幻灯片1-长春工业大学工程训练中心

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1、封 皮大 学 版 智 能 机 器 人MT-UROBOT任 课 教 师 -孙 立 华 目 录 n机 器 人 的 产 生n世 界 各 国 机 器 人 发 展 现 状n机 器 人 的 应 用 与 种 类n机 器 人 通 常 的 内 部 结 构nMT-URO BO T的 系 统 结 构 编 程 方 法 编 程 界 面 组 成 部 分编 程 过 程流 程 图 程 序 应 用 操 作 实 例拔 河 比 赛 程 序 设 计 举 例独 立 设 计 项 目 结 束 机 器 人 产 生 的 背 景 ， 机 器 人 技 术 的 发 展 ， 它 应 该 说 是 一 个科 学 技 术 发 展 共 同 的 一 个 综 合

2、 性 的 结 果 。 美 国 是 机 器 人 的 诞 生地 ， 早 在 1962年 就 研 制 出 世 界 上 第 一 台 工 业 机 器 人 ， 比 起 号 称机 器 人 王 国 的 日 本 起 步 至 少 要 早 五 六 年 。 那 么 什 么 是 机 器 人 呢 ？ 人 们 一 般 的 理 解 来 看 ， 机 器 人 是 具 有一 些 类 似 人 的 功 能 的 机 械 电 子 装 置 ， 或 者 叫 自 动 化 装 置 ， 它 仍然 是 个 机 器 ， 它 有 三 个 特 点 ， 一 个 是 有 类 人 的 功 能 ， 比 如 说 作业 功 能 ， 感 知 功 能 ， 行 走 功 能

3、， 还 能 完 成 各 种 动 作 ， 它 还 有 一个 特 点 是 根 据 人 的 编 程 能 自 动 的 工 作 ， 这 里 一 个 显 著 的 特 点 ，就 是 它 可 以 编 程 ， 改 变 它 的 工 作 、 动 作 、 工 作 的 对 象 ， 和 工 作的 一 些 要 求 ， 它 是 人 造 的 机 器 或 机 械 电 子 装 置 。 但 从 完 整 的 更为 深 远 的 机 器 人 定 义 来 看 ， 应 该 更 强 调 机 器 人 智 能 ， 所 以 人 们又 提 出 来 机 器 人 的 定 义 是 能 够 感 知 环 境 ， 能 够 有 学 习 、 情 感 和对 外 界 一

4、种 逻 辑 判 断 思 维 的 这 种 机 器 。 那 么 这 给 机 器 人 提 出 来更 高 层 次 的 要 求 ， 展 望 21世 纪 ， 机 器 人 将 是 一 个 与 20世 纪 计 算机 的 普 及 一 样 ， 会 深 入 地 应 用 到 各 个 领 域 ， 在 21世 纪 的 前 20年是 机 器 人 从 制 造 业 走 向 非 制 造 业 的 发 展 一 个 重 要 时 期 ， 也 是 智能 机 器 人 发 展 的 一 个 关 键 时 期 。 返 回 经 过 30多 年 的 发 展 ， 现 已 成 为 世 界 上 的 机 器 人 强 国 之一 ， 基 础 雄 厚 ， 技 术 先

5、 进 。 日 本 ： 在 1967年 由 川 崎 重 工 业 公 司 从 美 国 Unimation公 司引 进 机 器 人 及 其 技 术 ， 建 立 起 生 产 车 间 ， 并 于 1968年 试制 出 第 一 台 川 崎 的 “ 尤 尼 曼 特 ” 机 器 人 。 经 过 短 短 的 几十 年 ， 开 始 在 各 个 领 域 内 广 泛 推 广 使 用 机 器 人 。中 国 ： 我 国 已 在 “ 七 五 ” 计 划 中 把 机 器 人 列 人 国 家 重 点 科研 规 划 内 容 ， 拨 巨 款 在 沈 阳 建 立 了 全 国 第 一 个 机 器 人 研 究示 范 工 程 ， 全 面

6、展 开 了 机 器 人 基 础 理 论 与 基 础 元 器 件 研 究 。十 几 年 来 ， 相 继 研 制 出 示 教 再 现 型 的 搬 运 、 点 焊 、 弧 焊 、喷 漆 、 装 配 等 门 类 齐 全 的 工 业 机 器 人 及 水 下 作 业 、 军 用 和特 种 机 器 人 。 目 前 ， 示 教 再 现 型 机 器 人 技 术 已 基 本 成 熟 ，并 在 工 厂 中 推 广 应 用 。 我 国 自 行 生 产 的 机 器 人 喷 漆 流 水 线在 长 春 第 一 汽 车 厂 及 东 风 汽 车 厂 投 入 运 行 。 1986年 3月开 始 的 国 家 863高 科 技 发

