慧鱼机器人小车实验报告

项目报告(慧鱼机器人)

苏州工业园区 职业技术学院

第一学期项目报告

时间：2009~~2010

项目报告(慧鱼机器人)

项目名称：慧鱼机器人 指导老师：王呈呈

系 部：信息工程系

班 级：移动

组 员：

09301 强、左婷、陈杨、宗慕倩

陈亚洲、张家栋、张浩、姚振

项目报告(慧鱼机器人)

一、慧鱼机器人的初步了解。

年从他的利——六面拼接体开始，发明了“慧鱼创意组合模型，能够展示科学原理和技术过程，为工厂研究设计工业自动化机器提供模拟、示范。

采用 慧鱼公司的创始人Artur Fischer 博士拥有专利5000 多项。他在1964慧鱼构件进行机器人创意制作，需要经过如下4 个阶段 1、培养手感阶段 2、模仿阶段 3、改进阶段 4、创新阶段

1、培养手感阶段

在这一阶段中，主要是熟悉慧鱼的各种构件，并锻炼用双手熟练拆装。

2、模仿阶段

按照操作手册中的示范，按顺序安装，做出完美的模型。

3、改进阶段

改进模型，做出不同的模型，培养学习想象力及创造力。

4、创造新阶段

从使用双手，模仿与改进，到左右脑的配合运用而创造出新的模型，这是慧鱼模型使用的完整过程，也是学生创造力培养的科学过程。

二、慧鱼的简单介绍

1、材料

优质尼龙塑胶、辅件为不锈钢、铝合金

2、特点

慧鱼之移动机器人

慧鱼机器人的简介：本设计是以德国慧鱼创意积木所组成的仿生模拟机器人为其

基本架构，透过圈形式人机介面LLWin，经由智慧型微电脑介面板去驱动机器人，使机器人细部动作很容易达到我们需求，进而取代以往由硬体描述语言所驱动架构，不但操作简易，更可使我们了解机械运作的原理。

移动机器人的主要构件：

马达2个；光敏电阻1个；灯泡1个；限位开关6个；其他原件若干。

实验部分：

必要试验：

1.实验名称：自动门的实现

实验原理：在门外的两侧装有光敏电阻传感器，当人来到时，挡住光线，使光

敏电阻获得信号，马达开始运作，门打开，开到一定的程度，碰到限位开关，马达停止，开门完成。人过去之后，一定时间（事先设置好），马达反方向运作，门反方向运动，到一定程度时碰到限位开关，马达停止，关门完成。

主要构件： 马达 限位开关 灯泡 光敏电阻

实验图：

实验程序：

实验总结：本实验比较简单，组装起来比较简单。但告诉了我们自动门的一种工作

原理，比较实用，有意义。

2实验名称： 计数器

实验原理： 利用马达运作带动上面的计数板转动，当计数板挡住灯泡的光

线时，光敏电阻获得信号，程序计数一次。

主要

毕 业 设 计(论 文)

题目 智能机器人小车

智能机器人小车

摘要

智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。本设计主要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论方案、分析方法及特色与创新点有一定的参考意义。同时小车可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。

整个小车平台主要以51单片机为控制核心，通过自动控制实现前进停止行驶；通过红外线传感器,实现小车的自适应巡航、避障等功能。

设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出有关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。最后将各个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模块有效整合在一起，达到所预期的目标，完成最终设计与制作，能使小车在一定的环境中智能化运转。

关键词：智能，红外线传感器，自动寻迹，

2 2

Abstract

Smart as a new

慧鱼制作说明书

注：因为本组缺少控制器等总要部件，所以采用单片机控制。

一：慧鱼构件

C51单片机、机械爪（含9g舵机）、L298n电机驱动、超声波传感器、红外光传感器等。 二：工作原理

智能搬运小车以c51单片机核心，通过8v电池组对L298N直流电机驱动模块供电驱动电机的正反转来达到小车转弯、前进，利用红外光线传感器检测道路上的黑线并沿着黑线前进、超声波传感器检测障碍物小车停止前进、此时9g舵机控制爪子的张开抓住物体、闭合，然后继续前行，它们协调工作完成智能车搬运和探测小车所处环境的一些实时信息的功能。

三：机器人制作过程和感悟

我们参加了学校举办的机器人比赛慧鱼组。学校给我们提供了最基础的设备，慧鱼机器人的套装，但我们缺少控制模块和供电设备。我们的机器人套装提供的是探索机器人，这与学校的要求有巨大的差距，因此需要我们自己的改装。

指导老师将套装交予我们后，我们当即组织人员分工，对机器人进行拼装和制作，在拼装中我们发现慧鱼机器人的的材质较为优良，易于拼装，各个卡口都较为准确。我们根据套装所提供的图纸反复拼装拆卸，熟悉了各个部件的用途。机器人的底盘已熟悉掌握。但我们缺少核心部件，因此我们根据需求购买了51单片机开发套装、L298N驱动模块

