超级RBA机器人投篮项目设计与制作文字(性学习省一等奖)技巧.doc

超级RBA机器人投篮项目设计与制作 研究时间：2010.10—2011.4 浙江省嘉兴市　嘉兴高级中学 嘉高机器人俱乐部 高二 指导老师：胡元旭 组长：林斓熙 第一执笔人：邬黎明 小组成员：林斓熙 邬黎明 钱佳荣 忻鼎晨 陈家栋 章鑫鑫 马志成 摘　要 发挥自己的兴趣特长，利用所学的机器人知识，独立自主地完成了超级RBA机器人投篮项目的两个任务机器人的设计与制作，并取得了非常好的成果。机器人技术的发展，是国际潮流，是计算机技术发展的产物，将来，机器人也必将步入人们的日常工作和生活，进入个人机器人（PR）时代。 超级RBA机器人投篮项目简介：制作两个机器人。传球机器人在原地负责传球，投篮机器人接球后向篮框方向运动，到达投篮区域将球投进篮框，然后返回接球，继续前往投篮。120秒准确投入10个球，即得满分。机器人投篮所用篮球以乒乓球代替。 超级RBA机器人投篮项目设计与制作 内容摘要：发挥自己的兴趣特长，利用所学的机器人知识，独立自主完成了超级RBA机器人投篮项目的任务机器人设计与制作，并取得了非常好的成果。机器人技术的发展，是国际潮流，计算机技术发展的产物。将来，机器人也必将步入人们的日常工作和生活，进入个人机器人（PR）时代。 关键词：机器人投篮 传球机器人 投篮机器人 设计 制作 编程 调试 传感器 上了高中，进入嘉兴高级中学学习，我们报名加入了嘉高机器人俱乐部。我们了解了机器人跟我们原来理解的不完全一样，有着更为专业的定义以及更为广泛的用途。机器人不一定都像人一样有手有脚、五官端正，把人类从烦琐的劳动中解脱出来，是机器人存在的重要使命和意义，机器人更可以代替人类从事一些高危事务。机器人（robot），总的说来，是一种在程序控制下可以完成一定任务的机器装置。目前，国际上从功能上把机器人主要分为三大类：工业机器人、娱乐机器人和辅助机器人。 我们在了解了什么是机器人以及机器人的简单控制技术以后，也开始尝试利用教学用的积木式机器人模块制作能完成一些简单动作的任务型机器人。通常，任务型机器人的制作按以下流程进行： 1．任务分解：对任务进行分解，有必要的时候还要进行数学建模，为后续的机器人搭建、编程提供有力保障。 2．硬件准备：按任务要求选用合适的动作、检测模块，并寻找其他辅助材料进行机器的硬件制作和搭建。 3．画流程图：按任务要求在编程前先画好程序流程图，以便更快捷、高效地进行程序编写。 4．编写程序：在电脑上用指定的机器人编程软件进行程序编写，内容包括硬件端口名称、参数变量定义、程序结构流程等。 5．运行调试：将写好的程序通过数据下载连接线下载到机器人RCU中，然后在场地上运行。注意观察细节，对出现的问题进行全方位的分析，通过各方面途径去解决问题。这里可能涉及到场地因素、硬件故障、程序问题等，还有电池的电压稳定也是保障机器人运行稳定的关键因素。 一、课题背景 在我们掌握了机器人基本控制原理，学会了一些简易的模块化任务型机器人的制作以后，我们要求参加青少年机器人竞赛，通过竞赛检验自身的水平的同时，也可以进一步提升自己的能力，与竞赛对手是一种切磋更是一种互相的学习。我们参加的比赛项目是超级RBA机器人投篮，场地示意图如下图所示。 按比赛规则，我们要制作两个机器人（传球机器人、投篮机器人），比赛用球为直径40cm的乒乓球。传球机器人在传球区不运动，只负责在原地向投篮机器人传球，但必须能一次性存放10个球，并且能够做到每次向投篮机器人准确传出一个球。投篮机器人接到传出机器人传出的球后，沿着黑线向投篮区域运动，要求在指定的投篮区停止并将球准确投入篮框。然后，投篮机器人投完球后返回接球区接球，接到球后，再去投篮，直到10个球全部投完。得分以投进的球计算，投进一个得100分，没进则为0分。另外，从比赛开始计时，要求在120秒完成10个投篮，超出几秒扣几分，提前几秒扣几分。 在我们详细解读了比赛规则以后，我们感觉这是非常好玩的一个项目，可以充分发挥我们的能动性，利用我们的智慧去把这个项目做好。我们想，这个比赛项目的准备过程，我们有许许多多的问题要去思考，要去解决，不仅要动脑，更得动手去制作，去试验效果能不能符合要求。这个过程，就是一种研究活动，所以，当我们在研究性学习活动选题的时候，我们就想到了这一点，把此次比赛项目的筹备过程记录下来，定为研究性学习活动的一个项目设计课题。 二、机器人的设计与制作 （一）基本解决思路 根据以上比赛规则的解读，传球机器人和投篮机器人都需要制作一个抛球机构。除此之外，传球机器人相对简单，只需达到以下几点要求： 1-1．能一次存放10个乒乓球，所以要做一个储球装置。 1-2．能控制一次只向投篮机器人传出一个球。这就要设计一个控制机构，还要能感知投篮机器人是否已在接球位置