7、展 规 划 已 列 入 研 究 、 开 发 智 能 机器 人 的 内 容 。 返 回 1.应 用 ：工 业 制 造 领 域 ： 主 要 让 机 器 人 在 机 械 制 造 业 中 代 替 人 完 成 大批 量 、 高 质 量 要 求 的 工 作 ， 如 汽 车 制 造 、 舰 船 制 造 及 某 些家 电 产 品 （ 电 视 机 、 电 冰 箱 、 洗 衣 机 ） 的 制 造 等 。军 事 领 域 ： 主 要 让 机 器 人 执 行 一 些 自 动 的 侦 察 与 控 制 任 务 ，尤 其 是 一 些 相 对 较 为 危 险 的 任 务 ， 比 如 ， 无 人 侦 察 机 、 拆除 炸 弹 的

8、 机 器 人 及 扫 雷 机 器 人 等 。娱 乐 领 域 ： 应 用 十 分 广 泛 ， 比 如 ， 机 器 人 足 球 大 赛 、 机 器 人弹 钢 琴 和 机 器 人 宠 物 等医 疗 领 域 ： 机 器 人 主 要 用 来 辅 助 护 士 进 行 一 些 日 常 的 工 作 ，比 如 ， 帮 助 医 生 运 送 用 药 品 及 自 动 监 测 病 房 内 的 空 气 质 量等 等 。 返 回 2.种 类 ：操 作 型 机 器 人 ： 能 自 动 控 制 ， 可 重 复 编 程 ， 多 功 能 ， 有 几 个自 由 度 ， 可 固 定 或 运 动 ， 用 于 相 关 自 动 化 系 统

9、中 。程 控 型 机 器 人 ： 按 预 先 要 求 的 顺 序 及 条 件 ， 依 次 控 制 机 器 人的 机 械 动 作 。示 教 再 现 型 机 器 人 ： 通 过 引 导 或 其 它 方 式 ， 先 教 会 机 器 人 动作 ， 输 入 工 作 程 序 ， 机 器 人 则 自 动 重 复 进 行 作 业 。数 控 型 机 器 人 ： 不 必 使 机 器 人 动 作 ， 通 过 数 值 、 语 言 等 对 机器 人 进 行 示 教 ， 机 器 人 根 据 示 教 后 的 信 息 进 行 作 业 。感 觉 控 制 型 机 器 人 ： 利 用 传 感 器 获 取 的 信 息 控 制 机 器

10、 人 的 动作 。适 应 控 制 型 机 器 人 ： 机 器 人 能 适 应 环 境 的 变 化 ， 控 制 其 自 身的 行 动 。学 习 控 制 型 机 器 人 ： 机 器 人 能 “ 体 会 ” 工 作 的 经 验 ， 具 有 一定 的 学 习 功 能 ， 并 将 所 “ 学 ” 的 经 验 用 于 工 作 中 。智 能 机 器 人 ： 以 人 工 智 能 决 定 其 行 动 的 人 。 返 回 机 器 人 通 常 的 内 部 结 构 ：机 器 人 一 般 由 执 行 机 构 、 驱 动 装 置 、 检 测 装 置 和 控 制 系 统 等组 成 。 机 器 人 的 组 成 部 分 也 可

11、 划 分 为 硬 件 与 软 件 两 部 分 ， 其 中 软 件包 括 控 制 规 则 与 控 制 接 口 。 返 回 1.2.2MT-UROBOT的 系 统 结 构主 要 结 构 如 下 图 所 示 ： 1-1系 统 结 构 可 以概 括 为 ： 返 回 MT-UROBOT主 板 盒 示 意 图 （ 1） 主 板 位 于 MT-UROBOT“心 脏 ” 部 位 的 控 制 部 件 是 MT-UROBOT的 大 脑 主 板 ， 它 被 安 装在 主 板 盒 里 面 ， 由 很 多 电 子 元 器 件 组 成 ， 跟 人 的 大 脑 一 样 ， 主 要 完 成 接 收 信 息 、 处 理 信 息

12、 、发 出 指 令 等 一 系 列 过 程 。MT-UROBOT的 大 脑 有 记 忆 功 能 ， 这 主 要 由 主 板 上 的 内 存 来 实 现 ， 至 于 “ 大 脑 ” 的 分 析 、判 断 、 决 断 功 能 则 由 主 板 上 的 众 多 芯 片 共 同 完 成 。（ 2） 位 于 MT-UROBOT主 板 盒 上 得 众 多 控 制 按 键 、 指 示 灯 等 等 ， 是 MT-UROBOT机 器 人运 行 控 制 部 件 ， 它 的 组 成 和 主 要 的 控 制 功 能 在 前 面 我 已 做 了 介 绍 ， 这 里 就 不 再 重 复 。 MT-UROBOT扩 展 电 路

13、 板 安 装 示 意 图 （ 3） 扩 展 接 口 电 路 板 位 于 MT-UROBOT前 端 的 扩 展 接 口 电路 板 提 供 了 心 脏 （ 主 板 盒 ） 与 眼 睛 （ 各 种传 感 器 ） 及 手 脚 （ 各 种 执 行 机 构 ） 之 间 的信 息 传 达 桥 梁 ， 并 给 执 行 机 构 及 各 种 传 感器 提 供 动 力 。 MT-UROBOT可 以 根 据 用 户不 同 的 创 新 设 计 安 装 不 同 的 扩 展 接 口 电 路板 ， 机 械 连 接 甚 至 在 理 论 上 可 以 无 限 扩 展 。图 1-3所 示 为 扩 展 三 块 电 路 板 的 安 装

