樂(lè)高機(jī)器人機(jī)電一體化創(chuàng)新設(shè)計(jì)ppt課件

1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)樂(lè)高機(jī)器人機(jī)電樂(lè)高機(jī)器人機(jī)電一體化創(chuàng)新設(shè)計(jì)一體化創(chuàng)新設(shè)計(jì)一、創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的目的一、創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的目的1、培養(yǎng)學(xué)生用創(chuàng)造性思維方法，設(shè)、培養(yǎng)學(xué)生用創(chuàng)造性思維方法，設(shè)計(jì)、搭建新型的機(jī)構(gòu)或裝置；計(jì)、搭建新型的機(jī)構(gòu)或裝置；2、引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用樂(lè)高機(jī)器人套件，、引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用樂(lè)高機(jī)器人套件，設(shè)計(jì)、制作智能機(jī)器人，提高學(xué)生設(shè)計(jì)、制作智能機(jī)器人，提高學(xué)生的觀察分析、動(dòng)手、創(chuàng)造能力，培的觀察分析、動(dòng)手、創(chuàng)造能力，培養(yǎng)他們的參與、競(jìng)爭(zhēng)、實(shí)踐與協(xié)作養(yǎng)他們的參與、競(jìng)爭(zhēng)、實(shí)踐與協(xié)作意識(shí)；意識(shí)；3、加強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)電一體化的實(shí)踐認(rèn)、加強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)電一體化的實(shí)踐認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及綜合設(shè)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及綜合

2、設(shè)計(jì)能力，并通過(guò)設(shè)計(jì)樂(lè)高機(jī)器人實(shí)計(jì)能力，并通過(guò)設(shè)計(jì)樂(lè)高機(jī)器人實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和機(jī)器人控制的快速入門。現(xiàn)計(jì)算機(jī)和機(jī)器人控制的快速入門。二、原二、原 理理 樂(lè)高樂(lè)高“課堂機(jī)器人是一種優(yōu)秀的課堂機(jī)器人是一種優(yōu)秀的科技教育產(chǎn)品，這一獨(dú)創(chuàng)性的教育工具科技教育產(chǎn)品，這一獨(dú)創(chuàng)性的教育工具是由美國(guó)麻省理工大學(xué)是由美國(guó)麻省理工大學(xué)(MIT)、美國(guó)、美國(guó)TUFTS大學(xué)、樂(lè)高公司和美國(guó)國(guó)家儀大學(xué)、樂(lè)高公司和美國(guó)國(guó)家儀器公司器公司(NI)共同開發(fā)研究的，它將模共同開發(fā)研究的，它將模型搭建和計(jì)算機(jī)編程有效地結(jié)合在一起，型搭建和計(jì)算機(jī)編程有效地結(jié)合在一起，使學(xué)生能夠設(shè)計(jì)自己的機(jī)器人，在計(jì)算使學(xué)生能夠設(shè)計(jì)自己的機(jī)器人，在計(jì)算機(jī)上

3、編寫程序，然后通過(guò)與計(jì)算機(jī)相連機(jī)上編寫程序，然后通過(guò)與計(jì)算機(jī)相連的紅外發(fā)射器將程序下載到機(jī)器人的大的紅外發(fā)射器將程序下載到機(jī)器人的大腦腦RCX微型電腦中，啟動(dòng)微型電腦中，啟動(dòng)RCX的開的開關(guān)，機(jī)器人就可以完全脫離計(jì)算機(jī)，按關(guān)，機(jī)器人就可以完全脫離計(jì)算機(jī)，按下載程序的指令獨(dú)立運(yùn)動(dòng)起來(lái)。例如通下載程序的指令獨(dú)立運(yùn)動(dòng)起來(lái)。例如通過(guò)使用光電傳感器，學(xué)生可以讓機(jī)器人過(guò)使用光電傳感器，學(xué)生可以讓機(jī)器人沿著一定的路線前進(jìn)、或繞某一物體轉(zhuǎn)沿著一定的路線前進(jìn)、或繞某一物體轉(zhuǎn)動(dòng)、或是藏在暗處等。動(dòng)、或是藏在暗處等。 二、原二、原 理理 樂(lè)高機(jī)器人由機(jī)械結(jié)構(gòu)件、控樂(lè)高機(jī)器人由機(jī)械結(jié)構(gòu)件、控制器、電機(jī)、傳感器等多個(gè)模

