資源簡介

(共36張PPT)
設計簡單機器人
任課教師：楊XX
內容預覽
02
03
06
CONTENTS
分析問題
設計巡線機器人
作業(yè)布置
目錄
01
新知導入
04
設計按預設路線行進機器人
05
課堂小結
Part 01 新知導入
同學們，請觀看視頻，思考一下現實生活中，機器人的發(fā)展給倉庫和物流帶來了什么便利？
Part 01 新知導入
Part 01 新知導入
現在的快遞業(yè)務量很龐大，單靠人力來分揀、搬運快件已經遠遠不能滿足需求。人工智能和機器人的發(fā)展給倉儲和物流帶來了便利，快件的搬運、分揀等都可以由智能機器人自動完成。倉儲機器人的高效率，可以為物流公司節(jié)省很多人力成本。
Part 02
02
分析問題
一、分析問題
新知講解
機器人想要完成搬運工作，就必須能精準地沿著固定的路線行進。
可以有兩種實現方式:
①通過程序預先設定好路線;
②用畫線或點的方式在路面上標出引導線，機器人沿引導線行進。
為此，可以根據需要設計兩種機器人——按預設路線行進的機器人和巡線機器人。
Part 03
03
設計按預設路線行進機器人
新知講解
倉儲機器人需將貨物從起點運輸至終點，假設其行進路線必須是:由起點出發(fā)，前行50cm后，右轉90°﹐再前進100cm,然后左轉45°,直行100cm到達終點。如右圖所示。
二、設計按預設路線行進機器人
1、設計構思
新知講解
倉儲機器人需要滿足的要求如表所示。
二、設計按預設路線行進機器人
對機器人結構的要求 需要考慮的事項
能行進 需要驅動系統
能運輸貨物 有能裝載貨物的結構或裝置
2、搭建結構
新知講解
可以在活動二完成的行進機器人的基礎上做一些改裝，增加運輸貨物的結構或裝置。例如，可以先制作運輸裝置，再將其固定在車身上。
二、設計按預設路線行進機器人
制作運輸裝置
固定運輸裝置
3、編寫程序
新知講解
機器人完成這個行進任務的步驟是:①直行50cm,②向右轉向90°,③直行100cm,④向左轉向45°,⑤直行100cm。因此，程序可以采用順序結構。解決本任務的關鍵在于設置直行距離和轉向角度，電機的參數設置見表。
二、設計按預設路線行進機器人
3、編寫程序
新知講解
① 將動作庫中的“移動轉向”模塊拖曳至主程序，開啟指定秒數，設置功率和時間，讓機器人完成前進50cm的動作。
二、設計按預設路線行進機器人
3、編寫程序
新知講解
② 從動作庫中再拖曳一個“移動轉向”模塊至程序，修改轉向角度值（默認設置下：大于0為右轉，小于0為左轉），讓機器人完成右轉90°的動作。
二、設計按預設路線行進機器人
3、編寫程序
新知講解
③從動作庫中拖曳一個“移動轉向”模塊至程序，修改功率和時間，讓機器人完成前進100cm的動作。
二、設計按預設路線行進機器人
3、編寫程序
新知講解
④從動作庫中拖曳一個“移動轉向”模塊至程序，修改轉向角度值，讓機器人完成左轉45°的動作。
二、設計按預設路線行進機器人
3、編寫程序
新知講解
⑤ 重復步驟③的動作，完成直行50cm→向右轉向90°→直行100cm→向左轉向45°→直行100cm的整個行走線路。
二、設計按預設路線行進機器人
4、運行與調試程序
新知講解
將程序下載至控制器，運行與調試程序，讓機器人按照要求完成任務。如果出現問題，嘗試參考以下要點進行分析與解決：
二、設計按預設路線行進機器人
左右電機與控制器的連接是否正確
直行一段距離時，移動轉向模塊中功率和時間參數的設置是否合適
轉彎時，轉向值的設置是否合適
Part 04
04
設計巡線機器人
新知講解
巡線機器人不需要知道具體的行進路線，它是根據地面上的引導線行進的。
因此，設計巡線機器人時，首先需要考慮以下問題:
◆ 機器人如何識別路線
◆ 需要安裝什么傳感器來識別路線
◆ 傳感器應該安裝在什么位置
三、設計巡線機器人
1、設計構思
新知講解
巡線倉儲機器人需要滿足如表1-3-3所示的要求。
三、設計巡線機器人