14、方 式 。 返 回 1.2.2.2传 感 器 光 电 耦 合 器 碰 撞 开 关 红 外 发 射 、接 收 传 感 器 码 盘 光 电 编 码 器 光 敏 传 感 器 灰 度 传 感 器 传 感 器 安 装 示 意 图 碰 撞 传 感 器 MT-UROBOT MT-UROBOT机 器 人 的 下 部 放 置 了 一 个 碰 撞 系统 ， 保 证 MT-UROBOT机 器 人 的 正 常 活 动 。 MT-UROBOT机 器 人 的 碰 撞 机 构 能 够 检 测 到 来 自 前 后 各120 范 围 内 物 体 的 碰 撞 ， 使 MT-UROBOT机 器 人遭 遇 到 来 自 不 同 方 向

15、 的 碰 撞 后 ， 能 够 转 弯 避 开 并 保持 正 常 活 动 。 前 后 的 碰 撞 系 统 分 别 由 一 个 被 弹 性 固定 到 机 器 人 主 体 上 的 半 环 状 金 属 片 和 三 个 碰 撞 开 关组 成 。 来 自 不 同 方 向 的 碰 撞 将 使 不 同 的 碰 撞 开 关 闭合 ， 从 而 可 以 判 断 出 障 碍 物 的 方 向 。 红 外 传 感 器 MT-UROBOT机 器 人 的 红 外 传 感 器 共 包 含 两 种 器 件 ： 红 外 发 射 管 和 红外 接 收 管 ， 红 外 接 收 管 可 以 安 装 于 MT-UROBOT机 器 人 的

16、正 前 方 ， 两 只 红 外发 射 管 安 装 于 红 外 接 收 管 的 两 侧 ； 同 时 红 外 发 射 管 也 可 以 安 装 于 MT-UROBOT机 器 人 的 正 前 方 ， 两 只 红 外 接 受 管 安 装 于 红 外 发 射 管 两 侧 。 而 且他 们 也 可 以 安 装 到 灭 火 风 扇 支 架 上 面 ， 因 而 MT-UROBOT机 器 人 提 供 给 了 用户 更 多 的 发 挥 自 主 创 新 的 空 间 。 红 外 发 射 管 可 以 发 出 红 外 线 ， 红 外 线 在 遇 到 障 碍 后 被 反 射 回 来 ， 红外 接 收 管 接 收 到 被 反

17、射 回 来 的 红 外 线 以 后 ， 通 过 A/D转 换 送 入 CPU进 行 处理 。 红 外 传 感 器 能 够 看 到 前 方 10cm80cm ， 90 范 围 内 的 比210mmx150mm面 积 大 的 障 碍 物 ， 如 果 障 碍 物 太 小 太 细 、 或 者 在 它 的 可 视 范 围 以 外 ， 它 可 就 没 法 看 到 了 。 在 MT-UROBOT机 器 人 的 可 视 范 围 内 ， 它的 可 视 距 离 是 可 调 整 的 。 光 敏 传 感 器 光 敏 传 感 器 是 由 两 个 光 敏 电 阻 组 成 ， 它 可 以 安 装 于 机 器 人 的 传 感

18、 器 支 架 、 灭火 风 扇 支 架 上 的 任 意 位 置 。 光 敏 传 感 器 能 够 探 测 光 线 ， 不 过 在 这 里 我 们 是 让 它 看 见 特 定 的 颜 色 。 我 们 在MT-UROBOT机 器 人 的 光 敏 传 感 器 罩 上 了 一 层 滤 光 纸 ， 通 过 它 的 颜 色 来 决 定MT-UROBOT机 器 人 能 探 测 什 么 颜 色 的 光 线 。 大 学 版 机 器 人 智 能 机 器 人 上 有 2个 光 敏 传 感 器 ， 它 可 以 检 测 到 光 线 的 强 弱 。 光敏 传 感 器 其 实 是 一 个 光 敏 电 阻 ， 它 的 阻 值

19、受 照 射 在 它 上 面 的 光 线 强 弱 的 影 响 。 大 学 版 机 器 人 智 能 机 器 人 所 用 的 光 敏 电 阻 的 阻 值 在 很 暗 的 环 境 下 为 75 ，室 内 照 度 下 几 ， 阳 光 或 强 光 下 几 十 。 安 装 光 敏 传 感 器 是 一 个 可 变 的 电 阻 ， 它 的 接 插 方 式 没 有 方 向 性 ， 在 扩 展 板 上 的 位置 如 图 1-7 图 1-7光 敏 传 感 器 插 针 位 置 图 话 筒 MT-UROBOT机 器 人 的 话 筒 的 功 能 很 强 ， 它 可 以 感受 到 声 音 的 强 弱 。 我 们 知 道 我