4、塊組制器、電機(jī)、傳感器等多個(gè)模塊組成，采用搭積木方式搭建，硬件成，采用搭積木方式搭建，硬件就是積木，軟件就是積木，軟件采用圖形化編程采用圖形化編程語(yǔ)言，不涉及單片機(jī)匯編語(yǔ)言與機(jī)語(yǔ)言，不涉及單片機(jī)匯編語(yǔ)言與機(jī)器碼編程。這就使系統(tǒng)理論教學(xué)，器碼編程。這就使系統(tǒng)理論教學(xué)，擺脫了單片機(jī)語(yǔ)言、電路結(jié)構(gòu)、微擺脫了單片機(jī)語(yǔ)言、電路結(jié)構(gòu)、微機(jī)接口等分支學(xué)科的束縛，可以直機(jī)接口等分支學(xué)科的束縛，可以直接根據(jù)系統(tǒng)要求，組態(tài)并展示系統(tǒng)接根據(jù)系統(tǒng)要求，組態(tài)并展示系統(tǒng)功能。讓學(xué)生主動(dòng)體現(xiàn)設(shè)計(jì)思想，功能。讓學(xué)生主動(dòng)體現(xiàn)設(shè)計(jì)思想，理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，更好地關(guān)注于理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，更好地關(guān)注于創(chuàng)新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及機(jī)電一體化系統(tǒng)創(chuàng)新

5、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及機(jī)電一體化系統(tǒng)集成。集成。三、儀器與設(shè)備三、儀器與設(shè)備 樂(lè)高積木有兩千多個(gè)各種形狀的積木組樂(lè)高積木有兩千多個(gè)各種形狀的積木組件，有足夠的零件讓你完成你的設(shè)想，更重件，有足夠的零件讓你完成你的設(shè)想，更重要的是，這些積木組件都按同一標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格設(shè)要的是，這些積木組件都按同一標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格設(shè)計(jì)、消費(fèi)，所有積木都是可兼容的。它依據(jù)計(jì)、消費(fèi)，所有積木都是可兼容的。它依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)就是樂(lè)高單位，而且積木有嚴(yán)格的質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)就是樂(lè)高單位，而且積木有嚴(yán)格的質(zhì)量保持，樂(lè)高積木模具公差僅為量保持，樂(lè)高積木模具公差僅為0.000005米。米。可以巧妙地利用樂(lè)高積木的特點(diǎn)可以巧妙地利用樂(lè)高積木的特點(diǎn)梁、塊、梁、塊、板和孔之

6、間的關(guān)系板和孔之間的關(guān)系完善你的結(jié)構(gòu)，完成完善你的結(jié)構(gòu)，完成你獨(dú)一無(wú)二的設(shè)計(jì)。你獨(dú)一無(wú)二的設(shè)計(jì)。 1. 支承元件2. 傳動(dòng)元件2. 傳動(dòng)元件3. 動(dòng)力元件樂(lè)高馬達(dá)內(nèi)置多級(jí)減速傳動(dòng)鏈 馬達(dá)馬達(dá)連接連接RCX的的AC輸出端口?？赏ㄟ^(guò)軟件編程對(duì)馬達(dá)進(jìn)輸出端口。可通過(guò)軟件編程對(duì)馬達(dá)進(jìn)行如下控制：行如下控制：1.正向旋轉(zhuǎn)，停頓；正向旋轉(zhuǎn)，停頓；2.反向旋轉(zhuǎn)，停頓；反向旋轉(zhuǎn)，停頓；3.改變旋轉(zhuǎn)方向；改變旋轉(zhuǎn)方向；4.加速或減速。加速或減速。4. 傳感器觸動(dòng)傳感器 光電傳感器 角度傳感器 目前，樂(lè)高機(jī)器人提供四種標(biāo)準(zhǔn)傳感器：光電、溫目前，樂(lè)高機(jī)器人提供四種標(biāo)準(zhǔn)傳感器：光電、溫度、角度及觸動(dòng)傳感器。度、角度及

