信息技术：智能机器人.docx

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1、纳英特3D仿真虚拟机器人校本课程内容第1课认识机器人提到机器人大家并不陌生，一些科幻电影或动画片里经常出现机器人的身 影，它们神通广大，具有非凡的本领。在实际生活中，机器人在工业、农业、 医学、军事等众多领域已经得到了广泛的应用，为人类提供了各种服务。学习任务本节课将开始认识智能机器人，了解机器人的分类以及组成机器人的各部 分的构造、功能和机器人编辑软件介绍。引导路径通过观察教学机器人，了解各局部的部件名称、结构和功能；同时了解编 程软件。智能机器人 随着信息技术和人工智能技术的飞速开展，在20世纪80年 代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统，集机械、电子、传感、计算 机、人工智能等许多

2、学科研究成果于一身，通过软件编程控制，完成需要一定 智能为基础任务的自动化机器称为智能机器人。智能机器人分类 机器人按应用一般分为两大类:工业机器人和特种机器人。 工业机器人主要用于工业生产中，例如焊接机器人、包装机器人、分拣机器人 等。特种机器人主要用于除工业生产以外的地方，如军事、医疗、家庭、娱乐、学习等方面，不同类型的机器人，如图7-1所示。汽车工业机器人弧焊机器人火星探险机器人高楼清洁机器人娱乐机器人导盲机器人图7-1机器人分类将起始点添加到仿真里面的场地上如图3-11所示，在起始点上点击鼠标右 键选择属性，通过左边上方的长度和宽度条对起始点的大小进行调节，同时可 通过左下方位移方向盘

3、，对起始点位置进行调节。第二步：添加终点信息点NSTRSS纳英特3D机器人仿真系统NSTRSS纳英特3D机器人仿真系统COPYRIGHT 2006 他州场景编辑一AU. RIGHTS RESERVERCN ST泊英恃科技。，目，返回（图 3-12）添加好了后点击完成对场地进行保存。进入仿真一一给机器人赋予智慧第一步：规那么选择作为教学一般请选用常规，该规那么范围放的很广，可适合任何教学内容。第二步：场地选择选择第二局部刚刚做好的场地。第三步：分组默认A组，无需更改。第四步：名称可输入任意数字、字母、汉字第五步：机器人选择第一局部已经搭建好的机器人。COPTR1GHTC 200 MAU. RIG

4、HTS RESERVERCNSTRSS纳英特3D机器人仿真系统机器人组队设置参数设置：燃那么选择：常规场地选择：第八课分如A名称：程序代码机器人aaa请选择程序 裸机返回珀险窗口（图 3-13）第六步：程序代码选择新建程序一一开始程序的编写给机器人赋予智慧。（图 3-14）一般选用流程图文件。进入机器人编程软件，拖动执行器模块库中的“移动”模块到“主程序”F,如图3-15所不。在拖动时，必须将拖动的模块对准“主程序”下方的黑色箭头，当箭头变 为红色时，松开鼠标左键，这样才能成功地将此模块与主程序连接起来。如果 模块图标的外框是虚线框，那么表示模块之间没有正确连接，此时，可以单击鼠 标左键选中错

5、误连接的模块，按Delete键，确认后即可删除。双击“前进”图标，进行参数设置。左右电机分别输入相同的数值70,此 时电机正转，如图3-16所示。犍纳英特机器人图形化编程系统-D:soft.arel文件视图子程序系统工具系统维护帮助，8圈3 加执行器模块库新文件翻开文件保存A代码编辑放大予单击鼠标左键拖到“主程序”下启动电*移动图3T5拖动“移动”模块到流程图区，并正确连接慢参数设置移动备注拖动“延时”模块，连接在“前进”模块下面，并设置机器人前进时间为1.5秒钟，如图3-17所示,1.延时I备注I3.选中时间精确度111p 秒丽I 4.输入时间值图3-17拖动“延时”模块j并设置5 4- r

6、tf石角定 在程序设计中，当机器人到达目的地后停下模块库中拖动“停止”模块到“延时”模块下，并设置参数让机器人停止。取消选择停止所 有电机，选择电机0、电机1,设置完成后，程序流程图中的“停止”模块，显 示为“停止电机0,1”；如果机器人安装有多个电机，那么根据机器人装配的实际 情况选择相应的电机，如图3-18所示。音乐厂停止所有电机电机r电机2T-XX.% 11 刖进延时1.拖动“停止”模块 到“延时”模块下停止电机I备注操作启动电用r电机32.双击停止结束17电机017电机飞3.单击确定图3T8设置机器人1亍匚 r各显神通编写程序，让机器人以-70的功率先倒退2秒钟，再前进1秒钟。第4课机