20、们 自 己 的 耳 朵 并 不 是 所 有声 音 都 可 以 听 见 的 ， 我 们 听 见 的 声 音 在 一 定 的 频 率 范 围内 ， MT-UROBOT的 “ 耳 朵 ” 也 是 这 样 ， 它 能 听 见 的 声音 频 率 范 围 跟 人 能 听 到 的 范 围 大 致 是 一 样 的 ， 大 约 是16Hz20000Hz的 机 械 波 。 MT-UROBOT机 器 人 在 听 到 你 的 声 音 命 令 后 ， 会 根据 你 的 指 示 （ 由 程 序 事 先 输 入 ） 采 取 行 动 。 MT-UROBOT机 器 人 话 筒 也 就 是 麦 克 风 ， 在 主 板 盒上 面

21、的 右 上 方 。 光 电 编 码 器 在 MT-UROBOT机 器 人 里 有 码 盘 和 光 耦 （ 光 电 编 码器 ） 。 光 电 编 码 器 主 要 作 为 控 制 的 反 馈 信 号 。 光 耦 通 过 测 定随 轮 轴 一 起 转 动 的 码 盘 的 转 动 角 度 ， 得 出 轮 子 所 转 动 的 圈 数 ，从 而 测 定 距 离 。 地 面 灰 度 传 感 器 及 金 属 接 近 开 关 地 面 灰 度 传 感 器 也 叫 寻 迹 传 感 器 ， 它 由 一 个 红 外 光 发 射管 和 一 个 红 外 接 受 管 组 成 ， 由 于 地 面 的 灰 度 不 同 ， 经 过

22、 反 射 ，接 收 管 接 收 到 的 信 号 也 会 发 生 相 应 的 变 化 ， 从 而 可 以 得 到 地面 上 灰 度 的 信 息 。 其 他 传 感 器大 学 版 机 器 人 还 能 集 成 很 多 其 他 的 传 感 器 ， 下 面 作 简 单 介 绍 ：热 释 电 传 感 器 热 释 电 传 感 器 对 移 动 的 人 体 热 源 敏 感 ， 可 以 探 测 几 米 外 的 人 体 。 大 学 版 机 器 人 装 上 1个 或 几 个 热 释电 传 感 器 后 ， 你 可 以 让 他 一 看 见 你 ， 就 向 你 迎 过 来 ， 让 他 跟 着 你 走 。超 声 传 感 器

23、超 声 传 感 器 是 机 器 人 测 距 的 专 业 传 感 器 ， 测 量 距 离 一 般 为 20cm-6m， 测 量 精 度 为 1%， 是 测 量 声波 发 射 与 收 到 回 波 之 间 的 时 间 差 来 测 量 距 离 的 。 运 用 大 学 版 机 器 人 本 体 上 带 的 传 感 器 在 房 间 里 找 到 门不 容 易 ， 但 运 用 声 纳 对 房 间 扫 描 一 周 后 ， 就 能 较 方 便 找 到 房 门 。连 续 测 距 红 外 传 感 器 SHARP公 司 推 出 了 创 新 的 GP2D02/ GP2D12连 续 测 距 红 外 传 感 器 ， 测 量 范

24、 围 为 10cm-80cm，参 加 灭 火 比 赛 时 ， 用 它 来 找 房 间 门 非 常 棒 。数 字 指 南 针 自 主 机 器 人 的 导 航 至 今 仍 是 世 界 性 难 题 ， 借 助 数 字 指 南 针 ， 可 以 使 大 学 版 机 器 人 辨 别 方 向 。温 度 传 感 器 想 让 机 器 人 动 态 告 诉 你 气 温 吗 ？ 加 一 个 温 度 传 感 器 是 个 好 方 法 。无 线 视 觉 传 感 器 用 大 学 版 智 能 机 器 人 来 作 移 动 的 监 视 平 台 。 你 可 以 在 大 学 版 机 器 人 上 安 装 无 线 摄 像 头 ， 把 视

25、频 信 号发 射 出 来 ， 用 PC机 接 收 后 进 行 图 象 处 理 。红 外 避 障 传 感 器 用 来 探 测 的 不 同 方 向 的 障 碍 物 ， 可 以 使 机 器 人 有 效 的 避 开 障 碍 物 。 还 有 许 多 传 感 器 ， 可 以 让 大 学 版 机 器 人 拥 有 有 特 殊 本 领 。 大 学 版 机 器 人 的 魅 力 在 于 你 能 控 制 所 有 的 资 源 ， 直 接 领 悟 信 息 采 集 与 处 理 的 机 制 ， 以 及 如 何 处 理 现实 情 况 的 复 杂 性 和 难 以 预 测 性 。 返 回 MT-URO BO T机 器 人 的 执

