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1、机器人创新设计作品说明材料学校名称：景德镇高等专科学校作品名称：探索者机器人创新设计作品设计成员:作品设计时间：二零一二年十月十九日摘要本文要紧介绍了一个基于ARM7LPC2138,32位的高性能主控芯片操纵的探索者机器人的创新设计，该设计包含C语言编程，声控、振动、触碰、光强、闪动、黑标、白标、近红外等多种传感操纵，图形化编程及便携式编程三种编程模式，能满足任何软件水平的用户实现简单或者复杂的自动化操纵程序及其他功能实现。在设计中，全面的展现了探索者机器人的各个功能模块、传感器的属性功能工作状况。最后，实现整个实验功能创新设计。目录摘要1第一章引言11.1 探索者机器人创新设计概述21.2
2、探索者机器人创新设计特点21.3 探索者机器人创新设计目的31.4 探索者机器人创新设计意义与前景4第二章、主控板5第三章、红外接收头5第四章、语音模块5第五章、LED模块6第六章、舵机6第七章、传感器77.1黑标/白标传感器87.2近红外传感器87.3姿态传感器97.4闪动传感器97.5声控传感器107.6触碰传感器107.7振动传感器117.8触须传感器117.9光强传感器11第八章、编程手柄说明12第九章、C语言编程基础指南139.1安装编程环境139.2第一个ARM软件189.3烧写程序219.4ARM主控板端口列表229.5库函数24IibJOC24Iib_irq.c26Iib_ar
3、m.c27第十章、RobottimeRobotwayStudio指南2810.1 准备运行环境2810.2 RRS使用流程28第十一章、扩展模块指南2911.1蓝牙模块2911.2 语音识别模块2911.3 自平衡模块30第一章、引言1.1、 探索者机器人创新设计概述“探索者”机器人创意设计是机器时代推出的一种机器人创新设计理念。探索者使用了世界先进的仿生与欠驱动设计理念，机械结构设计概念明显，传动结构突出，能够满足绝大部分的机械原理构造。金属机械零件美观耐用，除了能够的搭建常规的机器人机构，还能够组合成各类仿真动物与智能家居品。探索者主控板使用了32位高性能主控芯片，拥有C语言编程、图形化编
4、程及便携式编程三种编程模式，能满足任何软件水平的用户实现简单或者复杂的自动化操纵程序。包装箱里更配备了多种常见传感器，能让用户搭建的机器人活起来，使它们能够听到、看到、触摸到人类世界。1.2、 探索者机器人创新设计特点I、突出机构设计。探索者的设计思路是使用多种具备“积木”特点的基础机械零件，搭建出各式各样的机械结构。包含大量传动机构零件，引入欠驱动设计思路。除了可搭建出各类典型的机器人机构以外，更能够激发想象力，设计出无数种创意特殊的机器人机构。n、操纵能力优越。探索者操纵器使用ARM7LPC2138,32位的高性能主控芯片，是一款专为智能机器人与小型智能设备设计的多功能操纵器。拥有巨大的缓
5、冲区空间与强大的处理功能，可同时操纵6路鸵机，2路直流电机，4路传感器，并可串联协同工作，非常适合作为智能机器人的主操纵器。11L开放电子端口。探索者开放了包含操纵器与多种传感器在内的所有电子部件I/O接口，并提供所有电子元件电路图，供用户学习使用，可进行单片机、传感器、数字/模拟电路等课程的各类实验。极大方便了有二次开发需求的用户。1.3 、探索者机器人创新设计目的探索者机器人是一个典型的自动化系统，是目前世界各国进行工程训练、教学实验与研究的最为理想的平台。随着自动化技术的进展，许多创新的工程专业都有了共同的专业基础课程，那就是电子电路、检测技术与传感器、操纵原理与操纵工程。能够说这些专业