7、器人转弯机器人转向机器人转向通过机器人左右轮差速来实现，当左电机转速快 于右电机转速时，机器人右转；当左电机转速慢于右电机转速时，机器人左转。 当左、右电机转速相等时，机器人前进、停止或后退。左右电机转速相差越大, 机器人转弯半径越小，反之那么越大。学习任务本节课将学习控制机器人转弯和驱动左右电机的方法，学习使用执行器模 块库中的“移动”模块和“启动电机”模块编写程序。B城B城C城图3-20 A城到C城路线图要实现从A城到B城再到C城，如图8-7所示，需要三步才能完成，第一 步从A城走直线到B城，第二步在B城向右转90度，第三步从B城走直线到C 城。程序设计 在前面设计的程序基础上，拖动“移动

8、”模块到“延时”模块下, 双击“移动”模块，设置左右电机功率分别是70、-70,拖动“延时”模块到“向 右转”模块下，设置延时时间为0.28秒。这样，机器人完成向右转90度。拖动“移动”到第二个“延时”下面，设置左右电机运行功率分别为70, 让机器人直行。拖动“延时”到前进模块下，设置从机器人从B城到C城运行 时间为L2秒。拖动“停止”到“模块”下，设置停止所有电机，让机器人到 达C城后停止电机。fYRKJHT 2006NSTRSS纳英特3D机器人仿真系统参数设置:场地选择:第八课分组:程序代码名称:机器人裸机aaa1.LRK3HTS RESERVCRI0 W常炊机器人组队设置（图 3-21）

9、程序的编写好了之后直接点击编程环境的关闭窗口，即自动提示是否需要 保存文件。此时点击“下一步”进入仿真。（图 3-22）这个界面上可以对做好的仿真进行保存，开始进入仿真。用 AU. RIOHTS RESERVERD比赛仿真:00:00:00:00:显示俯视正视|那么视NSTRSS纳英特3D机圈人仿真系统（图 3-23）点击开始，开始运行刚做好的仿真。第五局部：调试当发现机器人的硬件或者程序有问题需要修正的时候按以下操作进行：第一步：机器人硬件的修改先点击停止按钮，停止机器人的运行在，机器人的主机上点击右键选择编 辑，进入机器人搭建场景。加鼓控制程序俯视（图 3-24）返回主菜单第二步：机器人程

10、序的修改当鼠标右键选中主机盒的时候左上角会弹出一个运行参数的对话框，对话框 下方有个代码显示（图 3-25）在机器人显示出代码框内任意位置双击鼠标左键，即进入代码编辑界面可 对机器人程序进行修改保存，然后复位，再从新开始运行机器人。同时在此状 态下，可看到机器人当前正在运行的某段代码，便于发现错误并进行及时修改。第三步：场地的修改在场地任意位置点击鼠标右键选择编辑，即可对场地进行修改。各显神通编写程序，控制机器人分别转动45 , 90 , 135 , 180 , 360。博弈舞台一般在相同功率情况下，机器人左右电机的转速是相同的，那只是理想的 状态。在现实情况中，相同功率条件下机器人的左右电机

11、转速并不相同，想一 想如何调整？让机器人走直线？资源视窗“启动电机”与“移动”的区别在执行器控制模块中有“启动电机”和“移动”模块，它们的功能类似， 都是给连接在主板电源接口上的电机供电。它们的区别是，“启动电机”可以给 序号为0、1、2、3的电机电源接口供电，而“移动”模块只能给序号为0、1 的电源接口供电。第5课 机器人走正方形学习任务机器人行走拓展：让机器人走一个正方形后停止。引导路径要实现从A城到B城再到C城，如图8-7所示，需要四步才能完成，第一 步从A城走直线到B城，在B城向右转90度，第二步从B城走直线到C城，在 C城向右转90度，第三步从C城走直线到D城，在D城向右转90度，第