26、行 部 分 是 指 机 器 人 执 行 具 体 功 能 时 所要 用 到 的 部 件 ， 如 图 MT-URO BO T执 行 部 分 所 示 ， MT-URO BO T机器 人 的 执 行 部 分 共 有 以 下 五 种 ： 扬 声 器 、 LCD、 主 动 轮 及 其 驱 动 机构 、 从 动 轮 、 直 流 电 机 。 扬 声 器 MT-UROBOT机 器 人 也 可 以 通 过 扬 声 器 发 出 一 定 频 率 的 声 音 ，也 可 以 通 过 编 程 让 机 器 人 演 奏 歌 曲 。LCD MT-UROBOT机 器 人 上 的 LCD为 128 64， 可 以 显 示 中 文 以

27、及 各 种 字 符 。 利 用 LCD可 以 单 步 显 示 程 序 运 行 的 中 间 结 果 。主 动 轮 及 其 驱 动 机 构 MT-UROBOT机 器 人 的 主 动 轮 有 两 只 ， 金 属 铝 芯 ， 橡 胶 外 胎 ，能 够 完 成 向 前 直 走 ， 向 后 转 弯 ， 左 转 ， 右 转 ， 这 些 平 地 上 的 技 术动 作 ； 驱 动 机 构 由 直 流 电 机 和 减 速 比 约 为 30： 1的 齿 轮 箱 构 成 ，齿 轮 减 速 箱 将 直 流 电 机 输 出 的 扭 矩 和 转 速 转 化 为 MT-UROBOT可以 需 要 的 扭 矩 和 转 速 。 动

28、 力 强 劲 ， 效 率 高 ， 噪 音 小 。从 动 轮 MT-UROBOT机 器 人 有 1只 从 动 轮 ， 和 两 只 主 动 轮 形 成 三 角 支撑 着 机 器 人 的 身 体 。 从 动 轮 随 着 主 动 轮 的 方 向 改 变 自 己 的 方 向 。众 所 周 知 ， 三 点 支 撑 结 构 是 最 稳 定 的 结 构 ， 从 动 轮 和 两 个 主 动 轮形 成 了 一 个 稳 定 的 支 撑 结 构 。 直 流 电 机 在 MT-UROBOT机 器 人 上 有 两 个 高 速 直 流 电 机 。 返 回 双 击 桌 面 上 的 流 程 图 图 标 ， 进 入 流 程 图

29、程 序 编 程 界 面 （ 如 图 2-1） 可 以 看 到 流程 图 的 图 形 化 编 程 界 面 是 由 这 样 几 个 部 分 组 成 ： 菜 单 栏 、 工 具 栏 、 模 块 库 （ 包 括 执 行 器 、传 感 器 、 控 制 、 程 序 模 块 库 ） 、 垃 圾 箱 、 流 程 图 生 成 区 、 C语 言 代 码 显 示 区 。 通 过 点 击 图形 化 编 程 界 面 工 具 栏 中 “ 切 换 ” 按 钮 就 可 以 切 换 到 C语 言 代 码 编 程 界 面 （ 如 图 2-2） 图 2-1 图 形 化 编 程 界 面 图 2-2 C语 言 代 码 编 程 界 面

30、可 以 看 到 流 程 图 的 C语 言 代 码 编 程 界 面 是 由 这 样 几 个 部 分 组 成 ： 菜 单 栏 、 工具 栏 、 编 辑 窗 口 、 C语 言 信 息 窗 口 。 通 过 点 击 C语 言 代 码 编 程 界 面 工 具 栏 中 的“ 切 换 ” 按 钮 就 可 以 切 换 到 图 形 化 编 程 界 面 。 返 回 新 建 程 序 ： 采 用 模 块 搭 建 流 程 图 的 形 式 进 行 编 程 。 要 编 写 流 程 图 程 序 ， 可 以 在 点 击 桌面 上 流 程 图 图 标 之 后 出 现 的 初 始 界 面 中 选 择 新 建 ， 这 样 就 进 入

31、了 一 个 图 形 化 编 辑 界 面 。 如果 编 辑 过 之 后 ， 还 想 再 新 建 一 个 程 序 ， 那 么 可 以 选 择 菜 单 栏 中 “ 文 件 ” “新 建 ” ， 也 可 以利 用 工 具 栏 里 的 “ 新 建 ” 快 捷 按 钮 ， 直 接 新 建 一 个 新 程 序 ， 见 图 2-3： 图 2-3 新 建 程 序 菜 单 、 图 标 打 开 程 序 ： 可 以 选 菜 单 上 “ 文 件 ” “打 开 ” （ 或 点 击 工 具 栏 中 的 “ 打 开 “ 按 钮 ） ， 来 查 看 或编 辑 以 前 保 存 的 程 序 。下 载 程 序 ： 写 好 的 应 用

