机器人创新实验报告

在机器人创新实验室，我们趁着周六空闲时间，从早上9：00到晚上9：00，顺利结束了机器人创新实验（1）。虽然时间比较紧张，但我们从中学到了许多，同时也从中体会到动手的乐趣。这次实验从很大程度上让我们从枯燥的课本走出来，亲自动手去摸索，去实践，从而体会到实验的乐趣，从中也学到了很多。

机器人创新实验虽然时间短，但是我们每个小组成员在老师的指导下有条不紊的进行，主要分四大部分：

1.熟悉机器人能力风暴VJC1.5仿真软件和能力风暴机器人，了解各个部分作用以及基本工作原理；

2.利用仿真软件编程，让机器人按照所编程序而做各种动作；

3.利用EI组件，配合仿真软件和机器人，动手组装教材模型；

4.利用EI组件，自己创新构造模型，实现其功能。

下面就具体的从这几个方面来介绍一下我们的实验内容：

1.熟悉机器人能力风暴VJC1.5仿真软件和能力风暴机器人，了解各个部分作用以及基本工作原理

先说一下机器人，“能力风暴”智能机器人融合了现代工业设计.机械.电子.传感器.计算机和人工智能诸多领域的先进技术。 能力风暴的活动器官是执行具体功能（如说话.走路.转圈等）时所要用到的部件。初次一看就像一个外星人飞船，仔细看大致分为了以下几个部分：主板，红外传感器，光敏传感器，碰撞传感器，扬声器，轮子，直流电动机等等。

主板

位于能力风暴心脏部位的控制部件是能力风暴的大脑--主板，跟人的大脑一样，它在控制机体运动的时候，要完成接受信息、处理信息、发出指令等一系列过程。能力风暴的大脑有记忆功能，这主要由主板上的内存实现，至于大脑的分析、判断、决策的功能则由主板上的众多芯片共同完成。

红外传感器

能力风暴的红外传感器能够和人的眼睛一样，在遇到前方有障碍物时，将信息反馈给大脑，再由大脑通知行走部件，避开障碍物。在能力风暴的可视范围内，它的可视距离是可以调整的。

光敏传感器

光敏传感器可以探测到地面各个位置的不同颜色和不同亮度，和人一样，能力风暴也能够知道它所处的环境范围内光线的强弱，光敏传感器位于机器人的正前方。光敏传感器将光线的强度转变为可读取的数字，这样能力风暴就可以判断周围光线的强度。通常光敏传感器将光线的强度转变成可读取的数字，这样能力风暴就可以判断周围光线的强度。

碰撞传感器

在能力风暴的正面下部放了几个碰撞传感器，分别在正前方、左前方和右前方，确保能力风暴的正常活动，但遇到障碍物的时候，通过碰撞能打开或者关闭开关，从而执行下一个命令。

扬声器

能力风暴也可以说话，它的嘴就是扬声器。当然现在还不能让能力风暴说人话，扬声器只能发出一定频率的声音，比如可以按照程序输出音乐旋律等。

轮子

能力风暴的轮子一共有四只：两只主动轮、两只从动轮。主动轮带动整个能力风暴运动，从动轮起到平衡和导向的作用。在4只轮子的共同配合下，能力风暴能够完成向前直走、向后倒退、左转、右转、原地打转等技术动作。

直流电机

在能力风暴上有两个直流电机，它在机器人轮子的上部，可以讲电池提供的电能转化为动能，让机器人利用电能动起来。直流电机通过调节不同的转动速度，可以实现机器人随心所欲的慢走或快走。

另外，能力风暴还有一个程序编辑软件VJC，可以对能力风暴进行编程并下载到能力风暴里。 下图就是VJC的界面，左侧包括了各个指令库，有执行器模块库，传感器模块库，控制模块库以及程序模块库等等。通过各个模块的调动来编程。

2.利用仿真软件编程，让机器人按照所编程序而做各种动作

了解了机器人和仿真软件，我们开始了各种尝试。刚开始我们编程最简单的动作，知识机械性的向前向后走，后来越来越熟练，就编的复杂了一点，通过调用各种循环，以及各个不同的传感器来实现复杂的动作。

最后验收的时候，我们给我们的编程取名“飞蛾扑火”，就是通过循环条件，让机器人一次又一次通过碰撞传感器来感知前方障碍物，并在碰撞后做出一系列的动作，例如，在感知到碰撞时，发出警报声，然后通过旋转指令来掉头，后退，在指定的时间内后退一段距离后，再次改变行驶方向，继续前进。总之，在这一连串的动作中，运用的命令大致包括前进，后退，音乐，碰撞感应，旋转等等。  在一次次的机械碰撞中，我们体会到了其中的乐趣。当然，这个阶段也就在欢声笑语中结束了。

3.利用EI组件，配合仿真软件和机器人，动手组装教材模型

按照教材所列的各个模型，每个小组挑选一种，通过组装EI组件来实现其功能。面对一大堆各种各样的组件，我们选择了传送带这个模型。我们按照教材的要求，先找齐了组装所需要的各个零件，然后开始了我们的组装计划，当然在组装中我们也是小麻烦不断，要不就是前后顺序给颠倒了，要不就是哪个零件给遗忘了，以至于还得拆了重新组装，总之，皇天不负有心人，在我们小组的共同努力之下，传送带完整的展现在我们面前。

