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淘机器人创新


西华大学实验报告









(理工类)

课 程 名 称: 课 程 代 码: 学院(直属系): 年级/专业/班: 学 生 姓 名: 学 号: 实验总成绩: 任 课 教 师: 开 课 学 院: 实验中心名称:

机器人创新实验

6003199 机械工程学院 2012 /机设/5 赖青、王志强、王滔、罗勇 312012080301501(26、32、34) 李 炜

机械工程与自动化学院 机械工程基础实验中心

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一、

设计题目: 制作巡线小车

二、 姓名 赖青 王志强 王滔 罗勇

成员分工:(5 分) 学号 312012080301501 312012080301526 312012080301524 312012080301525 班级 5 5 5 5 任务分配 搭建小车、程序编写、程序调试、小车调试 搭建小车、程序编写、程序调试、小车调试 搭建小车、程序编写、程序调试、小车调试 搭建小车、程序编写、程序调试、小车调试

三、

设计方案:(整个系统工作原理和设计)(20 分)

寻线小车的工作原理: 寻线小车由 4 个模块组成:电源模块,控制模块,电机驱动模块,寻线模块。其中寻线 模块把外界采集到的线路信息分别转换为数字信号和模拟信号, 然后把信号传给控制模块, 控 制模块对采集的信号进行分析计算,然后做出响应,并发送给电机驱动模块,电机驱动模块把 传来的信号进行放大处理然后驱动电机转动。电源模块为其它三个模块提供电能。 信号的采集通过布置在面包板上的三个传感器的信号接收来实现, 三个传感器分别布置在 小车主轴线的左中右三处。 左转:当左方的传感器检测到黑线时,传感器传递信号到控制器,控制器处理信号,控制左方 电机停止,右方电机转速不变。电机模块控制左车轮暂时停止转动,右车轮继续转动, 实现小车的左转。 右转:当右方的传感器检测到黑线时,传感器传递信号到控制器,控制器处理信号,控制右方 电机停止,左方电机转速不变。电机模块控制右车轮暂时停止转动,左车轮继续转动, 实现小车的右转。 直走:当中间的传感器检测到黑线时,传感器传递信号到控制器,控制器处理信号,使左、右 电机保持转速不变。电机模块控制左右轮保持转速不变,继续前行。 延时:在小车转向时,应有一定的延时,使得小车的转弯能够顺利进行,确保小车能沿黑线运 动 , 经 过 测 验 20ms 的 延 时 能 确 保 小 车 沿 黑 线 运 行 。

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四、

实验步骤:(图文说明设计过程中关键步骤)(30 分)

1、准备巡线小车要用的各个组件。 (1) Arduino UNO R3 控制器 1 块 (2) 电机 2 个 (3) 普通轮子 2 个 (4) 万向轮 1 个 (5) 杜邦线 1 排

(6) 电机驱动板 1 块 (7) 巡线传感器 3 个 (8) 落定螺母若干 (9) 亚力克板 1 块。 (10) (11) 面包板 1 块 AD 转换器 一块

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2、

将普通轮子、电机、万向轮子安装在亚力克板上。

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3、

将 Arduino UNO R3 控制器 安装在亚克力板上,连接传感器,观察传感器是否工作。 将模拟信号转换为数字信号,检测传感器工作情况。

4、 5、

安装电机驱动板,连接电机,检测电机是否工作。 固定面包板,将三个传感器安装在面包板上。用杜邦线连接线路。

6、 7、

编写程序进行调试。 调节传感器灵敏度,让小车能准确的巡线。
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五、 最终作品展示:(图片及性能描述)(20 分) 小车能够基本沿着黑线行驶,对于直线,曲线,八字形等路线,小车能够平稳的巡线。 小车能够自动通过传感器检测到黑线,自动沿黑线行走,实现自动转向、速度控制。但在 实际运行中,小车的速度并不够快,敏捷度不够高等不足,还应逐步改善。

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六、 设计心得:(10 分)

赖青 通过学习机器人这门课,感觉自己有很多很多收获。说实话,一开始自己对机器人完全不 了解, 什么都不知道, 但是通过老师的讲解, 下来自己花时间学习软件在图书馆查阅相关资料, 和同学交流以后慢慢的觉得也没有自己想象的那么难。于是乎,我慢慢的有了一些信心,相信 通过自己的努力一定可以做好机器人。 通过这门课的学习, 我不仅了解到了我国或者是目前世 界上的机器人发展现状,而且自己也能够做出最简单的机器人。此外,就是只要自己认真努力 学习,哪怕是一个完全不知道的东西也一样可以学得很好。