12、四步从 D城走直线到A城，在A城向右转90度。常规思路：以顺序结构编写前进转弯的过程。利用循环的思路：思路L先前进1条边，然后做转弯加前进的动作，重复3次，就成了一 个正方形。在程序设计中，屡次重复的动作可以用循环语句来写。在这里我们利用1 次前进和3次循环来走正方形。1、机器人前进2秒（包含“前进”“延时”）；2、在流程图中添加“屡次循环”模块，把一些循环体嵌到“屡次循环”模 块下，按照指定的循环次数重复执行规定的操作（在程序设计中，习惯上把嵌 入的模块叫“循环体”，即由“向右转” “延时”“前进”“延时”模块组成的部 分叫做“循环体”）；3、停止。思路2：重复执行“前进”“延时”“向右转”

13、 “延时”模块4次后，结束循 环。此时，循环体就是“前进”“延时”“向右转” “延时”模块组成的局部。引出程序结构的知识：程序结构可以分为顺序结构、循环结构和选择结构，这三种结构决定了程 序的执行过程。在本节课中，走正方形的两个程序分别采用了顺序结构和循环结构。前一 个程序在执行时，按照模块从上到下的顺序执行；第二个程序在执行时，重复 执行“前进”“延时”“向右转”“延时”模块4次后，结束循环，继续向下执行 程序。在流程图中添加“屡次循环”模块后，再把一些循环体嵌到“屡次循环” 模块下，按照指定的循环次数重复执行规定的操作（在程序设计中，习惯上把 嵌入的模块叫“循环体”，即由“前进” “延时”

14、“向右转” “延时”模块组成的 局部叫做“循环体”）。如以下图流程图中，就是一个循环体。各显神通编写程序，让机器人走正方形。教学机器人的外观 教学机器人是机器人家族中的一员，它能帮助我们更 好地了解机器人。常用的教学机器人有两类：一类是固定式的，在出厂时就设 计成形，基本结构不能改变。另一类是积木式的，可以根据具体需要，灵活组 装。它们的外观各式各样，但功能及工作原理大致相同，如图7-2所示。固定式积木式积木式图7-2固定式与积木式机器人外观图7-3机器人主机外观图观察机器人，看一看机器人是通过什么行走的？机器人身上安装了哪些部 件？观察图7-3所示的机器人主机盒正面图及图7-4主机盒内的主板

15、图，了解 一下机器人的一些接口、按钮位置，看一看机器人的“大脑”在什么部位？图7-4机器人主板图图7-4机器人主板图第6课机器人寻找火源我们知道不同的传感器对外界特定环境感受不同，机器人可以感受到外界 的光线明亮、灰度、障碍物等。机器人身上还可以安装另外一种传感器一火焰 传感器，它为机器人又增添了一些新功能，这是哪些功能呢？学习任务本节课主要学习火焰传感器，了解火焰传感器在实际中的某些应用；在机 器人寻找火源活动中，学习永远循环、条件判断模块的使用以及其在编程环境 中的应用。引导路径同学们是否知道机器人灭火比赛？机器人靠什么元件发现火焰，又是怎样 奔向火源的呢？这是因为灭火机器人安装了火焰传感

16、器，火焰传感器的功能类 似人的眼睛，可以看到火焰。通过机器人寻找火源的过程，学习条件判断在程 序设计中的应用。火焰传感器火焰传感器是通过对红外信号强度的检测并将其转换为机器 人可以识别的信号来检测的，其探测角度为60。红外探头将外界红外线的强弱 变化转化为电流的变化，从而反映0255范围内数值的变化。离火焰越近，红 外线越强，数值越小；反之红外线越弱，数值越大，火焰传感器结构如图147 所示。图4T火焰传感器结构示意图在夏天晚上，你看到过飞蛾朝向火焰飞吗？如果设计一个机器人代替飞蛾 奔向火源该怎样实现呢？学习了火焰传感器，你有什么好的解决方法吗？要完 成这个任务有四个环节，搭建机器人实物、分析

17、实现过程、检测标志值和程序 设计。搭建机器人第一步：先按第3课将机器人安装好第二步：铜柱的安装选择其他配件，里面即可选择铜柱。图4-2点击添加部件，将两节铜柱安放在机器人的前面中间（方法同马达、轮子 等的安装方式）机器人编辑机器人编辑NSTRSS纳英特3。机器人仿真系统图4-3第三步：火焰传感器的安装在组件选择里面选择传感器，在铜柱的顶端安装一个火焰传感器传感器。图4-4当传感器安装好了之后，同马达相似，我们还要对传感器进行设置。在传 感器上点击鼠标右键选择属性。COPYRIGHT 2006 他州 ICOPYRIGHT 2006 他州 INSTRSS纳英特3D机给人仿真系统机器人编辑O W.图

