资源简介

(共36张PPT)
设计简单机器人
任课教师：杨XX
内容预览
02
03
06
CONTENTS
分析问题
设计巡线机器人
作业布置
目录
01
新知导入
04
设计按预设路线行进机器人
05
课堂小结
Part 01 新知导入
同学们，请观看视频，思考一下现实生活中，机器人的发展给仓库和物流带来了什么便利？
Part 01 新知导入
Part 01 新知导入
现在的快递业务量很庞大，单靠人力来分拣、搬运快件已经远远不能满足需求。人工智能和机器人的发展给仓储和物流带来了便利，快件的搬运、分拣等都可以由智能机器人自动完成。仓储机器人的高效率，可以为物流公司节省很多人力成本。
Part 02
02
分析问题
一、分析问题
新知讲解
机器人想要完成搬运工作，就必须能精准地沿着固定的路线行进。
可以有两种实现方式:
①通过程序预先设定好路线;
②用画线或点的方式在路面上标出引导线，机器人沿引导线行进。
为此，可以根据需要设计两种机器人——按预设路线行进的机器人和巡线机器人。
Part 03
03
设计按预设路线行进机器人
新知讲解
仓储机器人需将货物从起点运输至终点，假设其行进路线必须是:由起点出发，前行50cm后，右转90°﹐再前进100cm,然后左转45°,直行100cm到达终点。如右图所示。
二、设计按预设路线行进机器人
1、设计构思
新知讲解
仓储机器人需要满足的要求如表所示。
二、设计按预设路线行进机器人
对机器人结构的要求 需要考虑的事项
能行进 需要驱动系统
能运输货物 有能装载货物的结构或装置
2、搭建结构
新知讲解
可以在活动二完成的行进机器人的基础上做一些改装，增加运输货物的结构或装置。例如，可以先制作运输装置，再将其固定在车身上。
二、设计按预设路线行进机器人
制作运输装置
固定运输装置
3、编写程序
新知讲解
机器人完成这个行进任务的步骤是:①直行50cm,②向右转向90°,③直行100cm,④向左转向45°,⑤直行100cm。因此，程序可以采用顺序结构。解决本任务的关键在于设置直行距离和转向角度，电机的参数设置见表。
二、设计按预设路线行进机器人
3、编写程序
新知讲解
① 将动作库中的“移动转向”模块拖曳至主程序，开启指定秒数，设置功率和时间，让机器人完成前进50cm的动作。
二、设计按预设路线行进机器人
3、编写程序
新知讲解
② 从动作库中再拖曳一个“移动转向”模块至程序，修改转向角度值（默认设置下：大于0为右转，小于0为左转），让机器人完成右转90°的动作。
二、设计按预设路线行进机器人
3、编写程序
新知讲解
③从动作库中拖曳一个“移动转向”模块至程序，修改功率和时间，让机器人完成前进100cm的动作。
二、设计按预设路线行进机器人
3、编写程序
新知讲解
④从动作库中拖曳一个“移动转向”模块至程序，修改转向角度值，让机器人完成左转45°的动作。
二、设计按预设路线行进机器人
3、编写程序
新知讲解
⑤ 重复步骤③的动作，完成直行50cm→向右转向90°→直行100cm→向左转向45°→直行100cm的整个行走线路。
二、设计按预设路线行进机器人
4、运行与调试程序
新知讲解
将程序下载至控制器，运行与调试程序，让机器人按照要求完成任务。如果出现问题，尝试参考以下要点进行分析与解决：
二、设计按预设路线行进机器人
左右电机与控制器的连接是否正确
直行一段距离时，移动转向模块中功率和时间参数的设置是否合适
转弯时，转向值的设置是否合适
Part 04
04
设计巡线机器人
新知讲解
巡线机器人不需要知道具体的行进路线，它是根据地面上的引导线行进的。
因此，设计巡线机器人时，首先需要考虑以下问题:
◆ 机器人如何识别路线
◆ 需要安装什么传感器来识别路线
◆ 传感器应该安装在什么位置
三、设计巡线机器人
1、设计构思
新知讲解
巡线仓储机器人需要满足如表1-3-3所示的要求。
三、设计巡线机器人