7、觸動(dòng)傳感器。觸動(dòng)傳感器：觸動(dòng)開關(guān)觸動(dòng)傳感器：觸動(dòng)開關(guān)需連接到需連接到RCX輸入端或樂(lè)高輸入端或樂(lè)高8路輸入和輸出接口中黃色輸路輸入和輸出接口中黃色輸入通道入通道()。類型和供電要求類型和供電要求:無(wú)源數(shù)字傳感器無(wú)源數(shù)字傳感器典型應(yīng)用和說(shuō)明典型應(yīng)用和說(shuō)明:實(shí)例實(shí)例1：當(dāng)機(jī)器人碰到障礙物時(shí)，控制機(jī)器人后退、轉(zhuǎn)彎。：當(dāng)機(jī)器人碰到障礙物時(shí)，控制機(jī)器人后退、轉(zhuǎn)彎。實(shí)例實(shí)例2：在電梯模型中，可以作為樓層的觸動(dòng)按鈕。：在電梯模型中，可以作為樓層的觸動(dòng)按鈕。溫度傳感器溫度傳感器需連接到需連接到RCX輸入端或樂(lè)高輸入端或樂(lè)高8路輸入和輸出接口板上的黃色路輸入和輸出接口板上的黃色輸入通道）。測(cè)量范圍：輸入通道）。

8、測(cè)量范圍：-20C+50C類型和供電要求類型和供電要求:無(wú)源模擬傳感器無(wú)源模擬傳感器典型應(yīng)用和說(shuō)明典型應(yīng)用和說(shuō)明:實(shí)例實(shí)例1：觀測(cè)一杯熱水散熱時(shí)溫度的變化。：觀測(cè)一杯熱水散熱時(shí)溫度的變化。實(shí)例實(shí)例2：當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。：當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，控制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。光電傳感器光電傳感器傳感器測(cè)試范圍傳感器測(cè)試范圍0.6Lux(0%) 760Lux(100%)。利。利用該傳感器，你可以：用該傳感器，你可以：-通過(guò)檢測(cè)光強(qiáng)變化計(jì)數(shù)通過(guò)檢測(cè)光強(qiáng)變化計(jì)數(shù)-通過(guò)測(cè)試反向光強(qiáng)來(lái)辨別顏色通過(guò)測(cè)試反向光強(qiáng)來(lái)辨別顏色-測(cè)量一個(gè)光源的光強(qiáng)測(cè)量一個(gè)光源的光強(qiáng)類型和供電要求類型和供電要求:有源模擬傳感器有源模擬傳

9、感器典型應(yīng)用和說(shuō)明典型應(yīng)用和說(shuō)明:實(shí)例實(shí)例1：沿黑線機(jī)器人；實(shí)例：沿黑線機(jī)器人；實(shí)例2：在交通模型中，控制路：在交通模型中，控制路燈在晚上自動(dòng)打開；實(shí)例燈在晚上自動(dòng)打開；實(shí)例3：測(cè)量房間光線的分布，考查：測(cè)量房間光線的分布，考查房間照明是否合理。在競(jìng)速賽時(shí)，拍攝數(shù)字圖片。房間照明是否合理。在競(jìng)速賽時(shí)，拍攝數(shù)字圖片。 角度角度/位置傳感器位置傳感器可連接到可連接到RCX輸入端或樂(lè)高輸入端或樂(lè)高8路輸入和輸出接口板上的藍(lán)路輸入和輸出接口板上的藍(lán)色輸入通道）。利用這個(gè)傳感器，你可以：色輸入通道）。利用這個(gè)傳感器，你可以：-測(cè)試旋轉(zhuǎn)方向測(cè)試旋轉(zhuǎn)方向-發(fā)送一個(gè)運(yùn)動(dòng)，測(cè)量旋轉(zhuǎn)位置發(fā)送一個(gè)運(yùn)動(dòng)，測(cè)量旋轉(zhuǎn)位置