18、4-5首先我们在感应区是否显示前的框里点一下，此时可模拟出传感器目前的功率状态。感应区夹角指的是传感器检测的范围，建议不要调整。半径指传感器检测的距离功率大小，可适当根据需求进行调节。端口号可设置为1到任何整数，建议不要超过10,在这里我们可设置为5 o场地设置场地设置KU. RIGHTS RESERVERD场景编辑方体咽）柱/便体球体火馆NSTRSS纳英特3。机器人仿真系统图4-6。有部件类更列表在场地上添加一个起始点和一个火焰（代表黎明的光线）。注意火焰添加进 去后一定要在属性里设置火焰的高度，高度设置为15比拟合适。不然火焰太低 或者太高都会出现找不到火的情况。进入仿真前几步同前第一步：

19、程序设计由于在仿真里我们可采取看到光明后，让机器人停下来，显示有光 （youguang）表示机器人检测到了蜡烛。翻开编程软件，拖动“条件循环”到“主程序”里并设置为“永远循环”； 拖动“条件循环”到“永远循环”体内。拖动“条件判断”到“永远循环”模块内双击“条件判断”，增加条件当 模拟口 5的变量小于20。图4-7条件判断参数设置当传感器的值小于20时，表示机器人已经非常靠近蜡烛，所以我们要在 “YES”这个分支里面让机器人停下来，再在屏幕上显示“youguang”，在“NO” 的分支里表示机器人没看到蜡烛，机器人继续前行。图4-8然后进入仿真。运行情况如以下图所示。然后进入仿真。运行情况如以

20、下图所示。图4-9各显神通火焰传感器能够帮助机器人寻找火源，你能够利用火焰传感器结合生活实 际设计一个任务让机器人来完成任务吗？博弈舞台1 .把火焰传感器安装在机器人上，单向插头接在机器人模拟口 3上，观察 机器人离火焰的距离与火焰值的关系。如表14-1所示表470机器人检测火焰显示值离火焰的距离机器人屏幕显示值100厘米Ana I og (3) =50厘米Ana I og (3) =10厘米Ana I og (3) =2 .通过上表，可以得出结论：外界红外线越强，火焰值越;红外线越 弱，火焰值越 O成长基石1.通过对本课的学习，请填写以下内容。如表14-2所示。表4-11 机器人寻找火源学习

21、反响表2,通过本节课的学习，你认为火焰传感器还可以用于哪些场合？试编写程你对火焰传感器的知识 了解口掌握熟练火焰传感器检测程序 了解口掌握熟练你能编写追光程序吗？能不能序。资源视窗红外线小知识红外线是由威廉一赫歇耳 Freder ick William Hersche I (1738-1822)发 现的。他是十八世纪最伟大的德国恒星天文学家。1800年，他仿照牛顿分解太 阳光的方法，然后用温度计去测量太阳光谱的各个局部，结果，他发现，温度 计置于光谱红外端以外时，温度计仍在上升，于是他发现了红外线和太阳红外辐射。威廉一赫歇耳的一个非常重要的发现就是1871年发现太阳九大行星之 天王星，这个发现

22、曾轰动了世界，威廉一赫歇耳因为其对科学卓越贡献, 被中选为皇家学会会员，荣获科扑列勋章，并被聘为宫廷天文学家。尽管人们很早就发现了红外线，但受到红外元器件的限制，红外技术开展很缓慢，直到1940年德国研制出硫化铅和几种红外透射材料后，红外技术得到快速开展。Ab s 月匕里IWWWVWZWV 波长 O.OOOI nm 0.01 nm10 nm 1000 nm 0.01 cm 1 cm Im 100 m丫射线FM IV 无线电波400 nm500 nm600 nm700 nm图4-12红外线波长与能量的关系目前红外技术已经在各行各业起着重要的作用，如电视遥控器、红外夜视 仪等，在我国抗击“非典”的

