技术教育与创新实验室新闻与传播学院陕西师范大学1机器人实验设计计以 Leggo 9797 教育套装为例机器人实验设计以 Lego 9797 教育套装为例目录实验一：认识乐乐高 9797 教育套装及其组件.1一、实验目的.1二、实验准备.1三、实验器材.2四、实验要点.31、认识主控制制器及电机.32、认识各种传传感器，并了解其功能.33、认识各种积积木，并了解其功能.4五、实验步骤. 111、拆封 97797 乐高教育基本套装. 112、认识主控制制器与传感器. 113、认识各种 Lego 积木 114、利用各种 Lego 积木，发挥想象力，组

2、装一个简单作品 12六、实验注意事事项.12七、实验拓展.12实验二：我能听听见.13一、实验目的.13二、实验准备.13三、实验器材.14四、实验步骤.141、组装机器人人.142、编制程序.163、运行程序.17五、实验要点.17六、实验注意事事项.17七、实验拓展.18实验三：探路机机器人.19一、实验目的.19二、实验准备.19三、实验器材.20四、实验步骤.201、组装机器人人.202、编制程序.223、运行程序.23五、实验要点.23六、实验注意事事项.24七、实验拓展.24实验四：啊，撞撞墙了，我闪! .25一、实验目的.25二、实验准备.25技术教育与创新实验室新闻与传播学院陕

3、西师范大学I三、实验器材.26四、实验步骤.261、组装机器人人.262、编制程序.293、运行程序.29五、实验要点.29六、实验注意事事项.30七、实验拓展.30实验五：黑白边边缘检测.31一、实验目的.31二、实验准备.31三、实验器材.32四、实验步骤.321、组装机器人人.322、编制程序.333、运行程序.34五、实验要点.34六、实验注意事事项.35七、实验拓展.35实验六：LabbVIEW 初探 36一、实验目的.36二、实验准备.36三、实验器材.38四、实验步骤.381、LabVIIEW 软件安装与启动 382、认识 LaabVIEW 软件 40五、实验要点.42六、实验注

4、意事事项.43七、实验拓展.43实验七：我的速速度我做主.44一、实验目的.44二、实验准备.44三、实验器材.45四、实验步骤.45 1、启动 LabVIEW，并新建一个空白 VI 文件 .452、编制程序.463、装载程序到到 NXT 机器人504、运行程序.52五、扩展实验.521、编制击球程程序.522、运行程序.53六、实验要点.53七、实验注意事事项.53八、实验拓展.54技术教育与创新实验室新闻与传播学院陕西师范大学II实验八：随机速速度前进，按键即停.55一、实验目的.55二、实验准备.55三、实验器材.55四、实验步骤.55 1、启动 LabVIEW，并新建一个空白 VI 文

5、件 .552、编制程序.563、装载程序到到 NXT 机器人 594、运行以及调调试程序.60五、实验要点.60六、实验注意事事项.60七、实验拓展.61实验九：谨慎前前行.62一、实验目的.62二、实验准备.62三、实验器材.62四、实验步骤.62 1、启动 LabVIEW，并新建一个空白 VI 文件 .632、编制程序.633、装载程序到到 NXT 机器人654、运行以及调调试程序.66五、拓展实验.661、编制程序.662、运行并调试试程序.68六、实验要点.68七、实验注意事事项.68八、实验拓展.69技术教育与创新实验室新闻与传播学院陕西师范大学III实验一：认识乐乐高 9797 教

6、育套装及其组件【基于 Leggo 9797 教育套装的实验设计】一、实验目的了解乐高（Leego）以及乐高教育（Lego Education）；掌握 97977-Lego mindstorms educaation 套装中的各种传感器名称及功； 了解 9797-Lego mindstorms educaation 套装中的各种积木名称及功能； 使用套装中的任意积木搭建一个作品。二、实验准备1、实验之前，首先要查找乐高的有关资料，了解一下乐高（Lego）以及乐高教育（Lego Educaation）。2、预习乐高传传感器以及各类积木（链接：）。图 1-1 乐高教育基基本套装（99797-LEGO

7、 MINDSTORMS Education Base Set）小资料Lego mmindstorms educaation 9797 ， 顾 名 思 义 ， 其 产 品 编 号 为 9797 ， 积 木 类 型 为 MINDSTORM。适合 2-3 个学生为一组搭建和编程设计机器人方案。此套装共含 431 个组件， 包括一个 NXT 可编程的微型电脑、一块可充电的锂电池、三个伺服电机、两个触动传感器、 一个光电传感器、一个超声波传感器、一个声音传感器、三个灯以及足够课堂教学所需的乐 高积木。另外还有 3 根连接 RCX 传感器或马达的转换线（向下兼容），1 根 USB 导线，以 及分类盒和搭建

8、手册等。技术教育与创新实验室新闻与传播学院陕西师范大学107LEGO miindstorms education 9797 关健学习价值如下：1.介绍机器人人以及机械工程的概念。2.收集、翻译译数据，进行科学调查研究。3.学习如何在在团队工作中解决问题。图 1-3 LLego 机器人主体体图 1-4 Lego 主控制器与与传感器图 1-5 LLEGO 官方成品照照片三、实验器材9797 乐高高教育基本套装（9797-LEGO MINDSTORMS Educaation Base Set ）一套四、实验要点1、认识主控制制器及电机图 1-6 NNXT 可编程控制制器图 1-7 内置角度传感器的的

