简易机器人专题讲座制作六角虫机器人.pdf

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1、2009 年第 11 期电子制作简易机器人专题讲座制作六角虫机器人编者按：通用技术教师学电子栏目，自开设以来得到广大通用技术教师的关注和欢迎。从本期开始对选学模块“简易机器人制作”中的教学问题适时地进行问与答。基于机器人的知识多数教师很陌生，本刊特邀多年从事机器人教学活动的北京 39 中学高级教师熊雪亭老师进行较为详尽的专题讲座。简易机器人套件大同小异，为方便讲解我们选择了武汉中夏无线电厂的产品为例进行说明（该厂产品与“苏教版”教材完全配套）。北京 39 中 熊雪亭图 1 为六角虫机器人。六角虫机器人能在计算机程序的控制下向前行进、后退和停止。与上一期制作的风车机器人相比，六角虫机器人的机械结

2、构较为复杂，主要体现在六脚的制作上。通过六角虫机器人的制作与学习，可以了解机械传动原理、直流电机的运动形式和计算机编程等内容。下面按以下四个步骤进行制作：一、搭建机器人的机械结构1 机械部件清单制作六角虫机器人所需的机械部件如图 2 所示。2 分析机械结构六角虫机器人机械结构大体由虫体、虫脚两部分组成。3 动手制作过程（1）制作虫体虫体由 1 块多孔板、4 块 10 孔插板组成、4 根S 型塑料件、2 根 5 孔塑料杆、电池盒和电机变速箱组成。用一块多孔板作为虫的主体。虫体的下面：在虫体（多孔板）的四角分别插接有 10 孔插板，中间用螺丝固定电机及变速箱。如图3。图 1学电子跟我来通 技 课

3、堂GENERAL TECHONLOGY65电子制作 2009 年第 11 期虫体的上面：连接有四根 S 型塑料件，用于限定脚的活动范围。还连接有两根 5 孔塑料杆，用于固定电池盒。最后将电池盒固定在 5 孔塑料杆上。如图 4。（2）制作虫脚先来制作六角虫机器人一侧的脚。一侧的脚由2 根 11 孔塑料杆、2 根 11 孔异形塑料杆、1 根 13孔塑料杆、1 个 L 型塑料件组成。需要提醒大家的是机器人的脚由于经常活动，使用普通螺丝易脱落，这里使用防松螺母。制作后如图 5。一侧的脚制作好后，用同样的方法制作另一侧的脚。（3）连接虫体和虫脚两侧的脚都做好后，我们将虫脚和虫体进行连接。首先，虫脚上的

4、L 型塑料件和虫体下面的变速箱主轴连接。然后，利用螺丝、防松螺母和垫圈将虫脚两侧的 11 孔塑料杆分别和虫体两侧的 10 孔插件进行连接固定。连接如图 6。利用同样的方法，我们将另一侧的虫脚也安装到虫体上。（4）安装触角最后为了使六角虫机器人能区分出运动的前后方向，我们将两根 S 型塑料件固定在虫体的一端作为六角虫机器人的两根触角，触角所指方向为六角虫的前方，如图 7。二、连接机器人的电路结构1 准备电路部件六角虫机器人需要的电路部件有中夏 II 型控制电路主板 1 块、连接式电机驱动板 1 块和六芯连线 1 根。2.电路连接过程第一步：用六芯连线将主板的输出接口 1 和电图 4图 5图 7学

5、电子跟我来通 技 课 堂GENERAL TECHONLOGY662009 年第 11 期电子制作学电子跟我来通 技 课 堂GENERAL TECHONLOGY机驱动板的输入接口进行连接。第二步，将电机引线连接到电机驱动板的输出接口 1。第三步，电源线连接到主板的电源接口。第四步：扬声器引出线连接到主板的喇叭接口。如图 8：电路连接示意图三、编写并下载程序如果让机器人完成指定的任务，需编写相应程序。我们准备好下载线后，就可以启动软件进行编程了。这里所使用的是中夏 II 型图形化编程语言环境。1 为机器人指定一个任务在这里，我们为六角虫机器人指定一个任务：向前行进 10 秒，然后暂停 6 秒，再倒

6、退 10 秒。2 编写测试程序为了准确控制机器人的行进方向，我们需要编写一个程序进行测试。测试的内容是让电机正转 5 秒，观察出六角虫机器人的行进方向程序流程如图 9 所示。3 下载测试程序第一步：连接下载线：下载线的串口插头连接在计算机主机的串口插座上，另一端3 针插头连接在主板的下载接口上。第二步：打开电源开关，将运行开关调整到下载状态，此时下载指示灯亮，表示可以进行下载。第三步：软件操作：单击功能命令区中的“下载程序”按钮。屏幕出现下载提示窗。在窗口的左下角进行串口选择，在这里选择串口一。单击“下载”，进度条充满绿色后表示数据传输完毕，单击“退出”。单击下载时，我们注意到主板的下载指示灯

7、会闪烁，同时听到蜂鸣声，这表示下载成功。4 运行并观察得出结论将测试程序下载到机器人的主板后，去除下载线，按运行开关，将下载状态调整到运行状态。此时程序运行。运行时我们注意观察六角虫的行进方向。在这里，观察得出如下结论：1 号电机正转使六角虫机器人向后倒退，1 号电机反转使六角虫机器人向前行进，1 号电机停转则六角虫静止。5 编写正式程序得知电机与行进方向的对应关系后，我们开始编写正式程序。程序编写好后，将它保存并下载到机器人的主板中。程序流程如图 10。图 867电子制作 2009 年第 11 期学电子跟我来通 技 课 堂GENERAL TECHONLOGY四、运行与调试机器人将运行开关调到

8、运行状态，运行机器人。刚刚制作的机器人，不一定一次成功，这就需要我们进行调试。调试过程中，六角虫机器人出现的问题大多集中在脚部。我们要确保脚部各个部件连接正确并将各个部件之间的松紧程度不断调整，直到适度的状态。表 1 是六角虫机器人可能出现的问题及解决方法，供大家参考。现 象原 因解决方法电源指示灯不亮1.未装电池或电池电量不足2.电源开关未放到开的位置3.电源引线接触不好或电源引线与主板连接错误1.更换电池2,将电源开关调到正确位置3.将电源引线正确连接到主板的电源接口上下载指示灯不亮1.未调到下载状态2.运行指令正在运行1.将主板调到下载状态2.等待运行指令执行完毕或按复位键或先将电源关闭

9、清除数据再打开电源下载指示灯不闪烁1.软件版本不对2.电脑串口选择不对1.使用对应的软件版本下载程序2.换一个串口再试脚不动或动作缓慢1.检查脚部连接是否正确2.固定脚的防松螺丝是不是太紧3.检查垫圈薄厚是否合适，是否使脚在一个平面中运动。1.正确连接2.调整防松螺丝，将部件之间连接程度放松些3.调整垫圈，使脚在一个平面内运动。电机不转1.电机引线接触不好或与电机驱动板连接错误2.电机驱动板与主板连接错误1.将电机引线连到电机驱动板的正确位置2.将电机驱动板连到主板的正确位置脚会脱落1.检查是否使用防松螺丝固定脚的部件2.检查螺丝是否太松1.将普通螺丝换成防松螺丝2.将防松螺丝调紧运动方向与指令相反请检查测试后的结论是否正确将程序中电机的运行方向反向调整即可表 1 六角虫机器人可能出现的问题及解决方法68