10、注意：不要將馬達(dá)直接聯(lián)接到位置傳感器，否則會(huì)大大縮注意：不要將馬達(dá)直接聯(lián)接到位置傳感器，否則會(huì)大大縮短傳感器使用壽命短傳感器使用壽命類型和供電要求類型和供電要求:有源數(shù)字傳感器有源數(shù)字傳感器 典型應(yīng)用和說(shuō)明典型應(yīng)用和說(shuō)明:實(shí)例實(shí)例1：測(cè)量車子走過(guò)的距離；實(shí)例：測(cè)量車子走過(guò)的距離；實(shí)例2：獲取機(jī)械手臂的位：獲取機(jī)械手臂的位置；實(shí)例置；實(shí)例3：獲取電梯到達(dá)的位置。：獲取電梯到達(dá)的位置。DCP 在實(shí)際應(yīng)用中，需要采集不同的物理量以實(shí)現(xiàn)不同的在實(shí)際應(yīng)用中，需要采集不同的物理量以實(shí)現(xiàn)不同的目的，目的， 4種傳感器可能不夠。為此，樂(lè)高與種傳感器可能不夠。為此，樂(lè)高與DCP公司合作公司合作開發(fā)了開發(fā)了LEG

11、O DCP適配器，可將適配器，可將DCP公司的工業(yè)傳感器與公司的工業(yè)傳感器與RCX連接起來(lái)，讓機(jī)器人采集高精度的電壓、溫度、濕度、連接起來(lái)，讓機(jī)器人采集高精度的電壓、溫度、濕度、pH值、聲音、旋轉(zhuǎn)值、聲音、旋轉(zhuǎn)/位移、壓力等信號(hào)，讓您的機(jī)器人更位移、壓力等信號(hào)，讓您的機(jī)器人更好地響應(yīng)外部環(huán)境。除了好地響應(yīng)外部環(huán)境。除了DCP傳感器，如果感興趣，您還傳感器，如果感興趣，您還可以根據(jù)需要，開發(fā)自己的傳感器，與可以根據(jù)需要，開發(fā)自己的傳感器，與RCX連接，讓您的連接，讓您的機(jī)器人更好地感覺(jué)外部世界。機(jī)器人更好地感覺(jué)外部世界。 其它傳感器其它傳感器A電壓傳感器：測(cè)量范圍：電壓電壓傳感器：測(cè)量范圍：電壓

12、25V，內(nèi)阻抗：，內(nèi)阻抗：410k B溫度傳感器：可以測(cè)量溫度傳感器：可以測(cè)量-30C 130C溫度溫度C濕度傳感器：可以測(cè)量濕度傳感器：可以測(cè)量0100%的相對(duì)濕度溫的相對(duì)濕度溫度范圍度范圍-20度到度到80度）度）D旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)/位移傳感器：位移傳感器：360旋轉(zhuǎn)，可測(cè)旋轉(zhuǎn)，可測(cè)340E空氣壓力傳感器：空氣壓力傳感器：0200KPa約約0-30psi）F聲音傳感器：測(cè)量范圍為：聲音傳感器：測(cè)量范圍為：50dB-100dBA加權(quán)）加權(quán)）GpH值傳感器適配器：與值傳感器適配器：與pH值電極配合使用，值電極配合使用，25C時(shí)每時(shí)每pH值的輸出為值的輸出為59.1mV。HREDOX適配器：高阻抗電壓適

13、配器，用于連接其適配器：高阻抗電壓適配器，用于連接其他傳感器或設(shè)備。電壓范圍為：他傳感器或設(shè)備。電壓范圍為：+/-1250mVI光度傳感器：對(duì)光強(qiáng)度具有較高的分辨，測(cè)量范圍光度傳感器：對(duì)光強(qiáng)度具有較高的分辨，測(cè)量范圍為為025000Lux.JDESIGNER傳感器套件：包括數(shù)字、模擬傳感器，傳感器套件：包括數(shù)字、模擬傳感器，測(cè)直流電壓，測(cè)量范圍為：測(cè)直流電壓，測(cè)量范圍為：02.5VK 線 性 加 速 計(jì) 傳 感 器 ： 加 速 范 圍 為 線 性 加 速 計(jì) 傳 感 器 ： 加 速 范 圍 為 -50m/s/s50m/s/s，斜度為，斜度為-90+90L電流傳感器：如下圖，電流傳感器：如下圖，