23、战役中扮演重要角色的红外线测温仪也是利用了 红外技术。我们使用的远红外火焰探头探测到的波长范围在700nm7000 nm之 间，当波长在880 nm附近时，其灵敏度到达最大。第7课机器人碰碰车通过前面的学习，知道了机器人的“运动器官”、“发音器官”和“视觉器 官”。那么，机器人的“触觉器官”一碰撞传感器又有哪些功能呢？学习任务本节课我们主要学习碰撞传感器的使用，简单的碰撞方向确定方法，应用 碰撞传感器解决实际中的某些应用，通过机器人碰碰车活动，学习选择嵌套的 方法。引导路径有很多同学玩过碰碰车吧？你知道碰碰车是怎样感受到外界碰撞，并改变 行走方向的呢？因为在它们身上安装了碰撞传感器。假设在机器

24、人身上安装碰撞 传感器，就像人类有了触觉器官一样，可以判断是否碰到物体。通过机器人碰 碰车学习碰撞方向确实定，从而了解碰撞传感器的应用。碰撞传感器 碰撞传感器通常接在主板7-15接口上，它由一个接触导轮和 一个接触开关组成。当接触导轮碰到物体时，接触开关会被按下。当开关按下 时返回主机的数值为0,没按下时返回主机的数值为1,碰撞传感器结构如图 12-1所示。图5-1碰撞传感器结构图碰撞方向确实定 利用碰撞传感器，可以判断碰撞发生的方向，在机器人 合适位置安装碰撞传感器，当某一处的碰撞传感器发生了碰撞，传感器返回的值为3否那么为1,利用这个值，可以确定发生碰撞的方向。用机器人来代替游乐场里的碰碰

25、车，该怎样实现呢？要完成这项任务需要 两个环节，即搭建机器人实物和程序设计。搭建机器人第一步：按第3课将机器人安装好 第二步：碰撞传感器的安装第一步：按第3课将机器人安装好 第二步：碰撞传感器的安装图5-2在机器人的前后各装一个碰撞传感器。前面一个端口设置为10,后面一个 为11.场地编辑场景编辑场景编辑NSTRSS纳英特3D机给人仿真系统LL RIGHTS RE8ERVERD程序设计翻开机器人编程软件，拖拽“条件循环”模块 到“主程序，下，设置属性为“永远循环”。拖拽“条件判断”模块到“永远循环”模块中， 双击“条件判断”模块，并增加条件 ,用于检测前方碰撞传感器是 否受到碰撞。拖拽“移动”

26、模块到“条件判断”的“YES”分 支下，设置移动模块左右电机分别为-50、-50,拖 拽“延时”至I“移动”模块下，设置“延时”时间 为2.5秒。让机器人前面检测到碰撞后，后退2.5 秒。拖拽“条件判断”模块到“NO”分支下，设置“条件判断”参数为 digital (11)=0,拖拽“移动”模块,到第二个“条件判断”模块“YES”分支 下，设置“移动”参数为左右电机分别为50、50o拖拽“延时”模块到“前进” 模块下，设置延时时间为L5秒。让机器人后面受到碰撞，机器人前进1.5秒。拖拽执行器模块库中的“移动”到第二个“条件判断”的“NO”分支，设 置“移动”模块左右电机功率值均为30o当机器人

27、前后均没有受到碰撞时直行。选择嵌套在程序设计时，如果一个选择结构的分支包含另一个选择结构, 那么这种选择结构称为选择嵌套，利用选择嵌套，可以控制机器人对较复杂的情 况进行判断，选择嵌套结构，如图5-4所示。其功能如下：如果条件1满足那么执行语句块A,条件1不满足那么对条件2进行判断。图5-4选择嵌套示意图如果条件2满足那么执行语句块B,条件2不满足那么对条件3进行判断 如果条件n满足那么执行语句块n,条件n不满足那么执行n+lo机器人虽然长得不像人，却有着和人相似的“功能器官”。机器人的“脚” 是安装在机器人主板下的电机和轮子；机器人的“眼睛”是装在机器人上的红 外传感器；机器人的“嘴巴”是藏

28、在主机盒内的喇叭；声控传感器就像人的“耳 朵”；碰撞传感器的功能就像人的“皮肤”；机器人的大脑就是机器人主板中 的控制器，像人的大脑一样，负责协调各器官的工作从而完成各种任务。机器人有了控制器、感觉器官、运动器官等局部以后，还不能正常工作， 因为它没有“思想”，不知道要做什么。怎么让机器人变得聪明智慧，成为一个 有“思想”的机器人呢？就是需要我们给它编制程序。一般可以通过计算机给 机器人编写程序。机器人编程软件的介绍纳英特机器人的编程软件是一个图形化软件，它 与常规的计算机编程不同，使用它不用关心语言编写细节，防止了编程时经常 会出现的语法错误。程序由多个模块组成，每一个模块都可以完成一定的功

