【正文】 今天，我們的技術(shù)還不夠硬朗，機(jī)器人的設(shè)計(jì)并不能做到面面俱到，但 走向成熟的工業(yè)機(jī)器人，各種用途的特種機(jī)器人的 多 用化，昭示著機(jī)器人技術(shù)燦爛的明天 ，我們也會(huì)繼續(xù)完善著機(jī)器人的功能，開創(chuàng)一片美好的未來。 整個(gè)編程的過程簡單、快捷，大大的降低了我們在編程上的難度，提高了我們對機(jī)器人的控制效率。我們可以使用形象化的模塊，由頂向下搭建流程圖，搭建流程圖的同時(shí)，動(dòng)態(tài)生成無語法錯(cuò)誤的 C 語言代碼。 VJC 具有基于流程圖的編程語言和 C 語言。采用多傳感器融合技術(shù) 大大增加機(jī)器人的計(jì)算工作量，減緩機(jī)器人響應(yīng)時(shí)間。 這次設(shè)計(jì)，我們從 整體概念構(gòu)思，使機(jī)器人在具備 滅火 功能的 同時(shí)具有優(yōu)美的藝術(shù)造型，綜合體現(xiàn)了物質(zhì)技術(shù)和藝術(shù)欣賞的完美結(jié)合。 （四） 、程序的編寫 程序如圖 510所示： 圖 510 機(jī)器人尋跡程序圖總 結(jié) 21 總 結(jié) 針對 畢業(yè)設(shè)計(jì)對滅火機(jī)器人的 要求， 經(jīng)過一個(gè)多月的分析和研討，我們 在已有平臺(tái)上 設(shè)計(jì)并 改進(jìn) 了這個(gè)機(jī)器人 。這個(gè)程序我們把它分成兩部分來做，一部分是尋跡部分，另一部分為與 MP3 通信部分，即 MP3 播放卡的控制。 （三） 、編程思路 在白色的地面上，貼黑色引導(dǎo)線，在黑色引導(dǎo)線上做一些位置標(biāo)記，這里的位置標(biāo)記為一條比兩傳感器位置寬的黑線，這樣當(dāng)兩個(gè)傳感器同時(shí)檢測到黑線時(shí)，機(jī)器人就認(rèn)為這是一個(gè)停留點(diǎn)。當(dāng)發(fā)射光照射到不同顏色物體上時(shí)所吸收強(qiáng)度不一樣，導(dǎo)致反射光 強(qiáng)度不一樣，這樣對不同顏色接 收管接收的光強(qiáng)度也不一樣。 （二） 、尋跡 傳感器 尋跡傳感器是一對光電二極管。在引導(dǎo)線上某些位置加上特定的標(biāo)記，使機(jī)器人能在這些點(diǎn)能夠停卜來，播放一段音樂或是語音后繼續(xù)。引導(dǎo) 線采用與地面顏色有較大差別的線條作引導(dǎo)。 圖 56 機(jī)器人避障流程圖 第 五 章 自動(dòng)控制和程序的編寫 18 （四） 、程序的編寫 程序如圖 57所示： 圖 57 機(jī)器人避障程序團(tuán) 第 五 章 自動(dòng)控制和程序的編寫 19 四 、 對機(jī)器人尋跡的研究 （一） 、 綜合敘述 在自主式智能導(dǎo)航系統(tǒng)中，機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)引功能就必須要感知引導(dǎo)線，即常說的“尋跡”，這相當(dāng)于給機(jī)器人一個(gè)視覺功能。 碰撞傳感器：實(shí)際上就是一個(gè)行程開關(guān)，它通過接觸碰撞產(chǎn)生一個(gè) 開關(guān)量。阻值受溫度影響較大，一般低溫下敏感度較高，高溫下敏感度較低。 光敏電阻：是一種對特定波長光照敏感的電阻。因其只對特定波段的光敏感，所以有較好的分光靈敏度，可避免受到靈敏度以外光信號(hào)的干擾。紅外接收管就是對紅外光這個(gè)波段很敏感的光電二極管。 （二） 、傳感器的分析 紅外傳感器：紅外傳感器一般成對使用，由紅外發(fā)射和紅外接收傳感器構(gòu)成。在傳感器的卜有一個(gè)可變電阻可以通過調(diào)節(jié)電阻來調(diào)節(jié)紅外線發(fā)射距離。當(dāng)紅外光遇到在其探測范圍內(nèi)的障礙物，并與障礙物構(gòu)成一定角度時(shí)，便有光反射到接收傳感器。一個(gè)接 收傳感器在中間。 （ a） （ b） 圖 55 機(jī)器人 轉(zhuǎn)彎 動(dòng)作程序圖 最后，打開程序模塊庫，將“結(jié)束”模塊添加上去，放在循環(huán)體外，就完成了走四邊形的流程圖的編寫 （圖 45（ a） ） 。在對話框中可設(shè)置平移速度，旋轉(zhuǎn)速度和時(shí)間，根據(jù)要求選擇合適的值，機(jī)器人就可以完成走一條邊的任務(wù)。 圖 53 機(jī)器人 多次循環(huán) 程序圖 點(diǎn)擊“執(zhí)行器模塊庫 ” ，從中選擇“移動(dòng)”模塊（圖 54（ a） ）所示，連接在流程圖中。將它拖到流程圖生成區(qū)，與“主程序”相連，如圖 53（ a） 所示。上述步驟循環(huán) 4 次，機(jī)器人就能夠走出一個(gè)四邊形了。這樣就走完了四邊形的一邊。 而要讓機(jī)器人完成一個(gè)“前進(jìn)～轉(zhuǎn)彎”，需要啟動(dòng)電機(jī)，使機(jī)器人以一定的速度向前運(yùn)行一段路程，然后停下，旋轉(zhuǎn) 90176。 一般的程序甚至是復(fù)雜的滅火程序都能夠用流程圖實(shí)現(xiàn)。 每一個(gè)模塊都可以完成一定的功能。 VJC 的流程圖模型由以下幾種基本形狀的模塊及帶有箭頭的方向線組成： VJC 的模塊包括：執(zhí)行器模塊（藍(lán)色矩形）、單功能傳感器模塊（紫色平行四 邊形）、帶判斷功能的傳感器模塊（紫色菱形）、控制模塊（紅色菱形）和程序模塊（黃色矩形或橢圓形）五種。而流程圖編程不需要記憶計(jì)算機(jī)語言的語法，不需要使用鍵盤輸入程序代碼，只需要按照“先作什么，后作什么”的設(shè)想，就可以編出程序。 “表示相應(yīng)操作的框”有以下四種（見圖 52），流程圖使用這四種圖框，就能將編程的思想 很好地體現(xiàn)出來。 易于理解。 下面就通過一個(gè)具體的例子來認(rèn)識(shí)流程圖。 （一） 流程圖 流程圖是用一些 圖形表示各種操作的。我們可以使用形象化的模塊，由頂向下搭建流程圖，搭建流程圖的同時(shí)，動(dòng)態(tài)生成無語法錯(cuò)誤的 C 語言代碼。 在 VJC 中，可以用直觀的流程圖編程。 一、 編程工具的選擇 通過對比和分析，我們選擇了 VJC 編程軟件對機(jī)器人控制程序進(jìn)行編寫。機(jī)器人對外界環(huán)境的感知完全依賴于傳感器 ，而對現(xiàn)實(shí)情況的反應(yīng)卻完成依靠程序指令。 圖 46 光敏傳感器 圖 47 麥克風(fēng) 圖 48光電編碼器 第 五 章 自動(dòng)控制和程序的編寫 13 第 五 章 自動(dòng)控制和程序的編寫 機(jī)器人的智能性的表現(xiàn)，主要包括對外界環(huán)境的感知能力和邏輯思維、決策判斷能力。反射器（即碼盤）是黑白相間的鋁合金制成的圓片， 33 等分。 光電編碼器是一種能夠傳遞位置信息的傳感器，它由光電編碼模塊及碼盤組成。 機(jī)器人在聽到 我們 的聲音命令后，會(huì)根據(jù)你的 指示（由程序事先輸入）采取行動(dòng)，比如拍一下桌子就開始向前逃跑等等。 機(jī)器人的話筒 可以 感受到聲音的強(qiáng)弱。 我們設(shè)計(jì)中所 使 用的光敏電阻的阻值在很暗的環(huán)境下為幾百 kΩ ，室內(nèi)照度下幾 kΩ ，陽光或強(qiáng)光下 幾十 Ω 。我們?nèi)绻跈C(jī)器人的光敏傳感器罩上一層濾光紙，則通過它的顏色可以決定機(jī)器人能探測什么顏色的光線。 三、 光敏傳感器 光敏傳感器位于機(jī)器人的正前方。 我們 可以通過調(diào)節(jié)兩個(gè)電位器來調(diào)節(jié)左右兩個(gè)紅外的檢測距離，順時(shí)針紅外發(fā)射強(qiáng)，檢測第四章 對多傳感器環(huán)境感知的研究 12 距離遠(yuǎn)，逆時(shí)針紅外發(fā)射弱，檢測距離近。 范圍內(nèi)的比 210mm 150mm 面積大的障礙物，如果障礙物太小太細(xì)、或者在它的可視范圍以外，它可就沒法看到了。 