14、4mm插槽及電纜，可以替插槽及電纜，可以替換插口、探針及夾子，可測(cè)量換插口、探針及夾子，可測(cè)量-1A+1A的直流的直流5. RCX微型電腦 RCX微型電腦是樂(lè)高機(jī)器人不可缺少的大腦，微型電腦是樂(lè)高機(jī)器人不可缺少的大腦， 是它是它將普通的模型轉(zhuǎn)換成智能機(jī)器人。將普通的模型轉(zhuǎn)換成智能機(jī)器人。 通過(guò)不同的傳感器，通過(guò)不同的傳感器，RCX能夠接收外界環(huán)境的變化，進(jìn)行處理和運(yùn)算后，輸能夠接收外界環(huán)境的變化，進(jìn)行處理和運(yùn)算后，輸出指令來(lái)控制機(jī)器人的動(dòng)作。出指令來(lái)控制機(jī)器人的動(dòng)作。 RCX是美國(guó)麻省理工大學(xué)多媒體實(shí)驗(yàn)室研究多年的成是美國(guó)麻省理工大學(xué)多媒體實(shí)驗(yàn)室研究多年的成果，是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，或者說(shuō)是一個(gè)小

15、型電腦。果，是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，或者說(shuō)是一個(gè)小型電腦。RCX與普通的單片機(jī)有很大的區(qū)別，其最根本的區(qū)別是與普通的單片機(jī)有很大的區(qū)別，其最根本的區(qū)別是RCX有自己的類似有自己的類似WINDOWS的操作平臺(tái)，可以用多種高級(jí)的操作平臺(tái)，可以用多種高級(jí)編程語(yǔ)言來(lái)控制編程語(yǔ)言來(lái)控制RCX，而單片機(jī)只能使用匯編語(yǔ)言。，而單片機(jī)只能使用匯編語(yǔ)言。 The RCXRCX帶有自己的喇叭，可以播放6種不同的聲調(diào)。通過(guò)紅外通信，RCX可以：接收電腦上編寫的程序?qū)⒉杉趦?nèi)存的數(shù)據(jù)上傳到電腦進(jìn)行分析和另一個(gè)RCX進(jìn)行通信，方便制做大型智能系統(tǒng)。 燈燈連接連接RCX的的AC輸出端口?？赏ㄟ^(guò)軟件編程對(duì)燈進(jìn)輸出端口。可通過(guò)軟件

16、編程對(duì)燈進(jìn)行如下控制：行如下控制：1.開關(guān)；開關(guān)；2.以用戶定義的時(shí)間頻率閃爍；以用戶定義的時(shí)間頻率閃爍；3.改變發(fā)光強(qiáng)度。改變發(fā)光強(qiáng)度。蜂鳴器蜂鳴器 連接連接RCX的的AC輸出端口?？赏ㄟ^(guò)軟件編程對(duì)蜂鳴輸出端口。可通過(guò)軟件編程對(duì)蜂鳴器進(jìn)行如下控制：器進(jìn)行如下控制：1.開關(guān)；開關(guān)；2.發(fā)出兩種聲音。發(fā)出兩種聲音。利用軟件控制，需將蜂鳴器轉(zhuǎn)到正確位置，才能使利用軟件控制，需將蜂鳴器轉(zhuǎn)到正確位置，才能使其響應(yīng)實(shí)際聲音。其響應(yīng)實(shí)際聲音。6. IR紅外發(fā)射儀 將電腦程序下載到RCX，是電腦和RCX不可缺少的連接。有2種類型：USB接口：必須使用ROBOLAB版本2.5以上串口： RS232接口，可以兼

17、容所有ROBOLAB版本。 串口發(fā)射儀 USB發(fā)射儀7. 連接導(dǎo)線、軸套類零件與其它輔助元件8. 編程ROBOLAB軟件 為樂(lè)高機(jī)器人編寫程序的為樂(lè)高機(jī)器人編寫程序的ROBOLAB軟件是一個(gè)軟件是一個(gè)低起步，高發(fā)展，直觀易學(xué)的圖形化編程環(huán)境，是以低起步，高發(fā)展，直觀易學(xué)的圖形化編程環(huán)境，是以美國(guó)國(guó)家儀器公司的美國(guó)國(guó)家儀器公司的LabVIEW為基礎(chǔ)開發(fā)的。為基礎(chǔ)開發(fā)的。2019年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者William D. Phillips博士選用博士選用LabVIEW作為編程環(huán)境作為編程環(huán)境, 控制他發(fā)明的全新原子冷卻控制他發(fā)明的全新原子冷卻實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)。 LabVIEW采用圖形化