32、 程 序 必 须 下 载 到 MT-UROBOT上 运 行 。 可 以 选 择 菜 单 栏 中 “ 工 具 ” “下 载当 前 程 序 ” 来 下 载 当 前 窗 口 里 的 应 用 程 序 （ 或 点 击 工 具 栏 中 的 “ 下 载 “ 按 钮 ） 。 如 图 2-4： 图 2-4 编 辑 并 下 载 当 前 程 序 菜 单下 面 再 看 看 C语 言 代 码 编 程 界 面 ： 新 建 程 序 ： 在 流 程 图 的 C语 言 代 码 编 程 界 面 中 我 们 采 用 C语 言 进 行 编 程 。同 样 的 方 法 ， 可 以 在 点 击 桌 面 上 流 程 图 图 标 之 后 出

33、现 的 初 始 界 面 中 选 择 新 建 “ C语 言 程 序 ， 这 样 就 进 入 了 一 个 C语 言 代 码 编 辑 界 面 。 如 果 你 还 想 再 新 建 一 个 新 的 程 序 ， 那 么 可 以 选 择菜 单 栏 中 “ 文 件 ” “ 新 建 ” ， 然 后 在 新 建 的 窗 口 里 编 写 程 序 。 见 图 2-3： 打 开 程 序 ： 可 以 选 菜 单 上 “ 文 件 ” “ 打 开 ” ， 来 查 看 或 编 辑 以 前 保 存 的 程 序 。 下 载 程 序 ： 写 好 的 应 用 程 序 必 须 下 载 到 大 学 版 机 器 人 智 能 机 器 人 上

34、运 行 。 可 以 选 择工 具 栏 里 按 钮 下 载 当 前 窗 口 里 的 应 用 程 序 。 流 程 图 会 在 C语 言 信 息 窗 口 中 显 示 应 用 程 序 的编 译 下 载 过 程 。 下 载 过 程 中 ， 你 可 以 看 到 控 制 板 前 面 的 黄 灯 在 闪 动 ， 表 示 数 据 在 传 送 。 调 试 程 序 ： 所 编 写 的 C语 言 程 序 如 果 有 语 法 错 误 ， 那 么 在 编 译 下 载 时 就 会 在 C语言 信 息 窗 口 中 显 示 程 序 的 语 法 错 误 ， 提 示 错 误 可 能 在 程 序 的 第 几 行 （ 用括 号 注 明

35、 ） ， 并 提 示 可 能 的 错 误 原 因 。 这 样 你 可 以 使 用 编 译 中 的 “ 转到 ” ， 就 会 出 现 跳 转 对 话 框 ， 将 出 错 的 行 数 写 入 此 对 话 框 ， 光 标 就 会 自动 跳 转 到 该 错 误 行 ， 那 么 你 就 可 以 找 出 错 误 ， 并 修 改 它 ， 再 次 编 译 下 载 ，直 到 没 有 编 译 错 误 下 载 成 功 为 止 。 可 以 加 快 调 试 过 程 。 在 实 际 应 用 中 两 种 编 程 界 面 切 换 是 经 常 用 到 的 ， 现 将 编 程 界 面 切换 方 法 总 结 如 下 ： 图 形 化

36、 编 程 界 面 切 换 到 C语 言 代 码 编 程 界 面 的 途 径 ： 点 击 工 具 栏 中 “ 切 换 ” 快 捷 按 钮 新 建 打 开 文 件 时 选 择 “ *.C语 言 ” 文 件 C语 言 代 码 编 程 界 面 切 换 到 图 形 化 编 程 界 面 的 途 径 ： 点 击 工 具 栏 中 “ 切 换 ” 快 捷 按 钮 新 建 打 开 文 件 时 选 择 “ *.flw” 文 件 返 回 1、 走 直 线 双 击 mtu文 件 夹 中 的 可 执 行 文 件 Robot.exe图 标 ， 进 入 了 机 器 人 编 程 界 面 如图 3-1所 示 。 它 支 持 流

37、程 图 语 言 、 汇 编 ASM和 C语 言 程 序 。 图 3-1 新 建 或 打 开 文 件 用 流 程 图 语 言 实 现 机 器 人 直 线 行 走 在 图 3-1中 选 择 流 程 图 语 言 ， 点 击 确 定 按 钮 ， 进 入 图 3-2界 面 图 3-2 初 始 界 面 流 程 图 模 块 包 括 五 个 部 分 ：执 行 模 块 、 数 字 信 号 输 入 、 数 字 信 号 输 出 、 模 拟 信 号 输 入 、 控 制逻 辑 。执 行 模 块 可 实 现 直 行 、 转 弯 、 停 止 、 显 示 、 等 待 、 清 屏 、 音 乐 、手 臂 控 制 等 功 能 。直

38、 行 函 数 为 move(int SPEEDL,int SPEEDR,int EXSPEED);参 数 分别 为 左 轮 速 、 右 轮 速 、 扩 展 电 机 的 速 度 ， 速 度 范 围 在 -2000 2000内 。 将 鼠 标 移 到 执 行 模 块 中 的 直 行 图 标 处 ， 按 住 鼠 标 左 键 将 直 行图 标 拖 到 START下 面 ， 当 START下 面 的 黑 色 小 正 方 形 变 成 红 色 时 松开 鼠 标 ， 点 击 鼠 标 右 键 属 性 再 点 击 左 键 可 以 修 改 直 行 的 属 性 值 ，这 时 在 右 边 的 Code区 可 以 看 到