紅外發(fā)射管可以發(fā)出紅外線，紅外線在遇到障礙后被反射回來，紅外接收管接收到被反射回來的紅外線以后，通過 A/D 轉(zhuǎn)換送入 CPU 進(jìn)行處理。我們把來自四周的碰撞分為八個(gè)方向（見圖 44） 。在能力風(fēng)暴智能機(jī)器人的左前、右前、左后、右后設(shè)置有四個(gè)碰撞開關(guān)（常開），它們與碰撞環(huán)共同構(gòu)成了碰撞傳感器（見圖 43）。 范圍內(nèi)物體的碰撞，使機(jī)器人遭遇到來自不同方向的碰撞后，能夠轉(zhuǎn)彎避開并保持正?；顒?dòng) 。 圖 41 滅火機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 第四章 對多傳感器環(huán)境感知的研究 10 圖 42 滅火機(jī)器人的感官部分 一、 碰撞傳感器 機(jī)器人的下部放置了一個(gè)碰撞系統(tǒng)，保證機(jī)器人的正?；顒?dòng)。 然而單一火焰?zhèn)鞲衅鞯姆€(wěn)定性不理想，在 設(shè)計(jì)在 中 我們 采用多傳感器融合技術(shù)，事實(shí)上采用多傳感器融合技術(shù)會(huì)大大增加機(jī)器人的計(jì)算工作量，減緩機(jī)器人響應(yīng)時(shí)間。 通過對機(jī)器人的分析，對各傳感器的分析對比，我們選用 火焰?zhèn)鞲衅魈綔y火焰，焰?zhèn)鞲衅骼眉t外敏感型元件對紅外信號(hào)強(qiáng)度的檢測并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)器人可以識(shí)別的信號(hào)，從而來檢測火焰信號(hào)。要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人避障行走的自主控制，所面臨的基本問題是：一方面要求有充分的環(huán)境信息，另一方面要求能處理所獲得的環(huán)境信息并使其轉(zhuǎn)化成控制信息。這樣兩個(gè)直流電機(jī)分別獨(dú)立控制 1 個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，在運(yùn)行時(shí)，我們可以分別確定兩個(gè)電機(jī)各自的轉(zhuǎn)速，組合起來就能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的各種運(yùn)動(dòng)方式，如直行、轉(zhuǎn)彎等，這就實(shí)現(xiàn)了差動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。當(dāng)我們把兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)合成為一個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，這就成了差動(dòng)驅(qū)動(dòng)。 第 三 章 機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 8 四、機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)是采用的差動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。這兩種能量是怎么轉(zhuǎn)化的呢？電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能是利用了一種專門的設(shè)備一電動(dòng)機(jī)，這種設(shè)備是現(xiàn)代工業(yè)必不可少的，是工業(yè)電氣化的標(biāo)志。 三、動(dòng)力 機(jī)器人 的動(dòng)力來源于位于機(jī)器人底盤內(nèi)的電池。 軸在日常生活中是比較常見的，它依靠軸孔、軸承配合支撐帶孔的零件（如齒輪、渦輪等）并與之一起旋轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或轉(zhuǎn)矩的機(jī)械零