能力风暴机器人认知.pptVIP

第一部分：机器人控制技术的发展历史 发条和秒表和继电器组成的控制器 在电气时代开始时，人们用钟表内机械的旋转分时控制一些继电器的通断，从而控制一些机床和生产线的运行。这种装置类似于早期洗衣机内的定时器。 齿轮和凸轮组成的控制器 在模拟计算机诞生前，也就是蒸汽机时代，有些机械天才硬是用数百个齿轮和凸轮搭建出机械计算机，人们通过转动印有数字的各种齿轮，另一些齿轮就将运算结果显示出来。机械计算机在人类史上上曾经是高科技产品，第二次世界大战时，德国著名的密码机就是一种机电混合式计算机，它当时是最必威体育官网网址的通信工具。 模拟计算机 在数字计算机诞生前，人们用电子管、电容器和电感线圈、电阻搭建模拟计算机，能够完成许多简单的计算和控制任务。所谓模拟计算机就是其计算采用的信号不是1、0 数字信号，而是电压连续变换的模拟信号，类似于自动控制原理中的各种控制器采用的运算。别小看了模拟计算机，上世纪80 年代中东战争时，阿拉伯国家使用的苏制全自动自行防空炮内采用模拟计算机实现计算飞机轨迹并控制火炮射击标。 能力风暴的身体结构控制部分 主板 控制按键 充电指示灯、下载口、充电口、开关、复位、运行、电源指示灯 感官部分 感官部分是能力风暴机器人用来和环境进行交流——采集环境信息的一组器件，我们称之为传感器。 传感器：能够感受被测量（如物理量、化学量、生物量），并能按照一定的规律转换成可用输出信号（通常为电信号）的器件或装置。 碰撞传感器 机器人的碰撞机构能够检测到来自360°范围内物体的碰撞，使机器人遭遇到来自不同方向的碰撞后，能够转弯避开并保持正常活动。 两部分组成：碰撞环和碰撞开关。 对应JC代码：bumper ( ) 返回值： 0无碰撞；1左前侧有碰撞；2右前侧有碰撞,4左后有碰撞，8右后有碰撞。 红外传感器 能力风暴运用了2只红外发射管（970nm）和一只红外接收模块构成红外传感系统 (见图）。主要用来检测前方、左前方和右前方的障碍，检测距离范围为10～80cm。 红外传感器的测障原理 红外传感器是靠发射并接收由障碍物反射回来的红外光来判断是否有障碍（见图）。 int ir_detector() 返回值：0无障碍；1左侧有障碍；2右侧有障碍；4前方有障碍。 光敏传感器 和人一样，能力风暴机器人也能够知道它所处环境范围内光线的强弱 。 原理：本质上是电阻，且其阻值随外部光线的变化而发生变化，光线越强，阻值越小。 对应JC的函数：photo(1)——左光敏传感器,photo(2)——右光敏传感器，其返回值代表光线的强弱，光越强，值越小，变化范围：0~255 麦克风 感知外界的声音 工作原理 音模震荡?音圈切割磁力线?输出电压信号?放大?计算机（68HC11) 声控开关，噪音报警 对应JC的函数： microphone （）读声音读传感器的值。返回值是0到255间的整数值，声音越响数值越大。 光电编码器 用于测距 原理：发射红外光?码盘（与电机轴相对固定）?反射（白色区域大部分反射，黑色区域大部分吸收）?放大?计算机 对应JC代码： int rotation(int index) 读取光电编码器脉冲累计读数。 光电编码器编号index：左1,右2。 int encoder(int index) 读取光电编码器的当前状态。 0为低电平/1为高电平（分别对应码盘的白条/黑条）。 执行部分 机器人的执行部分是指机器人执行具体功能时所要用到的部件 。 扬声器、LCD、主轮及其驱动机构 扬声器 扬声器，就是能力风暴机器人的喇叭，用于发声的部件。 主动轮及其驱动机构 能力风暴机器人有两个主动轮，两个主动轮带动整个机器人的运动。 驱动机构在这里是两个三级减速箱。 Ｉ=Z1/Z2 Z1为主动齿轮的齿数，Z2为被动齿轮的齿数 。 输出的速度可表达为： V输出＝V动力源×I 导向轮、直流电机 通过导向轮可以实现动态和静态的平衡以及实现一定的越障功能。 将电能转换为动能，为机器人提供动力。 直流电机的基本概念 直流电动机的机械特性 PWM（脉冲宽度调制）调速 通过调节加在电枢绕组上的脉冲电压在每个周期内的占空比，达到调节电枢平均电压，进而实现调速。 注意：由于电机的绕组是电感性元件，因此实际加在绕组上的电压并非严格的矩形脉冲。 PWM示意 能力风暴的电池 7.2伏 锂电 断面为梳状结构，为了增大受光面积 ? 无返回信号 有返回信号 反射型红外光电传感器 光电编码器工作原理图 红外光射在黑色辐条上时没有反射信号，因为红外光大部分已经被黑色辐条吸收；当红外光射在白色辐条上时有反射信号，因为红外光在白辐条上