王志强 机械人创新实验是一门充满趣味的课程, 它能让我学到的东西学以致用, 在做实验中我们会发 现我们在课本上没有遇到的问题,然后通过查询资料,上网浏览相关问题,解决我们所遇到的 问题,大大增加我们见识,提高了我们对学习的兴趣,让我们对学习有更高的积极性,同时发 现了自身的不足,相信会在以后的学习中,弥补自身的不足。通过这次的实验,大大提高了我 们的动手能力,通过大家的合作,发现了各自的问题,让我们知道了合作的重要性,希望学校 多开点这种考验动手的课程。

王滔 机器人创新实验是我大学里第一次将计算机编程理论与实物相结合的实验, 让我充分领略了计 算机程序的无穷奥妙。回顾整个实验过程,可谓是一步一个脚印,既充满艰辛和汗水,也充满 了乐趣和欢乐。从开始的网上购买零件、到组装小车,再到逐步调试程序和最终完成实验,历 时近一个半月。期间遇到诸多困难,也想过放弃转而直接抄袭别组的实验成品,但最后我们组 员四人终未放弃,团结一心完成了实验。这次机器人创新提高了我的学科知识,为更深远的学 习打下基础,但让我感到更重要的是学会了如何与同伴协同合作,完成一项长期性的任务。同 时,也对老师循循教导和同伴的不离不弃表示深情的感谢。

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罗勇 机器人创新实验是一门生动有趣的实验课程,通过学习这门课,我学到了很多知识。在 课程中,经历了开始的迷茫与好奇,中间的探索与相互学习,到最后获得成就的兴奋与喜悦。 每一堂课我们都有收获,每一次小小成功都让我感到喜悦。通过这门课程的学习,我学会了自 主学习·团结互助·思考总结,并在实践中提升了 自己的动手能力。我相信这会对我以后的

工作和生活有很大的帮助。最后感谢老师和与我一起学习的同学。

七、 对本课程建议或意见:(选作题) 本课程给与了学生更多的实际操作,真正实现了理论与实际相结合。但是学习和做的 均是比较浅显的内容,没有更多丰富的内容,同时课程的理论指导还比较欠缺,部分学生的 仍未掌握实验精髓。此外实验人数较多,但指导老师较少,学生得到的指导效率较低。因而 该课程可增加些老师,增强理论指导,深入学习内容。

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附录:(设计文件、工程图、代码等)(15 分) 实验程序:

1、走正方形 // Adafruit Motor shield library // copyright Adafruit Industries LLC, 2009 // this code is public domain, enjoy!

#include <AFMotor.h>

AF_DCMotor motor(1),mm(2); void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Motor test!"); // set up Serial library at 9600 bps

// turn on motor motor.setSpeed(200); mm.setSpeed(200);

motor.run(RELEASE); mm.run(RELEASE); }

void loop() {
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motor.run(FORWARD); delay(1000); mm.run(FORWARD); delay(1000); motor.run(RELEASE); delay(489); }

2、 避障 #include <AFMotor.h>

AF_DCMotor motor(1), mm(2); void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600); motor.setSpeed(150); mm.setSpeed(150).00.3 ;

}

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void loop() { // put your main code here, to run repeatedly:

Serial.println(digitalRead (A0)); int c = digitalRead (A0); if (c == 1) { mm.run(BACKWARD); motor.run(BACKWARD); delay(400); motor.run(RELEASE); delay(650); }

else if(c==0) {motor.run(FORWARD); mm.run(FORWARD);}
}

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3、巡线小车 #include <AFMotor.h> AF_DCMotor motor(1); AF_DCMotor motor2(4); void setup() { motor.run(FORWARD); motor2.run(FORWARD); } void turn_left() { motor2.setSpeed(0); motor.setSpeed(250); } void turn_right() { motor2.setSpeed(250); motor.setSpeed(0); } void loop() { Serial.println(digitalRead (A0)); Serial.println(digitalRead (A1)); Serial.println(digitalRead (A2)); int l = digitalRead (A2); int m = digitalRead (A1); int r = digitalRead (A0); if (m == 1) { motor.setSpeed(250); motor2.setSpeed(250); } else if (r == 1) { turn_left(); } else if(l == 1) { turn_right(); } delay(20); }

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