可以在機器人上安裝一個或多個光電傳感器用于識別黑線，傳感器的安裝位置應該貼近地面。
知識鏈接
機器人在巡線過程中，通過收集光電傳感器的參數來判斷自己所處的位置。當傳感器在黑線上時，反射光強度低，傳感器返回讀值較小;當傳感器在白色區(qū)域時，反射光強度高傳感器返回讀值較大(圖1-3-6)。
2、搭建結構
新知講解
巡線機器人與之前按預設路線行進機器人的功能都是運輸貨物，因此可以在按預設路線行進機器人的基礎上做一些改裝，即再安裝一個識別黑線的光電傳感器。例如，可以先組裝如圖 1-3-7所示的光電傳感器裝置，再將其固定在車身上(見圖1-3-8)。然后將光電傳感器與控制器的3號端口進行連接，如圖1-3-9所示，
三、設計巡線機器人
3、編寫程序
新知講解
巡線機器人前進時，要不停地判別自己是不是正在沿著引導線行進，一旦發(fā)現偏離引導線，立即調整行進方向。
三、設計巡線機器人
3、編寫程序
新知講解
巡線時，機器人可以采用一種搖擺式行進的方式:當機器人在黑線上時，向某一方向進行一定偏轉;當機器人離開黑線時，向其反方向進行偏轉，從而回到黑線上。其流程如圖 1-3-11所示，電機的參數設置見表 1-3-4。
三、設計巡線機器人
3、編寫程序
新知講解
拖曳一個“循環(huán)結構”模塊至主程序，其默認為無限循環(huán)。
三、設計巡線機器人
3、編寫程序
新知講解
② 拖曳一個“分支結構”模塊至主程序，將其嵌入循環(huán)結構中，同時將該模塊中的傳感器修改為“顏色傳感器”中的“比較—反射光線強度”模式。
三、設計巡線機器人
3、編寫程序
新知講解
當光線強度值<50時，光電傳感器在黑線上，設置讓右電機旋轉，左電機關閉（即機器人向左偏轉）。采用這種方式的目的是讓機器人盡可能貼近黑線，不要脫離黑線太遠，從而不利于后續(xù)回到黑線上的動作。
三、設計巡線機器人
3、編寫程序
新知講解
④當光線強度值≥50時，光電傳感器在白色場地上，設置讓右電機關閉，左電機開啟（即機器人向右偏轉，回到黑線上）。
三、設計巡線機器人
提示板
本例中的光電傳感器具有3種模式:顏色模式、反射光線強度模式和環(huán)境光強度模式，識別黑線時應采用“反射光線強度”模式。光電傳感器將光線的強度測量為0到100的百分比。其中，0表示非常暗，100表示非常亮。根據暗色吸光、亮色反光的原理，取其中間值來區(qū)分黑線和白色場地。當傳感器采集到的數據值小于50，可以認為傳感器在黑線上，反之則認為傳感器在白色場地上。
4、運行與調試程序
新知講解
將程序下載至控制器，運行與調試程序，讓機器人按照要求完成任務。如果出現問題嘗試參考以下要點進行分析與解決:
(1)程序的設計思路是否正確
(2)電機或傳感器與控制器相連的端口序號是否正確
(3)傳感器的位置安裝是否合適 傳感器位置是否貼近地面
(4)機器人的電源、機器人測試場地環(huán)境(光線、地面摩擦力、噪聲等因素)對機器人是否有影響
三、設計巡線機器人
知識鏈接
通常可以通過設置左右輪的電機速度差來控制機器人小車的轉向，當小車左側車輪電機的速度>右側車輪電機的速度時，小車會向右偏轉;反之，小車會向左偏轉。小車的旋轉角度可以用電機的功率和運行時間來控制。
Part 05—課堂練習
1、機器人行進距離不準確，怎么解決？
這可能是由于電機功率或運行時間的設置不合適導致的。為了解機器人行進距離不準確決這個問題，嘗試調整電機的功率和運行時間參數，使機器人的行進距離達到預期。
課堂小結
通過學習的內容，同學們學到了什么呢？
1、行進機器人
2、巡線機器人
Part 06—作業(yè)布置
、
（必做題）
1.完成活動三中的行進機器人及巡線機器人的程序編寫。
編寫題（選做，2選1）
1.編寫程序，讓機器人在直線上行進一段距離后向左轉彎。
2.編寫程序，讓機器人完成一個等邊三角形的行進路線。
謝謝觀看!!!

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