小学组机器人接力赛方案说明书Word文档下载推荐.docx
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1、场地示意图
2.方案思路
首先我们把机器人要完成的任务拆分为以下几个部分:
1)1号车从起点出发,用指南针校正,伺服马达辅助引导方向,让机器人向前走一定的时间,经过跨栏区到达入弯地点。
2)1号车进入转弯状态,伺服马达方向往左打以便更好引导小车转向。
并把转弯过程按照角度细分为6个小过程,指南针角度从入弯前的0度转到330度为第一个过程,从330度转到300度是第二个过程,依此类推,机器人从210度转到180度是第最第六个过程。
做完最后一个过程1号车应该到达交接区域。
3)1号车在交接区域把小球交给2号车,并触发2号车启动。
4)2号车启动后,走黑线的算法也是和1号车相似,最终到达起始区域。
程序实现:
为了简化程序,按各功能来分开编写子程序,再按照流程图将它们编写为一个主程序。
第二节结构搭建及器材
器材准备:
参考“搭建手册.pdf”文件
搭建步骤:
参考“搭建手册.pdf”文件搭建机器人。
端口接插:
用机器人快车打开主程序,1号车为文件夹“Car1”下面的“Car1.rcu”文件,2号车为文件夹“Car2”下面的“Car2.rcu”文件,“项目”->
“硬件信息”打开硬件信息对话框,点击相应的端口名字查看接插情况。
如果出现马达和风扇的运动方向相反了,可以把插在端口的控制线反向插上,但确保黑色线对G端口。
第三节程序说明
主程序局部变量的说明:
counter——计数器
degree——角度传感器数值
全局变量的说明:
g_Speed——马达正常运行速度
g_ModifySpeed——马达作调整时的运行速度
g_Small——走直线时,小偏差角度;
处于小范围里面,所要调整的幅度就要小
g_Big——走直线时,大偏差角度;
处于大范围里面,所要调整的幅度就要大
注意:
在子程序中要先引用主程序中定义的全局变量才能使用该全局变量。
模块说明:
SelfTest模块的说明
模块图标为:
功能:
检查机器人的传感器
说明:
把车体反方向摆放在起始点,启动机器人后,指南针读数范围在90-270度时,机器人自动执行该子函数对自身传感器进行检测。
开背光,角度传感器数值显示在第1位。
此时可以校正指南针。
GetNewAngle模块的说明
根据要比较的角度获取新的角度
参数:
1)middleAngle:
要比较的角度范围360-720
2)oldAngle:
旧角度范围0-360
返回值:
范围在(middleAngle-180)到(middleAngle+180)
读取指南针数值后进行角度比较时使用。
如果有一定基础可以认真理解其思路。
GoAngle模块的说明
朝某个角度调整机器人的方向
1)angle:
要调整的角度,范围0-360
读取指南针数值,根据偏差的角度大小用不同的调整幅度调整机器人的运行状态。
GoAngleTime模块的说明
朝某个角度走一定时间
1)angle:
要走的角度,范围0-360
2)time:
要走的时间,单位百分之一秒,范围0-255
在一定的时间内,不断调用GoAngle调整机器人
TurnLeft模块的说明
左转到angle的角度
要转向的角度,范围0-360
2)LState:
左马达状态,根据硬件的设置,2为向前,0为后退,1为停止
3)LSpeed:
左马达速度,范围0-100
4)RState:
右马达状态,根据硬件的设置,2为向前,0为后退,1为停止
5)RSpeed:
右马达速度,范围0-100
利用左右轮子的速度差调整转弯的幅度,转到指南针读数小于或者等于angle设定的角度为止。
BackAngle模块的说明
车头朝某个角度,后退调整机器人的方向
要调整的车头角度度,范围0-360
读取指南针数值,根据偏差的角度大小用不同的调整幅度调整机器人的运行状态
BackAngleTime模块的说明
车头朝某个角度,后退走一定时间
要调整的车头角度,范围0-360
在一定的时间内,不断调用BackAngle调整机器人
第四节程序调试
由于不同机器人的硬件性能存在差异,因此调试程序是必要的。
严格按照下面的步骤调试,将达到事半功倍的效果,使调试过程充满乐趣,充分体验用模块化思维解决问题的优势。
1、视频
观看视频,进一步了解机器人完成任务的整个过程。
2、检测马达转向