实验五 慧鱼创新设计实验报告

姓名 班级： 学号： 成绩： 实验日期： 教师签字：

一﹑实验目的

1、培养学生用创造性思维方法，设计、搭建新型的机构或装置；

2、加强学生对机电一体化的实践认识；

3、培养学生的创新意识及综合设计能力；

4、项目组织能力。

二﹑实验零件数目与完成时间

1﹑实验时间规划（按照5~7）规划

a、总负责人

b、分负责人 人

c、实验计划过程

清点实验器材 10:10---10:25

10:25---10:40

10:45---11:00

11:05---11:20

核对实验器材 11:25---11:30

2﹑实验组织方案（树状结构）

组长（）

记录员 分负责人

三﹑实验效果图

实验五 慧鱼创新设计实验报告

姓名 班级： 学号： 成绩： 实验日期： 教师签字：

一﹑实验目的

1、培养学生用创造性思维方法，设计、搭建新型的机构或装置；

2、加强学生对机电一体化的实践认识；

3、培养学生的创新意识及综合设计能力；

4、项目组织能力。

二﹑实验零件数目与完成时间

1﹑实验时间规划（按照5~7）规划

a、总负责人

b、分负责人 人

c、实验计划过程

清点实验器材 10:10---10:25

10:25---10:40

10:45---11:00

11:05---11:20

核对实验器材 11:25---11:30

2﹑实验组织方案（树状结构）

组长（）

记录员 分负责人

三﹑实验效果图

实验五 慧鱼创新设计实验报告

姓名 班级： 学号： 成绩： 实验日期： 教师签字：

一﹑实验目的

1、培养学生用创造性思维方法，设计、搭建新型的机构或装置；

2、加强学生对机电一体化的实践认识；

3、培养学生的创新意识及综合设计能力；

4、项目组织能力。

二﹑实验零件数目与完成时间

1﹑实验时间规划（按照5~7）规划

a、总负责人

b、分负责人 人

c、实验计划过程

清点实验器材 10:10---10:25

10:25---10:40

10:45---11:00

11:05---11:20

核对实验器材 11:25---11:30

2﹑实验组织方案（树状结构）

组长（）

记录员 分负责人

三﹑实验效果图

实验一

一、实验目的

掌握RoboCup仿真机器人足球比赛相关知识点，具体内容如下： （1） Linux操作系统的熟悉及了解其基本操作。 （2） 掌握Linux下如何进行C++编程，了解gcc编译器以及一些简单编辑工具，如：vi、

emacs、gedit、Anjuta、Kdevelope等。 （3） 启动RoboCup仿真（2D）足球队的比赛。

二、实验设备

硬件环境：PC机

软件环境：操作系统linux

三、实验内容

(1)掌握 Linux 一些常用的命令

a)如何找到用户主目录的绝对路径名?在自己的系统上,用户主目录的绝对路径名是 什么?

pwd /home/student

(2)将当前工作目录从/home/UVA 转到/home/Tsinghua 需要使用什么命令? 如何显示当前目录? cd /home/Tsinghua

(3)如何在当前目录下建立子目录 RoboCup? mkdir Robcup

(4)如何删除子目录 RoboCup? rmdir Robcup

(5)如何查看当前目录下的内容? ls

(6)如何将文件 start.sh 的权限设定为:start.sh 属于可读、可写、可执行? chmod 777 start

基于ARM的智能机器人小车控制系统设计

1 引言

机器人小车是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。随着传感技术、计算机科学、人工智能及其它相关学科的迅速发展，机器人小车正向着智能化的方向发展。机器人小车要具有智能其必须具有感知作业环境的能力、任务规划的能力以及决策的能力。从系统硬件层次上讲，机器人小车必须具有丰富的传感器，功能强大的控制计算机以及灵活精确的驱动系统。随着控制系统研究的深入，采用复杂的控制算法已成为必然，这使得软件的复杂度和程序代码增加。而单片机作为控制系统的微处理器，在数据处理和代码存储等方面都已经无法满足系统的需求，ARM微处理器资源丰富，具有良好的通用性，其主要优点是高性能、低价格、低功耗。ARM本身是32位微处理器，但却集成了16位的Thumb指令集，这使得ARM可以代替16位的处理器如51系列单片机使用，同时具有32位处理器的速度。基于ARM的嵌入式系统其性能优良，移植性好，已广泛应用在各个行业，因此将ARM微处理器应用于机器人小车的控制系统是一种较好的选择。 2 机器人小车控制系统结构

机器人小车底盘采用四轮结构，前轮为万向轮，起支撑作用，不起导向作用。两个后轮为驱动轮，采

21世纪将是个全面创新的时代,如何培养、提升现代学生的创造力、想象力与科学技能， 来迎接这个竞争的时代?

微型组合机器人能实现多种控制方式及多种模型设计，适合于机电一体化、工业 自动控制、机械创新等课程，推荐采用PLC控制技术。

微型组合机器人配有教材，图文并茂、浅显易懂，对每一个模型都作深入浅出的原理说明、功能解释，鼓励学生举一反三、活学活用，让他们不断发展创新。

微型组合机器人是通过各种各样的构件(功能模块)组合拼装而成，因此，“构件”是模型的最小组成部分。

实验一 计算机组合包创意实验设计

一 实验目的:

1、熟悉慧鱼模型的各个模块。 2、了解三自由度机器人的基本结构。

3、能够运用计算机编程，合理控制机器人的运动。 4、能进行简单创意实验设计。 二 实验器材:

慧鱼计算机组合包一套 慧鱼专用电源一套 PC机一台 LLWIN 软件一套 接口电路板一块 三 实验原理:

如图所示(见附图): 为一三自由度机器人，能够实现搬运工件的作用，三自* 由度机器人包括腰部、大臂以及夹钳。腰部能够

实现左右旋转运动，大臂能够实* 现上下的俯仰运动，夹钳则能够实现夹取物体。 该三自由度机械人总共涉及到6个行程开关

以及3个电