39、 直 行 相 对 应 的 c代 码 。 接 着 将 等 待 图标 按 相 同 方 法 拖 到 直 行 的 下 面 ， 点 击 鼠 标 右 键 确 定 机 器 人 运 动 多 长 时 间 停 止 的 延 迟 时 间 （ 单 位 为 毫 秒 ） 。 最 后 将 停 止 图 标 拖 到 等待 的 下 面 。 界 面 如 图 3-3所 示 。 图 3-3 直 线 行 走 点 击 编 译 按 钮 将 机 器 人 与 计 算 机 连 接 起 来 （ 用 串 口 连 接 线 ， 一 端 接 计 算 机 的 九 针 串 口 ，一 端 接 机 器 人 后 面 控 制 面 板 上 的 下 载 口 ） 。 将 机

40、器 人 的 “ 开 关 ” 按 钮 打 开 ， 使 机 器 人 处 于 开 机 的 状 态 。 机 器 人 液 晶 屏 上 出 现 运 行 或 下 载 时 ， 通 过 机 器 人 左 面 的 按 钮 调 到 下 载 ， 按 下 0k按 钮 ， 接 着 按 下 黄 色 下 载 按 钮 ， 此 时 屏 幕 上 会 显 示 下 载 等待 。 。 。 按 流 程 图 界 面 中 的 按 钮 ， 待 看 到 “ 下 载 成 功 ！ ” 字 样 时 ， 取 下 串 口 连 接 线 ，将 机 器 人 放 在 平 稳 的 地 方 ， 按 复 位 按 钮 ， 选 择 液 晶 屏 上 运 行 -ok， 按 机 器

41、 人 上 的绿 色 “ 运 行 ” 按 钮 ， 此 时 机 器 人 就 以 左 右 轮 都 为 200的 速 度 运 动 3秒 钟 之 后 停 止 。 用 C语 言 实 现 直 线 行 走 在 图 3-1中 选 择 ASM/C语 言 ， 点 击 Ok按 钮 ， 在 出 现 的 界 面 上编 写 C语 言 程 序 ， 如 图 3-4所 示 。 图 3-4 C语 言 界 面 main是 主 函 数 ， 每 一 个 C语 言 程 序 总 是 从 main函 数 开 始 执 行 的 ；main函 数 的 开 始 和 结 尾 分 别 有 个 “ ” 和 “ ” viod可 以 理 解 为 “ 不 带 返

42、 回 值 ” ； 所 以 第 一 句 就 可 以 理 解 为 一个 程 序 的 “ 开 头 ” 。 move(200,200,0)函 数 参 数 分 别 为 机 器 人 的 左 轮 速 、 右 轮 速 、扩 展 电 机 的 速 度 。 sleep(3000)表 示 延 迟 3秒 钟 。 stop()表 示 停 止 显 示 。 程 序 中 每 一 句 结 尾 都 要 加 “ ； ” 这 是 C语 句 结 束 的 标 志 。如 果 你 把 上 面 这 段 程 序 下 载 到 机 器 人 中 去 ， 机 器 人 就 会 如 3-1中 的效 果 一 样 。每 个 流 程 图 的 图 形 模 块 都 代

43、 表 一 组 C语 言 代 码 。 机 器 人 走 出 规 则 轨 迹1、 走 圆#include #include “ingenious.h”void main()move(200,150,0); 机 器 人 走 出 规 则 轨 迹2、 先 让 机 器 人 以 速 度 200前 进 3秒 ， 再 让 机 器 人 以 速 度 -200后 退 5秒 ， 再 在 原 地 以 速 度 200旋 转 1秒 后 停 止 。 图 3-5流 程 图 2、 走 正 方 形 先 以 200速 度 走 3秒 钟 ， 停 止 ， 以 速 度 200右 转 0.85秒 钟 ， 停止 ， 以 速 度 200走 3秒 钟

44、 ， 停 止 ， 接 下 来 与 前 相 同 ， 代 码 如 下 ： 图 3-6流 程 图 返 回 任 务 分 析 ： 编 制 程 序 ， 熟 练 编 程 的 过 程 和 程 序 的 调 试 。活 动 准 备 ： 活 动 准 备 有 两 个 目 的 ， 一 是 明 确 活 动 内 容 和 要 求 ， 二 是 准 备 好 活 动 器 材 和场 地 。 活 动 内 容 是 运 用 图 形 化 交 互 式 C语 言 给 大 学 版 机 器 人 智 能 机 器 人 设 计 程 序 ，控 制 机 器 人 向 后 拉 ， 比 赛 谁 的 机 器 人 胜 利 。需 要 准 备 的 活 动 器 材 如 下 ：

