1 1机器人足手册

发布 2022-06-26 19:49:28 阅读 6377

小学足球一对一项目。

一、 场地准备。

平面视图。立体图:

墙壁要求:高为140mm,四周涂成黑色,球门两侧和后壁涂成灰色。

基板要求:光滑平整,在基板上需要铺一张灰白渐变的场地纸(包含在乐高足球套装中)。

其它要求:如果学校有2-2足球比赛的场地,那么可以不用基板,只要做一个框架,然后放到大的足球场地中。

二、器材要求。

小学一对一的比赛只要求一个机器人,因此我们在这里推荐最基本的器材要求。

注意:以上的配置只是基本配置,如果要对抗比赛,那么还需要另外添加乐高套装。

目前足球比赛中有两种足球:

目前国际赛采用第一种足球,该足球无须充电,只要在里面放置4节7号电池,根据电池的性能。

可以使用半个小时以上,第二种足球需要充电,但是使用时间比较短。

三、足球机器人设计和搭建。

比赛要求:1. 足球机器人必须能放入直径为18cm的垂直圆柱筒内。

2. 高度小于22cm

3. 检查机器人时,以机器人的可伸展部位的最大尺寸为测量尺寸。

4. 机器人颜色/光线发射必须不影响其它机器人的光感读数。

根据以上竞赛要求,我们在设计机器人时,要总体控制它的最大尺寸长度(包括可伸展部位),如图所示:

根据第4点要求,如果使用乐高普通光电传感器,必须将乐高光电传感器的发射管遮住。

遮蔽光电传感器的方法有两种:

结构要求:在比赛中,我们要求机器人有较高的灵活性,和较强的攻击力,并且在发生碰撞时,有教强的坚固性。因此我们对足球机器人进行了一些特殊的设计。如图所示:

导向滑轮:目的是为了机器人与墙避发生摩擦时,可以避免与墙壁卡死,同时在与对方机器人发生碰撞时,可以起到缓冲的作用,注意安装导轮时,导轮可以很灵活的转动。

轮胎的安装:主动轮安装在中间目的是为了在比赛的时候,能更灵活的转动,灵活的移动,并且在前后有两个支撑轮,注意之间的距离要尽量靠近。主动轮的安装有多种方式,为了增加转动的灵活性,还可以使用齿轮传动等。

垂直固定:在机器人比赛时,经常会与墙壁或对方机器人发生强烈碰撞,为了避免在碰撞时,机器人结构不散架,最好采用垂直固定的方式。在水平固定时,除了要配合紧密以外,我们还可以使用胶水和螺丝钉等材料固定。

设计要求:上面介绍了比赛和结构的要求,那么针对比赛中如何找球,如何判别方位,我们还需在上面的结构中安装找球的传感器和判别方位的传感器。如图:

在本文中,我们主要介绍使用光电传感器找球,但是在足球套装中也给大家配了红外足球传感器。

两者相比较而言,红外足球传感器是专门针对足球比赛而设计的,它的灵敏度和精确度更高。这里主要给大家介绍找球的原理,红外足球传感器的具体使用方法可以看第四部分的介绍。找球的传感器可以安装一个或两个,如果采用一个,它的找球范围就很小。

本文采用两个光电传感器找球。

注意:在安装光电传感器的时候,它的位置应该在足球中心线上。

在足球比赛中,判别方位也有两种方法,一种是利用普通光电传感器识别场地颜色变化,另一种使用方位传感器判别方向。本文主要介绍方位传感器的使用。

四、 球机器人编程策略。

上图是马达和传感器安装的端口的对应位置,在编程中有利于识别。

机器人踢球的过程:

总程序图:程序解释:

在这段程序里,一个难点就是事件的使用和容器的使用,下面主要介绍这些图标的使用方法:

在程序一开始,设定1号和3号两个找球传感器的事件,并且设置了阀值为38,表示当两个光感中的一个光感,检测到的值大于38,就触发事件。那么程序它要执行的指定事件是什么呢。

当事件发生后,程序会中断当前正在执行的任务(例中它当前正在执行的任务就是找球),跳到上面图标所在位置,并执行后面的程序(为进攻的程序),利用事件的好处就是可以立刻中断某个动作,去执行更为重要的事情。当然在定义好事件后,要使用监控事件的图标(下图),否则该事件就不会起作用。

在很多程序中都会用到容器,在这里,容器的作用就是作为一个存放随机数的变量。先认识一下产生随机数的容器。

该图标的作用产生一个小于8的随机数并将它保存在红色容器中。

将rcx产生的随机数保存到红色容器后,利用容器判断图标判断红色容器中的值是否大于5,从而产生两种不同的换位方法(前进和后退)。

你现在可以**程序,进行踢球了,如果有问题,可能需要调整一些参数值。这段程序只是起到一个抛砖引玉的作用,大家熟悉了编程的原理后,可以自己编写程序。最后希望大家通过这篇文章的介绍能制作自己的足球机器人。

五、红外足球传感器使用方法。

a. 配置足球传感器。

详细性能参数请看说明书)

首先将焊接两个二级管,它的目的是将三线接口,改为二线借口。

实物图。红色线为正极,黑色线为负极)

平面视图。连接乐高导线(不需要连接白色的线)

b. 调节红外传感器。

1. 编程初始化rcx输入端口(1,2,3)

2. 将传感器连接到rcx上并运行rcx

3. 利用rcx上的view按钮切换到红外传感器连接的端口,以便查看数据。

4. 按上图摆放位置,将两个按钮顺时针旋转到头。

5. 按上图摆放位置,逆时针旋转灵敏度按钮,直到rcx上显示的值约为64

6. 按上图摆放位置,逆时针选择射程按钮,直到rcx上显示的值约为16

7. 红外球放在距离传感器2m的位置。显示值约为24%。

8. 再将红外球放在距离传感器1m的位置,显示值约为42%。

注意测量时,不能在外界自然光线和白炽灯下测量,以免产生错误测量,如果以上测量的值有很大差距,请重新调节。

c.使用红外传感器。

调节好后,将机器人装到机器人正前方,高度大致与球的半径接近,固定的方法有很多,可以使用胶水、胶布、特殊的积木将此传感器固定到机器人身上。该传感器接收光线的能力与图中所示的二极管的橡胶套有关,通过调整该套的长短,可以改变二极管的接收光线的能力。

套管越长,接收能力越小,但受干扰就比较小。

d.编程。特殊红外传感器的编程与乐高普通光感编程相同。看下图就是一个利用特殊光感找球的程序。

六、 方位传感器的使用方法。

a. 配置方位传感器。

详细性能参数请看说明书)

首先将焊接两个一个二极管,它的目的是将三线接口,改为二线借口。

实物图。红色线为正极,黑色线为负极)

平面视图。最后与乐高导线连接。

c. 调节方位传感器。

1.编程初始化rcx输入端口(1,2,3)

2.将传感器连接到rcx上并运行rcx

2. 将方位传感器固定到足球机器人的正前方(白色的柱形元件对着进攻方向)。

3. 按下传感器的复位键,此时rcx上的显示值约为70,表示是进攻方向。

具体各个方向的数值对应表如下所示:

c.使用方位传感器。

可以使用胶水、胶布、积木等材料将方位传感器固定到机器人身上,注意:固定时,传感器安装的位置不能太低,不能将传感器安装在铁块附近或马达附近,对它的编程与普通光感基本一样,只不过在设置值的时候有差别。具体事例如下:

程序中的光感判断分支就是代表方位传感器检测,根据上面的方位图和数值对应关系,可以知道大于50属于进攻方向,小于50属于防守方向。

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