29、能, 只要按程序编写的逻辑连接这些模块就能完成一个程序的编写，编程软件的使用界面，如图7-5所示。用界面，如图7-5所示。图7-5机器人编程软件界面流程图用来表示程序的执行过程，它主要包括3个局部：表示各种操作的 框、带箭头的流程线、框内必要的文字说明。几种常用的流程图符号见表7-1。表7-1流程图符号CD开始或结束处理O表示判断运行状态比赛仿真比赛仿真运行多我:当前电机遑度：-100 : -100U队伍：A&称:aarTK)!cc(0.-100X rwloctl.-IOOLNSTRSS纳英特3D机H人仿真系坡当前传感器偏：10:1 11:0位置：X:8 Y:0 2:42j 显示比赛时间：00

30、:00:20:32fTKJlOf(O.IOO).各显神通1 ,编写程序，让机器人检测到前方或右方受到碰撞，做出相应的反响。2 .利用碰撞传感器编写一个程序并运行它，让机器人跟着你走。博弈舞台1 .很多家庭的门铃声音很单调，请你设计一个会唱歌的智能机器人门铃。2 .碰撞传感器和红外传感器都能让机器人获得遇到障碍物的信息，试比拟 一下，它们的功能有什么不同？分析一下它们各适用于什么情况。成长基石请填写以下反响表,如表57。表57 本课学习反响表你完成了本节课中的哪些环节？碰撞传感器碰撞方向确实定选择嵌套你觉得哪一个环节完成的比拟成功？碰撞传感器碰撞方向确实定选择嵌套你能独立完本钱节课的程序编写吗？

31、能 不能资源视窗在一些高级轿车上安装有碰撞传感器，学生们可以通过网络，深入了解碰 撞传感器。第8课机器人认路学习任务本节课将学习灰度传感器的结构组成和在实际生活中的某些简单应用；通 过活动，学习地面灰度检测方法；理解实现机器人循迹行走的三种方法。引导路径机器人可以利用光敏传感器、红外传感器实现类似人眼的功能，此外，地 面灰度传感器也是机器人一种眼睛，利用它可以检测环境颜色的灰度，从而可 以认路。通过机器人认路学习实现机器人循迹行走的三种方法。地面灰度传感器地面灰度传感器由一个发射装置和一个接收装置组成。 发射装置发出的光照射到地面，接收装置通过检测返回的光线强度并将其转换 为机器人可以识别的信

32、号。不同颜色反射光的强度不同，颜色越深，反射光越 弱，返回的数值就越大；反之，返回的数值就越小，地面灰度传感器结构如图图7-1灰度传感器结构示意图灰度传感器的调节灰度传感器上无信号指示灯，检测给定的颜色灰度时, 可以将发射、接收头置于给定颜色处，配合调节装置即可调出合适的返回值。 将调节装置逆时针旋转，获取的数值变大；顺时针旋转，获取的数值变小，直 到数值合适为止。如果需要准确的数值，可以利用程序进行控制，使其在液晶 屏幕上显示，配合调节装置即可调出准确的量。许多城市都建有盲人专用通道，如果能设计一个认路机器人，让机器人沿 着专用通道带着着盲人去医院、商场、公园等地，将为盲人朋友提供很大的方

33、便，那么认路机器人该怎样设计呢？实现方法分析 机器人利用地面灰度循迹最常见的三种方法是：只有一个地骑线法压线法沿线法面灰度传感器时采用沿线法，机器人行走路线是一个个连续的圆弧；有两个地 面灰度传感器时采用骑线法实现，安装两个地面灰度传感器之间的距离应比轨 迹线的宽度大，机器人行走的路线似蛇形；用三个地面灰度传感器可采用压线 法，在骑线法的基础上，在机器人的底部中间位置安装一个灰度传感器，机器 人行走的时候，中间的灰度传感器一直压线行驶，如图7-2所示。黑色线：为地面标示线绿色线：机器人行走轨迹红色色块：灰度传感器位置图7-2机器人循迹行走的三种方法单地面灰度沿线法机器人行走分析：当机器人的灰度