18、編程方式，產(chǎn)生的程序是框采用圖形化編程方式，產(chǎn)生的程序是框圖的形式，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，編程就像設(shè)計(jì)流程圖一圖的形式，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，編程就像設(shè)計(jì)流程圖一樣，在很短的時(shí)間內(nèi)就能夠?qū)W會(huì)。樣，在很短的時(shí)間內(nèi)就能夠?qū)W會(huì)。 由于由于 LABVIEW明明顯提高了科研和生產(chǎn)效率顯提高了科研和生產(chǎn)效率, 它在航天航空、通信、汽車、它在航天航空、通信、汽車、半導(dǎo)體和生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域很快得到廣泛應(yīng)用。半導(dǎo)體和生物醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域很快得到廣泛應(yīng)用。 樂(lè)高公司通過(guò)和美國(guó)國(guó)家儀器公司，美國(guó)樂(lè)高公司通過(guò)和美國(guó)國(guó)家儀器公司，美國(guó)TUFTS大學(xué)的友好合作，開發(fā)了基于大學(xué)的友好合作，開發(fā)了基于LabVIEW的機(jī)器人編程的機(jī)器人編

19、程軟件軟件ROBOLAB，使機(jī)器人更容易進(jìn)入課堂，使我們，使機(jī)器人更容易進(jìn)入課堂，使我們的學(xué)生在很小的年齡就可以開始編寫程序，體會(huì)計(jì)算的學(xué)生在很小的年齡就可以開始編寫程序，體會(huì)計(jì)算機(jī)的威力。機(jī)的威力。 ROBOLAB有有200多個(gè)編程模塊多個(gè)編程模塊,可以完成常見編程可以完成常見編程語(yǔ)言，如語(yǔ)言，如C/C+或或VisualBasic等軟件的功能。學(xué)生在計(jì)等軟件的功能。學(xué)生在計(jì)算機(jī)上為機(jī)器人編寫好程序，程序一旦下載到算機(jī)上為機(jī)器人編寫好程序，程序一旦下載到RCX，機(jī)器人就脫離計(jì)算機(jī)，根據(jù)程序指令，按照周圍環(huán)境機(jī)器人就脫離計(jì)算機(jī)，根據(jù)程序指令，按照周圍環(huán)境的輸入信息來(lái)行動(dòng)的輸入信息來(lái)行動(dòng),完全智能

20、化。當(dāng)然，如果機(jī)器人未完全智能化。當(dāng)然，如果機(jī)器人未按預(yù)先設(shè)計(jì)的行動(dòng)，即程序編寫不夠完善時(shí)，可以在按預(yù)先設(shè)計(jì)的行動(dòng)，即程序編寫不夠完善時(shí)，可以在計(jì)算機(jī)上修改源程序，再下載，運(yùn)行機(jī)器人進(jìn)行測(cè)試，計(jì)算機(jī)上修改源程序，再下載，運(yùn)行機(jī)器人進(jìn)行測(cè)試，直到機(jī)器人完全按要求工作為止。直到機(jī)器人完全按要求工作為止。 ROBOLAB軟件分為編程者軟件分為編程者(Programmer)和研究和研究者者(Investigator)兩部分兩部分, 可以在可以在ROBOLAB開始使用的開始使用的第一用戶界面選擇第一用戶界面選擇. 編程者主要用于控制機(jī)器人編程者主要用于控制機(jī)器人, 而研而研究者增加了數(shù)據(jù)采集和分析功能究

21、者增加了數(shù)據(jù)采集和分析功能,用于學(xué)科實(shí)驗(yàn)。用于學(xué)科實(shí)驗(yàn)。 ROBOLAB最突出的優(yōu)點(diǎn)是提供不同的編程級(jí)別最突出的優(yōu)點(diǎn)是提供不同的編程級(jí)別, 例如機(jī)器人編程者分為例如機(jī)器人編程者分為 “導(dǎo)航者和導(dǎo)航者和 “發(fā)明家發(fā)明家”. “導(dǎo)導(dǎo)航者級(jí)別提供的編程環(huán)境和例子較為簡(jiǎn)單，適宜初航者級(jí)別提供的編程環(huán)境和例子較為簡(jiǎn)單，適宜初學(xué)者；它為初學(xué)者提供了固定的編程模塊，你可以在學(xué)者；它為初學(xué)者提供了固定的編程模塊，你可以在這里用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖標(biāo)模塊并在下拉圖標(biāo)模塊中選取所這里用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖標(biāo)模塊并在下拉圖標(biāo)模塊中選取所需圖標(biāo)來(lái)完成。發(fā)明家級(jí)別則提供全部的控制能力。需圖標(biāo)來(lái)完成。發(fā)明家級(jí)別則提供全部的控制能力。這兩個(gè)級(jí)