可以在机器人上安装一个或多个光电传感器用于识别黑线，传感器的安装位置应该贴近地面。
知识链接
机器人在巡线过程中，通过收集光电传感器的参数来判断自己所处的位置。当传感器在黑线上时，反射光强度低，传感器返回读值较小;当传感器在白色区域时，反射光强度高传感器返回读值较大(图1-3-6)。
2、搭建结构
新知讲解
巡线机器人与之前按预设路线行进机器人的功能都是运输货物，因此可以在按预设路线行进机器人的基础上做一些改装，即再安装一个识别黑线的光电传感器。例如，可以先组装如图 1-3-7所示的光电传感器装置，再将其固定在车身上(见图1-3-8)。然后将光电传感器与控制器的3号端口进行连接，如图1-3-9所示，
三、设计巡线机器人
3、编写程序
新知讲解
巡线机器人前进时，要不停地判别自己是不是正在沿着引导线行进，一旦发现偏离引导线，立即调整行进方向。
三、设计巡线机器人
3、编写程序
新知讲解
巡线时，机器人可以采用一种摇摆式行进的方式:当机器人在黑线上时，向某一方向进行一定偏转;当机器人离开黑线时，向其反方向进行偏转，从而回到黑线上。其流程如图 1-3-11所示，电机的参数设置见表 1-3-4。
三、设计巡线机器人
3、编写程序
新知讲解
拖曳一个“循环结构”模块至主程序，其默认为无限循环。
三、设计巡线机器人
3、编写程序
新知讲解
② 拖曳一个“分支结构”模块至主程序，将其嵌入循环结构中，同时将该模块中的传感器修改为“颜色传感器”中的“比较—反射光线强度”模式。
三、设计巡线机器人
3、编写程序
新知讲解
当光线强度值<50时，光电传感器在黑线上，设置让右电机旋转，左电机关闭（即机器人向左偏转）。采用这种方式的目的是让机器人尽可能贴近黑线，不要脱离黑线太远，从而不利于后续回到黑线上的动作。
三、设计巡线机器人
3、编写程序
新知讲解
④当光线强度值≥50时，光电传感器在白色场地上，设置让右电机关闭，左电机开启（即机器人向右偏转，回到黑线上）。
三、设计巡线机器人
提示板
本例中的光电传感器具有3种模式:颜色模式、反射光线强度模式和环境光强度模式，识别黑线时应采用“反射光线强度”模式。光电传感器将光线的强度测量为0到100的百分比。其中，0表示非常暗，100表示非常亮。根据暗色吸光、亮色反光的原理，取其中间值来区分黑线和白色场地。当传感器采集到的数据值小于50，可以认为传感器在黑线上，反之则认为传感器在白色场地上。
4、运行与调试程序
新知讲解
将程序下载至控制器，运行与调试程序，让机器人按照要求完成任务。如果出现问题尝试参考以下要点进行分析与解决:
(1)程序的设计思路是否正确
(2)电机或传感器与控制器相连的端口序号是否正确
(3)传感器的位置安装是否合适 传感器位置是否贴近地面
(4)机器人的电源、机器人测试场地环境(光线、地面摩擦力、噪声等因素)对机器人是否有影响
三、设计巡线机器人
知识链接
通常可以通过设置左右轮的电机速度差来控制机器人小车的转向，当小车左侧车轮电机的速度>右侧车轮电机的速度时，小车会向右偏转;反之，小车会向左偏转。小车的旋转角度可以用电机的功率和运行时间来控制。
Part 05—课堂练习
1、机器人行进距离不准确，怎么解决？
这可能是由于电机功率或运行时间的设置不合适导致的。为了解机器人行进距离不准确决这个问题，尝试调整电机的功率和运行时间参数，使机器人的行进距离达到预期。
课堂小结
通过学习的内容，同学们学到了什么呢？
1、行进机器人
2、巡线机器人
Part 06—作业布置
、
（必做题）
1.完成活动三中的行进机器人及巡线机器人的程序编写。
编写题（选做，2选1）
1.编写程序，让机器人在直线上行进一段距离后向左转弯。
2.编写程序，让机器人完成一个等边三角形的行进路线。
谢谢观看!!!

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