34、传感器检测黑线时，说明机器人的行驶 已经靠左了，那么机器人右转；如果机器人的灰度传感器检测白线时，说明机器 人的行驶已偏右，那么让机器人左转。检测地面灰度并把黑色的预设值大于180, 白色值为80左右，在程序设计时，取80-180的中间值130作为判断黑白色的 条件，即灰度传感器测得的值小于130,那么是白色；测得的值大于130,那么为黑 色。在机器人底部左侧安装一个地面灰度传感器并固定好且离地面 5m左侧传感器接口接在模拟口 4上。翻开编程软件，拖拽“条件循环”到流程图区“主程序”下并设置为“永 远循环”，拖拽“条件判断”到永远循环体内。双击“条件判断”，设置增加条件模拟输入大于130o拖拽

35、“移动”，放置 在“条件判断”的“YES”分支下，设置向右转；拖拽“移动”到“条件判断” 的“NO”分支下，并设置向左转。也就是把灰度传感器检测到白色向左转，当 灰度没有检测到黑色时，机器人右转，这样机器人一直走蛇形路线。直到终点 为止，如图7-3所示。双地面灰度骑线法在机器人底部左右两侧安装两个地面灰度传感器并固定好且离地面 5mm10mm,左、右两侧传感器接口分别是模拟口 4、3。图7-3单灰度传感器寻迹流程图翻开编程软件，拖拽“条件循环”到流程图区“主程序”下并设置为“永 远循环”，拖拽“条件判断”到永远循环体内。双击“条件判断”，设置模拟输入口 3变量大于130时（如单灰度传感器 检测

36、方法，取80和180的中间值130作为判断黑白色的条件），拖拽“移动” 到“条件判断”的“YES”分支下，设置移动为“向右转”；当右侧地面灰度 检测到黑线，机器人右转拖拽“条件判断”到第一个“条件判断” NO分支里，双击第二个“条件判 断”，设置变量模拟输入口 4的值大于130,拖拽“移动”模块到第二个“条件 判断” YES分支里，并设置为向左转。拖拽“移动”模块到第二个“条件判断” 到NO分支里，设置该“移动”模块左右电机值各为30。当机器人左侧检测到 黑线机器人向右转，如果左、右两侧都没有检测到黑线，那么这时机器人正行 驶在黑线的正上方，那么直行，如图7-4所示。图7-5压线法流程图图7-

37、4骑线法流程图三个地面灰度压线法在骑线法的基础上，在机器人的中部安装第三只地面灰度传感器，左、中、 右三个地面灰度传感器分别连接主机模拟口 5、4、3上并连接正确。在放置机 器人的时候，把中间的灰度传感器压在黑线上，左右两侧的灰度传感器分别位 于黑线两侧。翻开机器人编程软件，拖拽“条件循环”到“主程序”里，并设置为“永 远循环”。拖拽“条件判断”到“永远循环”内，双击“条件判断”并进行设置，增 加条件模拟口 4变量大于130,再选择增加条件模拟口 3变量小于130,当单击 增加条件时，弹出窗口 “和”或“或者”，选择“和”，同样增加模拟口 5变 量小于130,选择“和”，拖拽“移动”到“条件判

38、断”的“YES”分支下，并 设置为“前进”，也就是当中间的灰度检测到黑线且同时满足左右两侧检测的 是白色时直行。拖拽“条件判断”到第一个“条件判断”的“NO”分支下并设置，增加条 件当模拟口 5变量大于130,拖拽“移动”并设置为“向左转”。当左侧检测到 黑线时，机器人向左转。拖拽“条件判断”到第二个“条件判断”的“NO”分支下并设置，增加条 件当模拟口 3变量大于130,拖拽“移动”并设置为“向右转”。当机器人检测 到黑线时，机器人向右转。机器人安装第一步：按第3课将机器人安装好 第二步：灰度传感器的安装NSTRSS纳英特3。机器人仿真系统COPYRIGHT。2006他内第黄怦电电子J北夕般

39、公T AU. RIGHTS RESERVCRD机器人编辑0臊I名称:赖色设置感应区央角：30Q半役：3Q端口号：卜区感应区是否显示坐标平面选择XI 一 X0. 1图7-6注意：传感器半径调节为3.图7-7装上两个灰度传感器，左边端口为5,右边为4.场地编辑这个场地涉及到地面黑线纹理，我们现在widows自带的画图工具面要把 场地的黑线先画好。1）点击图像一属性 将宽度和高度都设置为300像素。要求得砧助，诘在“帮助”菜华中，单击“砧助主题”.图7-8O价 ZQ 0 A 沁A SO O图7-12）在画图区画好所需要的黑线，注意线条粗细选择第二种比拟合理。文件9 编辑。查看9 图像豆）颜色 帮助国