22、別均包含四個(gè)等級(jí)，從淺到深。這兩個(gè)級(jí)別均包含四個(gè)等級(jí)，從淺到深。 四、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作四、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作 按模型組合包設(shè)備清單清點(diǎn)模型零件，并按類型分類按模型組合包設(shè)備清單清點(diǎn)模型零件，并按類型分類置放于裝料盤中；置放于裝料盤中； 2. 認(rèn)真閱讀模型組合包操作手冊(cè)；認(rèn)真閱讀模型組合包操作手冊(cè)； 3. 按組裝指導(dǎo)圖搭接模型，掌握組合模型的拼接方法；按組裝指導(dǎo)圖搭接模型，掌握組合模型的拼接方法； 4. 熟悉動(dòng)力元器件的裝配、連接方法；熟悉動(dòng)力元器件的裝配、連接方法； 包括：電動(dòng)機(jī)、傳感器、變壓器、氣動(dòng)元件、各種包括：電動(dòng)機(jī)、傳感器、變壓器、氣動(dòng)元件、各種開關(guān)等；開關(guān)等； 5. 熟悉組合包配備的軟

23、件熟悉組合包配備的軟件Robolab及接口。及接口。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 機(jī)器人的制作是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，首先你需機(jī)器人的制作是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，首先你需要確立目標(biāo)：你需要一個(gè)什么樣的機(jī)器人？接著需要要確立目標(biāo)：你需要一個(gè)什么樣的機(jī)器人？接著需要設(shè)計(jì)和搭建，然后在電腦上使用設(shè)計(jì)和搭建，然后在電腦上使用ROBOLAB為機(jī)器人為機(jī)器人編寫程序，通過(guò)紅外發(fā)射器將程序下載到編寫程序，通過(guò)紅外發(fā)射器將程序下載到RCX上。下上。下載成功后，載成功后，RCX就可以脫離計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行。最后是就可以脫離計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行。最后是測(cè)試你的機(jī)器人，是否實(shí)現(xiàn)了你的目標(biāo)？哪些需要改測(cè)試你的機(jī)器人，是否實(shí)

24、現(xiàn)了你的目標(biāo)？哪些需要改進(jìn)？回到第一步，改進(jìn)你的機(jī)器人。進(jìn)？回到第一步，改進(jìn)你的機(jī)器人。 在這個(gè)過(guò)程中，需要學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)作才能，綜在這個(gè)過(guò)程中，需要學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)作才能，綜合利用各種知識(shí)，還有充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神。合利用各種知識(shí)，還有充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神。 第一步：設(shè)計(jì)與搭建機(jī)器人第一步：設(shè)計(jì)與搭建機(jī)器人樂(lè)高機(jī)器人套件認(rèn)知、觀察，了解其種類、作用等相樂(lè)高機(jī)器人套件認(rèn)知、觀察，了解其種類、作用等相關(guān)信息；關(guān)信息； 選題，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，制定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行任務(wù)分工；選題，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，制定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行任務(wù)分工；運(yùn)用樂(lè)高機(jī)器人套件，組裝智能機(jī)器人。運(yùn)用樂(lè)高機(jī)器人套件，組裝智能機(jī)器人。 RCX微

25、型電腦是由微型電腦是由MIT開發(fā)的，是樂(lè)高機(jī)器人系開發(fā)的，是樂(lè)高機(jī)器人系統(tǒng)的核心部分。使用統(tǒng)的核心部分。使用ROBOLAB軟件及軟件及RCX，學(xué)生們，學(xué)生們可以創(chuàng)造、搭建、編程真正的機(jī)器人，讓它運(yùn)動(dòng)、做可以創(chuàng)造、搭建、編程真正的機(jī)器人，讓它運(yùn)動(dòng)、做動(dòng)作、甚至自己去動(dòng)作、甚至自己去“想想”。 為為RCX編寫程序，通過(guò)各種輸入傳感器與輸編寫程序，通過(guò)各種輸入傳感器與輸出馬達(dá)與燈等對(duì)周圍環(huán)境做出響應(yīng)。出馬達(dá)與燈等對(duì)周圍環(huán)境做出響應(yīng)。第二步：在第二步：在PC機(jī)上為機(jī)器人編寫程序機(jī)上為機(jī)器人編寫程序 為為RCX編寫控制程序的編寫控制程序的ROBOLAB軟件是一個(gè)簡(jiǎn)軟件是一個(gè)簡(jiǎn)單、直觀、易學(xué)的編程環(huán)境，是