6、基础课程是现代创新工程专业普遍性原理，也就是能够将其称之现代创新工程之道。许多国内外的知名公司都相继在开发各类教育与娱乐机器人，为现代创新工程专业教育提供共同的教育平台，引导学生学习电子电路、检测技术与传感器、操纵原理与操纵工程等基础课程。因此,使用机器人作为计算机、检测与操纵技术的教学实验平台是各有关工程专业的最佳选择，这就是探索者机器人的目的与动因。教学常用机器人大致能够分为三大类：轮式机器人、仿生机器人与人形机器人。目前，人形机器人是世界上最为看好也是技术含量最高的一款。机器人创新设计将紧密结合要紧面向大学生进行课程实验与实践（包含嵌入式微操纵器、数电与模电、数字逻辑、工业传感器与工业操
7、纵、基础机器人等课程），同时照顾部分优秀学生开展机器人创新竞赛等要求进行建设，满足机器人基础创新课程实验与实践与高级机器人创新竞赛两个层次的教学要求。机器人创新设计能满足大量学生进行基础课程实验，掌握电子电路、嵌入式微操纵器、检测与操纵技术等工程基础课程的内容，又能组织大量学生观摩智能机器人平台与部分优秀学生代表学校参加各类创新竞赛，激励学生投身科技的热情与提高学校的知名度。机器人创新设计能够引领科技走向进步，实现科学、便利、安全、效率、自动化、智能化等多功能设计。为打造世界知名的民族机器人品牌、探索全人类机器人梦想而努力。造福人类，奉献社会。1.4 探索者机器人创新设计意义与前景、为电子设计
8、，自动化、机械制造、计算机、机器人等要紧工程专业的学生提供一个以机器人为实验对象的创新基地，课程教学内容、方法与手段全面引进先进教学实验模式，使学生能在“做中学、学中做”，提高学生的创新能力与动手能力，提升整个教学实验水平，并不断的扩展与延伸，使之能够广泛适用于各个专业教学实践与创新要求。、与机器人技术进展趋势相结合，用机器人取代传统的电子、电路、单片机等分立式实验仪器，增强实验的开放程度与系统性，为学生提供一个能够发挥自己想象力、制造力与展现才能的空间。、为学校参加国内、国际各类机器人大赛等提供配套的硬件与软件支持，激励学生投身工程科技的热情与提高学校的知名度。关于学生结束学业后走上工作岗位
9、更好的习惯市场需求奠定基础，关于学校招生也起到一个助推作用。（四）、达到教育部提出的“高等教育要重视培养大学生创新能力、实践能力与创业精神”的创新教育的要求。、智能机器人玩具的研发与设计。伊、通过探索者机器人的创新设计能够投入到实际工程项目设计，制造出用于生活、商业、工业、军工、航空、航天、探险等多种领域的工具。第二章、主控板（晶振：11.0592M）1、输入端口A,连接传感器2、输入端口B,连接传感器3、输入端口C,连接传感器4、输入端口D,连接传感器5、红外接收端口，连接红外接收头6、通道选择键，对应手柄的通道选择键，分为ABC三个通道7、程序写保护口，1为正常工作状态，当按钮拨向ON时才
10、能够进行程序下载8、程序下载端口，连接下载线9、舵机端口16,连接舵机，从左起竖扫睥针接口为一组，共分为6组。（注意：具体连接方式在操作说明中会用图示全面说明，在没有看过操作说明之前请不要连接电机）10、输出端口78,连接LED、语音模块等执行部件，从左起竖封睥针接口为一组，共分为2组。（注意：具体连接方式在操作说明中会用图示全面说明，在没有看过操作说明之前请不要连接LED与语音模块）11、电源端口，接入电池或者适配器连接12、复位键，对单片机进行重启，会清除单片机内所有未储存的动作13、电源开关14、电源指示灯，当开关打开后，指示灯长亮同时呈红色第三章、红外接收头红外接收头要紧用于接收来自手