40、）X27)动电及0109(5)X27)腐眼区*壮（王程序）衢内根|KJI用弭I美匍Ktiwtor (0,100) IMtor (1,100);f (OJOj j Bterd/-401 ;l*)6W |wtor (0,-40)；wtor (l40):LlJ l_j| *eaK |H*3T图 7-14左边传感器看到黑线，机器人左转，右边看到黑线机器人右转, 6）进入仿真否那么往前走。图 7-15地面灰度值的说明：仿真里对灰度传感器值的测量进入机器人编辑，点仿真工具，即可弹出仿真工具对话框NSTRSSALL R1OHTS RESERVtRDALL R1OHTS RESERVtRDCOPYRIGHT

41、0 2006 R机器人编辑纳英特3D机器人仿真系统懦工图 7-16各显神通1 .举例说明，机器人的主要功能有哪些？2 .机器人时装表演队，沿着直径为一米的圆进行时装表演，圆周为1cm宽 的黑线，试分别用单灰度和双灰度地面传感器来编程序，让机器人沿着黑线行 走。博弈舞台1 .用地面灰度传感器实现鸭妈妈领鸭宝宝过桥。要求，鸭妈妈带着着鸭宝 宝过桥且鸭妈妈与鸭宝宝均不能掉入河中，请分别设计鸭妈妈及鸭宝宝的机器 人程序。2 .试通过地面灰度传感器设计机器人巡逻程序。资源视窗“或”、“与”关系在设置“条件判断”模块的条件时，如果已经设置一个条件，再增加一个 条件，会自动弹出条件间关系的设置对话框。依据需

42、要，选择相应的逻辑关系 即可。“或”关系：表示两个条件中有一个成立，那么条件成立。“与”关系：表示两个条件都成立，那么条件成立。2 .与机器人 通讯口连接3 .根据下载提示将 开关拨到下载位置当机器人程序编好后，利用数据线把电脑和机器人连接起来，将程序传送 到机器人后，才能运行机器人。用数据线连接电脑和机器人，将机器人提起悬 空后，把机器人上的控制开关拨至“下载”位置,如图7-6所示。图7-7下载应用程序设置图7-6所示连接数据线单击主窗口工具栏上的“编译下载按钮”，在弹出的对话框中按图7-7所 示操作，将程序下载到机器人中，此后，机器人就能行动了。各显神通画一个想象中的机器人，用一句话说说你

43、的机器人有什么本领？提出一个 关于机器人的问题。通过各种途径了解和收集机器人资料，总结机器人开展史及未来开展方向。第9课机器人巡逻当人们出入某些宾馆、银行、商场时，大门会自动翻开或关闭，为什么它 们那么聪明呢？因为这些门安装了红外传感器。在机器人身上安装红外传感器, 机器人会增添新的功能，这是什么功能呢？学习任务本节课我们主要学习红外传感器的基本知识，了解红外传感器在实际生活 中的某些应用；在机器人巡逻活动为线索，学习选择结构的编程思路。引导路径红外传感器红外传感器具有红外信号发射与接收装置，发射装置发射红外 信号，接收装置接收红外信号。当接收装置收到发射装置发射的红外信号，机 器人即可利用收

44、到的信号来识别周围特定环境的变化。机器人就是利用这一原 理对检测其周围有、无障碍物的，红外传感器结构如图11-1所示。单向插座单向插座通过调节装置可以改变检测距离 的远近,一般地嘴时针旋转时， 检测距离变远，反之变近。指示装置黑色接收装置发射装置图6-1红外传感器假设有一重要建筑物，如图11-2所示，每天都有士兵进行巡逻，如果设计 一个机器人，代替士兵完成巡逻任务，该怎样实现呢？学习了红外传感器，你 有什么好的解决方法吗？要完成这项任务有两个环节，一是搭建机器人实物， 二是进行程序设计。搭建机器人第一步：按第3课将机器人安装好第二步：红外线避障传感器的安装端口设置为10 口NSTRSS机器人编辑COPYRKJHT 2008%内第黄件电