在主程序里,单独控制左、右两个马达,两个马达的“state”值都填2,“speed”值都填100,编译,下载程序,实际运行,观察马达的转向是否都是向着机器人前进的方向,如果不是,可以通过更改马达的插接方式来校正。
3、全局变量
g_Speed
马达正常运行速度,修改时需要与g_ModifySpeed一起成对修改。
g_ModifySpeed
马达作调整时的运行速度;
如果机器人朝某个角度所走的直线不直,可以适当增加或者减少此值。
g_Small
走直线时,小偏差角度;
处于小范围里面,所要调整的幅度就要小。
g_Big
走直线时,大偏差角度;
处于大范围里面,所要调整的幅度就要大。
4、如何让机器人运行自检程序
把车体反方向摆放在起始点,启动机器人后,指南针读数范围在90-270度时,机器人自动执行自检程序对自身传感器进行检测。
如果开机后机器人马达有运动而不是执行自检程序(静止),应该是指南针没有校正好,此时可以把机器人正向放置在起点(不要关闭电源),按指南针上的正北校正按钮,然后关掉电源,把车体反方向摆放在起始点,重新开始操作。
自检程序执行:
5、矫正角度传感器的角度
请参考角度传感器的使用说明,矫正角度。
矫正后要求0、90、180、270四个角度都正确,把两台小车方在各自的起始点,正前方为0度,正右方为90度,正下方为180度,正左方为270度。
建议上面四个角度允许偏差在2度以内,如果偏差较大,请重新校正指南针。
偏差越小越好,通常需要经过多次校正才能达到较小的偏差。
注意:
角度传感器要尽量远离马达,减少干扰。
从起始点,正对前方向为角度传感器的0度方向。
6、程序的调试
用机器人快车打开主程序,1号车程序在文件夹“Car1”下面的“Car1.rcu”文件,2号车程序在文件夹“Car2”下面的“Car2.rcu”文件,根据程序的文字提示说明可以修改相应的数值。
如果需要对子程序模块进行修改,可以通过下面方面进行。
在此仅说明如何在主程序里直接进入子程序模块进行编辑的方法,详细的使用方法请阅读《机器人快车》软件里的帮助文档。
在主程序里单击要修改的子程序模块图标,再单击工具栏上的
,会弹出新的子程序窗口,在此可以编辑子程序。
编辑完成后,点
保存,再进入主程序,重新编译,刚才修改过的子程序就已经被运用在重新编译过的主程序里了。
第五节使用技巧及优化
1、电池的使用
准备好两份的电池和充电器(可以从中鸣数码科技有限公司订购)可以使你在调试程序的过程中,
不会因为电池电量不足而被迫停止调试。
在主控制器电源指示灯不断闪烁的情况下,必须更换电池。
刚充好电的电池电压比较高,此时使用会让机器人运行速度比平时调试时候快。
建议比赛时候使用的电池电压与平时调试的电压一致,避免因为电压不同出现机器人走的路程发生明显的变化。
平时调试时候可以编写两套程序,一套是电量充足的,一套是电量中等的,根据不同的电量下载不同的程序。
2、小技巧
为了更好交接小球并使交接碰撞后不把2号车撞歪,可以把1号车的持球装置往左斜一点角度安装,这样在碰撞时候刚好小球能正对着2号车。
因为机器人的行走是由时间或者角度控制,所以不能完全避免机器人走到转弯点处的位置有误差的出现。
此时可以修改直行的角度或者直行的时间并从新下载程序,也可以在开始区域摆放机器人时,相应往前后左右挪动一点位置,让机器人走到转弯点时候达到正确的位置,前提是不能让机器人超出起始线。
本方案中左转图标一共是6个,也就是把转弯分解成6个小步骤。
此分解法不一定是最好的,要根据自己机器人的实际情况进行调整和测试,可以相应增加或者减少分解的步骤数,并且每个步骤转动的角度范围可以是不等分的,调整各小步骤的角度和马达速度,同时可以配合调整伺服马达角度,以便能更好控制转弯的过程。
如果需要更高速度,可以考虑更换更快的马达,更换重量更轻的电池,尽量搭建更轻的机器人,更换更好的轮胎,配合伺服马达转弯。
如果发生机器人启动后,会在原地旋转一到两圈再往前走的情况。
可以按照以下方法处理:
加装一个触碰检测传感器,修改原来的程序,在程序开始位置多加触碰检测启动。
把机器人放到起始区域或者临近的地方,按下机器人电源开关,然后顺时针旋转机器人两圈,再把机器人放回到起始区域,按压触碰检测启动机器人,机器人就能正确启动。
注意此过程从按下电源开关后,机器人是一直处于上电状态,中途不能关掉电源。
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