11、柄操纵发出的红外信号。工作电压：4.75.5V工作电流：1.2mA频率：37.9KHZ有效距离：5米、红外接收元件，用于接收手柄发出的红外信号、固定孔，便于用螺丝将接收头固定于机舞人上、三芯输入线接口，连接三芯输入线第四章、语音模块可录制、存储与播放50分贝以上，最长20秒的音频。、录音键，一直按下能够录音，白色LED长亮，录音完毕松开录音键，LED灯熄灭、四芯输出线接口，用于连接四芯输出线、播放键，按下，能够播放录音，播放完毕后LED闪动一下、固定孔，便于用螺丝将模块固定于机器人上、音频输入口，可插入音频输入线进行录音、麦克风，录制声音时需要将音源对准麦克风、音频输出口，能够连接外放设备（音
12、箱、耳机等）第五章、LED模块工作电压14.75.5V工作电流；1.2mA、固定孔，便于用螺丝将模块固定于机器人上、双色LED灯，颜色为红色与绿色、四芯输出线接口，用于连接四芯输出线第六章、舵机分为标准舵机与圆周舵机两种速度川力转动角度额定电压额定电流周期Sec60okgcmVAms0.162.4906.00.9201、圆周舵机正反转操纵见光盘资料例程/舵机操纵/ServoCodd可直接烧录hex文件，该程序操纵输出端口1的舵机转动，速度由大至小-改变转动方向-速度由小至大。2、在硬件上，圆周舵机是由标准舵机改造，拆除标准舵机中电位器与减速箱之间的反馈电路，致使标准舵机的电机无法推断自身转动角
13、度而持续转动。因此圆周舵机在软件操纵原理上与标准角度舵机相同，都是PWM操纵。3、舵机操纵函数SerVo(Uint8Numtuint16Ang),第一个参数为插接在主操纵板上的输出端口的序号，第二个参数的范围在0180之间，该参数对标准舵机而言，对应的是标准舵机的转动角度为0180度，标准舵机的默认角度(复位角度)为90度；对圆周舵机而言，该参数越接近。或者180,舵机转动速度越快，反之越慢，参数等于90时圆周舵机停止转动，但是由于舵机硬件误差，舵机停止转动的参数往往不等于90,而是在90左右浮动。因此，需要人为设定圆周舵机的停止参数值大小，对圆周舵机的操纵也要以此值为中心。在使用指南手柄操纵
14、主操纵板编程中，有关于手柄对圆周舵机微调的说明，以帮助懂得圆周舵机的编程操纵技巧。黑色插线连接最外插针。第七章、传感器7.1黑标/白标传感器Q.9黑标/白标传感器能够帮助进行黑线/白线的跟踪，能够识别白色/黑色背景中的黑色/黑色区域，或者悬崖边缘。寻线信号能够提供稳固的输出信号，使寻线更准确更稳固。有效距离在07cm3cm之间。工作电压：4.75.5V工作电流：1.2mA、固定孔，便于用螺丝将模块固定于机器人上、四芯输入线接口，连接四芯输入线、黑标传感器元件，用于检测黑线信号注意事项：黑标传感器的安装应当贴近地面且与地面平行，这样才能更加灵敏同时有效的检测到信号。7.2近红外传感器近红外传感器
15、能够发射并接收反射的近红外信号，有效检测范围在20Cm以内。工作电压：4.75.5V工作电流：12mA频率:37.9KHZ、固定孔，便于用螺丝将模块固定于机器人上、四芯输入线接口，连接四芯输入线、近红外信号发射头，用于发射红外信号、近红外信号接收头，用于接收反射的红外信号注意事项：在安装近红外传感器时，注意不要遮挡发射与接收头，以免传感器检测发生偏差。7. 3姿态传感器姿态传感器能够检测机器人机身的倾斜变化，识别机器人所处的姿态，而适时做出反应。比如摔倒了之后，姿态传感器就会被触发。通常倾斜超过45度时会被触发。*、而定孔，便于用螺丝将模块固定于机器人上、四芯输入线接口，连接四芯输入线、姿态感应元件，检测机身的倾斜状态注意事项：姿态传感器在安装时应注意与地面保持平行。以免传感器安装倾斜而