45、 大 学 版 机 器 人 智 能 机 器 人 两 台 ； 装 有 流 程 图 的 PC机 一 台 ； 面 积 为 2平 方 米 的 比 赛 场 地 ； 粉 笔 、 抹 布 和 绳 子 。方 案 设 计 ： 胜 方 机 器 人 采 用 曲 线 后 退 的 方 法 ， 败 方 机 器 人 采 用 直 接 向 后 拉 的 方 法 。 根 据 做 功 的 原 理 ， 同 样 的 力 ， 位 移 大 的 做 功 多 些 ， 所 以 ， 在 同 样 条 件 下 ， 采 用 曲线 后 退 的 机 器 人 就 会 胜 利 编 制 程 序 ：#include #include ingenious.hvoid m

46、ain() while(1) move(-50, -500, 0); sleep(200); move(-500, -50, 0); sleep(200); 编 制 程 序 ：#include #include ingenious.hvoid main() while(1) move(-300, -300, 0); 程 序 调 试 ： 调 整 双 方 后 退 的 速 度 和 方 向 ，看 怎 么 样 才 能 使 机 器 人 更 快 的 胜 利 。 看 哪 一 组 的 同 学 比 赛 胜 利 的 时 间 最短 返 回 灭 火 竞 赛 （ 红 外 传 感 器 、 碰 撞 传 感 器 、 测 障 传

47、 感 器 ）任 务 ： 以 小 组 的 形 式 展 开 比 赛 ， 第 一 堂 课 进 行 程 序 的 编 辑 ， 第 二 堂 课 对 程 序进 行 编 辑 和 测 试 。 看 谁 先 找 到 火 源 ， 然 后 将 它 灭 掉 。活 动 准 备 活 动 准 备 有 两 个 目 的 ， 一 是 明 确 活 动 内 容 和 要 求 ， 二 是 准 备 好 活 动 器 材和 场 地 。 活 动 内 容 是 运 用 图 形 化 交 互 式 C语 言 给 大 学 版 机 器 人 智 能 机 器 人 设 计 程序 ， 控 制 机 器 人 找 到 火 源 ， 比 赛 谁 的 机 器 人 先 找 到 火 源

48、 ， 并 且 熄 灭 蜡 烛 。需 要 准 备 的 活 动 器 材 如 下 ： 大 学 版 机 器 人 智 能 机 器 人 一 台 ； 装 有 流 程 图 的 PC机 一 台 ； 面 积 为 2平 方 米 的 比 赛 场 地 ； 测 障 传 感 器 每 组 两 个 ， 风 扇 每 组 一 个 。 粉 笔 及 抹 布 。 硬 件 资 料 ： 红 外 传 感 器 MT-UROBOT机 器 人 的 红 外 传 感 器 共 包 含 两 种 器 件 ： 红 外 发 射 管 和 红 外 接 收 管 ， 看 图2-1或 者 图 2-5就 可 以 发 现 红 外 接 收 管 可 以 安 装 于 MT-UROB

49、OT机 器 人 的 正 前 方 ， 两 只 红外 发 射 管 安 装 于 红 外 接 收 管 的 两 侧 ； 同 时 红 外 发 射 管 也 可 以 安 装 于 MT-UROBOT机 器 人的 正 前 方 ， 两 只 红 外 接 受 管 安 装 于 红 外 发 射 管 两 侧 。 而 且 他 们 也 可 以 安 装 到 灭 火 风 扇支 架 上 面 ， 因 而 可 以 说 MT-UROBOT机 器 人 提 供 给 了 用 户 更 多 的 发 挥 自 主 创 新 的 空 间 。红 外 发 射 管 可 以 发 出 红 外 线 ， 红 外 线 在 遇 到 障 碍 后 被 反 射 回 来 ， 红 外

50、接 收 管 接 收 到 被反 射 回 来 的 红 外 线 以 后 ， 通 过 A/D转 换 送 入 CPU进 行 处 理 。 MT-UROBOT机 器 人 的 红 外 传感 器 能 够 看 到 前 方 10cm80cm ， 90 范 围 内 的 比 210mmx150mm面 积 大 的 障 碍 物 ， 如 果障 碍 物 太 小 太 细 、 或 者 在 它 的 可 视 范 围 以 外 ， 它 可 就 没 法 看 到 了 。 在 MT-UROBOT机 器 人 的 可 视 范 围 内 ， 它 的 可 视 距 离 是 可 以 调 整 的 ， 具 体 参 见 后 面传 感 器 部 分 。 方 案 设 计 ： 此 项 目 的 目 的 ： 在 让 机 器 人 跑 最 短 的 路 程 下 ， 尽 快 发 现 火 源 。 设 计 思 路 举例 ： 让 机 器 人 沿 着 墙 角 走 ， 每 次 都 向 左 转 。 就 基 本 上 能 浏 览 所 有 房 间 ， 但 是 ， 这 样 的速 度 是 很 慢 的 ， 更 好 的 思 路 还 请 同 学 们 多 多 发 挥 想 象 。程 序 设 计程 序 调 试 返 回 Thank you for your attention!