接下来就是如何编程序让组件上的马达和所编的程序充分结合，从而实现完美的合作。我们又在组件中找了一个小灯来起到警示作用，传送带在正转的时候，我们利用红外线传感器感应，在机器人面前放上障碍物，此时传送带开始反转，同时小灯也开始亮起来，以达到警示作用。传送带正常运作，从未也完成了他的使命。

4.利用EI组件，自己创新构造模型，实现其功能。

最后的实验就是小组成员发挥自己的想象力，组件自己想要或者梦想的东西，面对这一大堆的零件，我们简单的复杂的都想了，最后我们小组的王明辉我们整天坐电梯，要不就做个升降机得了，我们感觉不错，达到了共识，既然有了明确的目标，我们就开始动手了，想了一下基本原理，肯定离不开传动件丝杠，另外我们还选了小电机，平板，减速齿轮箱，梁，1：1带轴转向齿轮箱，H型连接器，A型连接器等等，大致想到的零件收齐后，开始了组装。首先我们把小电机放在平板的下面使得平板上面部分看起来没那么复杂，把小电机附着在平板下方，与减速齿轮箱连接，接着利用带轴转向变速箱改变了小电机的转动方向，然后把丝杠下端与带轴转向变速箱连接，固定连接处后，利用梁等一系列的组件把丝杠上下固定以保持平稳这样组装基本上算是完事了。

接下来就是运作了，我们加上了提示灯，又结合风暴机器人的各种功能最后升降机顺利运行。我们利用红外传感器，上升过程中，红灯亮起，在遇到红外干扰时，升降机开始向下运行，同时红灯熄灭，绿灯亮起。警示灯，红外线感应以及升降机的结合，使得最后升降机的有序安全的运行。

随着升降机的顺利运行，我们的机器人创新实验也接近了尾声，短暂但充实的一天就这样结束了，显然我们还都沉浸在动手创新所体会到的乐趣之中。总之，从这门课程中我获益匪浅，懂得了团结的力量远远胜过一个人的力量，合作精神是很重要的；其次就是与其浑浑噩噩的度过一天不如全身心的投入自己的工作中，这样就不会为自己浪费了时间而懊恼，而且我们也从中能收获到不仅仅是知识，还有那份劳动的快乐。

 

第二篇：机器人创新设计及模拟实施实验报告

机器人创新设计及模拟实施实验报告

一．概述：

本课程要求在课程结束时，小组成员自行设计并利用实验器材组装出机器人。要求机器人有一定创新性，小组成员自行设计程序，机器人能按照设定的程序运行，并拍一段视频记录机器人运行过程。

二．设计思路：

         我们设计的是一个割草机器人，由两大部分组成——底盘和割草部分底盘为三轮式结构，其中两个为主动轮，分别有马达驱动，位于前方，车尾有一辅助轮。割草部分主要部分为割草滚刀，有马达带动。割草部分与底盘之间可以上下运动，当机器人处于非割草状态时，滚轮上身至离地面较高的位置，以方便移动，同时保护滚刀；当机器人准备割草是，割草部分下移，根据实际情况可调整滚到与地面的间隙，控制割草长度。

由于实验器材的原因，割草滚刀的上下移动是由一马达带动割草部分在垂直底盘的带有齿条的轨道上上下移动模拟的。由于实验器材所限，马达功率过低，导致割草滚刀部分只能下移，不能上升。

我们设想的机器人运行步骤大致是这样的：

1. 准备: 机器人静止，割草滚刀在离地较高的位置。

2. 起动：机器人向前运动，转弯，到达割草位置。这里向前运动由程序设定M1、M2的运行时间：转弯由一个电机运动，另一个电机停止运动实现。

3. 割草：机器人的割草滚刀向下移动，到达预订位置，滚刀启动。滚刀下移（由M3的运转实现，程序设定在开始运转一定时间后M3启动），先触动限位开关1，此时启动M4，带动滚刀转动，滚刀继续下降，触动限位开关2，M3停止转动，滚刀位置固定在这个位置上。

4. 完成：一段时间后（程序里设定）割完草割草滚刀停止，向上移动，触动限位开关1后停止，滚刀固定在离地高的位置。

5. 开始新循环。

          在控制程序的编写上，我们参考指导老师的意见为机器人设定了循环模式（程序另附）

         

三． 具体结构图

  

四．总结：

         总的来说，本次实验还是成功的，机器人基本达到了设计要求，能按照编写的程序运行，但机器人实际运行时，由于电机功率不足及设计上的缺陷，在割草滚刀上下移动时，不是很成功，需要人力辅助尤其是上升 。                           这是由于设计时没有充分考虑各方面因素而导致的。设计的割草部分过重，而割草部分与底盘之间的链接部分也没有设计好，导致M3驱动的齿轮与齿条间不能充分啮合，驱动的电机功率又不足，影响了割草部分的上下运动。