9、伺服电机（1）NXT 可编程控制器全新的 NXTT 可编程积木块，机器人的大脑。拥有强大的 32 位微处理器系统及闪存， 支持蓝牙无线通讯及 USB2.0。包括 1 个 USB2.0 端口（12MB），4 个输入、3 个输出端口（6 线数字接口）。可编程 LCD，64X100 象素（文本、图像、数字），允许使用者直接在 NXT 控制器上编写简单程序；8KHz 的声音；拥有更灵活、功能更强大的编程环境支持；公开源 代码，方便用户使用更多语言控制；可通过 6 节 5 号电池供电，或使用充电锂电池供电（电 池可单配）。（2）内置角度度传感器的伺服电机可以测量速度及及行进距离，并传回给 NXT 微型电

10、脑。可以精确控制机器人前进方向， 误差仅为 1 度。更容易控制机器人走直线。2、认识各种传传感器，并了解其功功能（1）声音传感感器可以测量噪音(dB 或 dBa)，识别调制声音模式、音调音色； 检测声音，作为动作激发条件。（2）超声波传传感器帮助机器人判断断距离、识别物体。通过 NXT 编程积木块，超声波传感器可以探测物体 用英寸或是厘米来表示距离。检测距离 0255cm。检测误差/-3cm。检测前方障碍物物，作为动作激发条件。（3）光电传感感器 读取环境光的强度、反射光线。灵敏度更高，可以识别多种颜色。红外发光管可以关掉。检测地面颜色色（黑色和白色），根据检测结果做出动作检测前方颜色色（黑色

11、和白色），根据检测结果做出动作图 1-8 声音传感器器图 1-9 超声波传感器图 1-10 光电传感器器图 1-11 触动传感器（4）触动传感感器 通过按下、释放触动传感器前端的按钮，可以进行记数。前端按钮带有十字孔，既方便安装固定传感器器，也方便制作缓冲器装置。 检测前方障碍物，根据检测结果做出动作 3、认识各种种积木，并了解其功能能（1）各种销表 1-1 LLego 组件销黑色销灰色销长销1/2 销长摩擦销轴销轴销轴套长销双倍销双倍销（2）各种轴2#限位轴3#轴3#突点轴8#轴10#轴带圆球的轴突点轴（3）各种板表 1-2 Lego 组件轴表 1-3 Lego 组件板2*6 黑色圆圆孔板1

12、*8 黑色板板1*3 黑色板板2*4 黑色圆圆孔板2*8 蓝色圆圆孔板2*10 黑色色板1*10 蓝色色板1*10 黑色色板1*2 键板1x4 黑色板板2x3 板2x2 板6x10 板4x4 黑色板板2x8 黑色带带孔板1x6 板1*2 黑色板板4*6 黑色板板2*2 直角板板（4）各种梁1*6 黑色梁1*12 蓝色梁1*12 黑色梁梁 1x10梁 1x12 4.91x2 梁1x4 梁1x8 红色梁1x8 黑色梁1x16 蓝色梁1x6 红色梁1*10 黑色梁1*2 蓝色梁1*2 黑色梁1*4 蓝色梁1*4 黑色梁1*8 蓝色梁1*16 红色梁1*16 黑色梁1*6 蓝色梁1*2 轴孔梁7 孔梁

13、（Technic）（5）连杆表 1-4 Lego 组件梁表 1-5 Lego 组件连杆1*5 厚连杆杆1*3 厚连杆杆3*5 直角厚厚连杆1*9 单弯连连杆三角薄连杆3*5 直角薄薄连杆黑色蜗杆中灰蜗杆（6）各种连接接器轴连接半轴套轴套黑色 3#连接器2#连接器双轴连接器正交双轴孔连轴器4#连接器半轴套连销器正交双圆孔连轴器大滑轮（7）各种轮表 1-6 Lego 组件连接器表 1-7 Lego 组件轮40 齿齿轮12 齿双面斜斜齿轮8 齿圆柱齿轮轮24 齿冠齿轮轮12 齿单面斜斜齿轮16 齿圆柱齿齿轮24 齿圆柱齿齿轮24 齿离合齿齿轮20 齿双面斜斜齿轮24 滑轮凸轮履带轮轮毂 18/114

14、轮毂 18/114中滑轮轮胎履带越野轮胎大实心轮胎（8）各种砖1*2 透明黄砖1*2 透明绿砖1*2 透明红砖2*2 圆砖（9）传感器及及电机表 1-8 Lego 组件砖表 1-9 Lego 组件传感器及及电机马达电池箱动力力配件马达电池箱新动动力配件乐高摄像头新型马达（9VV）光电传感器太阳能电池板电容器红外发射器（UUSB）RCX 微电脑脑可充电池蓝牙控件稳压电源触动传感器温度传感器角度位置传感器器光电传感器声音传感器超声波传感器触动传感器内置角度传感器器的伺服电机全新的 NXTT 可编程积木木块，机器人的大脑脑。拥有强大的的 32 位微处理器系系统及闪存，支持蓝牙无无线通讯及 USB2.0。包括 1 个 USB2.0 端口（12MB），4 个输入、3 个输出端口（6 线数字接口口）。可编程 LCD，6