26、以美國(guó)國(guó)家儀器公司單、直觀、易學(xué)的編程環(huán)境，是以美國(guó)國(guó)家儀器公司的的LabVIEW，流行于測(cè)量和自動(dòng)化領(lǐng)域的圖形化編程，流行于測(cè)量和自動(dòng)化領(lǐng)域的圖形化編程軟件為基礎(chǔ)開發(fā)的。軟件為基礎(chǔ)開發(fā)的。ROBOLAB軟件具有所有通用編軟件具有所有通用編程環(huán)境，如程環(huán)境，如C/C+或或VisualBasic等軟件的功能。在等軟件的功能。在計(jì)算機(jī)上為機(jī)器人編寫好程序，程序一旦下載到計(jì)算機(jī)上為機(jī)器人編寫好程序，程序一旦下載到RCX，機(jī)器人就脫離計(jì)算機(jī)，根據(jù)程序指令，按照周圍環(huán)境機(jī)器人就脫離計(jì)算機(jī)，根據(jù)程序指令，按照周圍環(huán)境的輸入信息來(lái)做出判斷，決定下一步如何行動(dòng)。完全的輸入信息來(lái)做出判斷，決定下一步如何行動(dòng)。完

27、全智能化。智能化。 美國(guó)國(guó)家儀器美國(guó)國(guó)家儀器NI公司的公司的LABVIEW軟件：軟件： 2019年，美國(guó)太空總署在監(jiān)測(cè)其飛船著陸、定位、位年，美國(guó)太空總署在監(jiān)測(cè)其飛船著陸、定位、位置 、 運(yùn) 轉(zhuǎn) 狀 況 等 時(shí) ， 使 用 了置 、 運(yùn) 轉(zhuǎn) 狀 況 等 時(shí) ， 使 用 了 L a b V I E W 軟 件 。軟 件 。LabVIEW軟件是一功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)完美的編程環(huán)境，軟件是一功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)完美的編程環(huán)境，深受大學(xué)、和各行各業(yè)的工程技術(shù)人員及科學(xué)家喜歡，深受大學(xué)、和各行各業(yè)的工程技術(shù)人員及科學(xué)家喜歡，并被廣泛使用。是測(cè)控領(lǐng)域倍受歡迎的軟件開發(fā)工具，并被廣泛使用。是測(cè)控領(lǐng)域倍受歡迎的軟件開發(fā)工

28、具，應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、航空航天、能源研究等各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、航空航天、能源研究等各個(gè)領(lǐng)域，用于數(shù)據(jù)采集與儀器控制、數(shù)據(jù)分析與處理等。用于數(shù)據(jù)采集與儀器控制、數(shù)據(jù)分析與處理等。 第三步：下載程序到第三步：下載程序到RCX RCX通過(guò)通過(guò)IR紅外發(fā)射儀與計(jì)算機(jī)通信。使用紅外發(fā)射儀與計(jì)算機(jī)通信。使用ROBOLAB編程軟件在計(jì)算機(jī)上編寫好編程，然后，編程軟件在計(jì)算機(jī)上編寫好編程，然后，通過(guò)與計(jì)算機(jī)串口機(jī)相連的通過(guò)與計(jì)算機(jī)串口機(jī)相連的IR發(fā)射儀下載到發(fā)射儀下載到RCX。IR與與RCX通過(guò)無(wú)線紅外方式通信。通過(guò)無(wú)線紅外方式通信。 下載的固件包括了下載的固件包括了RCX硬件的細(xì)節(jié)和底層的編程硬件的細(xì)節(jié)和底層的編程指令，指令，ROBOLAB軟件也將難懂的匯編語(yǔ)言表達(dá)為一軟件也將難懂