第十一课：认识机器人.ppt

第十一课、 认识机器人 永恒乡逸夫学校 石晓峰 认 识 机 器 人 机器人体现了人类长期以来的一种愿望，即用一种具有似人功能的机器替代人去进行各种活动。 机器人有一个功能很强的“大脑”和一组灵敏的“感觉”器官，它不仅可以随着外部环境敏捷地做出反应，而且还可以与你进行交流。它有听觉、视觉和触觉，它还会像人一样使用动作和声音来表达与它周围世界互动时的感觉，如： 会唱歌、会跳舞； 在早晨，它会叫你起床； 出去散步的时候它会跟在你后面，边走边唱； 放了学回家，它会哼着小曲欢迎你； 夜晚，它又可以不知疲惫地充当你的忠实卫士，寒假在你的身边保护你…… 学　习　目　标 １、认识机器人 ２、通过本课的学习，了解机器人的种类、组成。 能力风暴个人机器人的硬件结构 红外传感器 红外插座 红外检测原理图 光敏传感器 光敏插座 碰撞传感器 碰撞传感器的电路图 光电编码器 声音传感器原理图 其他的传感器 能力风暴计算机硬件 微控制器（MCU) 电源与复位电路 通信 电机驱动电路 硬件扩展总线（ASBUS) 扩展应用 68HC11E1原理结构图 外部存储器 能力风暴个人机器人扩展了32K的静态不挥发RAM。其优点是既有静态RAM的速度和方便（70ns），又有EEPROM或FlashRom的掉电不丢失性，从而能将程序和数据合用一个芯片。AS62256写入的数据可保存十年以上，同时具有可靠的上电、掉电、强静电等数据保护功能。 能力风暴控制板采用Maxim603稳压芯片，提供500MA，5V电压，该芯片自身的功耗很低。低电压复位保护电路采用DS1233，当电压低于4.5V，将产生复位信号，同时红色BAT 发光二极管变亮 能力风暴采用MAX232串口驱动芯片，有2路输入输出，PC发过来的信号IC7-9再经过一路输入去驱动COM发光二极管，因此PC传数据给能力风暴时，黄色COM 发光二极管会闪动。 能 力 风 暴 AS-MII 硬件及传感器 智能机器人的三大要素： 感官、控制与执行部分 整个信息处理过程包括： 信息获取 信息存储 信息处理 信息传递 信息输出 能力风暴的机械系统 能力风暴的机械系统是指构成能力风暴的躯干和行走的部分它包括如下基本构件： 上 壳 “能力风暴”的外壳采用仿飞碟形状，突出其新颖的造型。外壳的四周有15个孔用于安装各种传感器，中间的方孔用于安装液晶显示器，大圆孔安装透明盖。 底 盘 底盘是能力风暴的支架，它就相当于人体的骨骼 电 池 本图只是电池装在电池盒里的整体形象，其实在盒子里面是带保护电路的高能锂电池 驱动轮 电机的动力传给驱动轮，它是能力风暴动起来的执行器 轮 子 从动轮起辅助运动作用 导 向 轮 齿 轮 头 齿轮头由电机和减速器组成 电机是能力风暴的能源转换器,直流电机是将电能转化为动能 减速器是将高速减为低速 齿轮传动三级减速机构 能力风暴的传感器及处理电路 传感器是将力或温度、距离等各种工业量改变为电信号输出的元件。以下能力风暴上常用的几种传感器： 1. 红外传感器 2. 光敏传感器 3. 碰撞传感器 4. 光电编码器 5. 声音传感器 能力风暴运用了2只红外发射管（970nm）和一只红外接收模块构成红外传感系统，主要用来检测前方、左前方和右前方的障碍，检测距离范围为10～80cm。 用户可以通过调节IRLEFT和IRRIGHT两个电位器来调节左右两个红外的检测距离。 红外传感器的插针是有方向性的，安装时应注意方向。如插反不会损坏元件，但传感器会不工作。 在此，应特别注意红外接收模块只是在接收到了一定强度的红外光时才起到质的变化，认为有障碍。所以，当障碍物太细时，能力风暴智能机器人会检测不到；当障碍物是黑色或深色时，会吸收大部分的红外光，而只反射回一小部分，有时会使接收模块接收到的红外光强度不够，不足以产生有障碍的信号。 能力风暴个人机器人上有2只光敏传感器，它可以检测到光线的强弱。 光敏传感器的阻值受照射在它上面的光线强弱的影响，其阻值在很暗的环境下为几百ＫΩ，室内照度下几ＫΩ，阳光或强光下几十Ω。 光敏传感器是一个可变的电阻，它的接插方式没有方向性 。 碰撞传感器是使能力风暴个人机器人有感知碰撞环上的碰撞信息能力的传感器。在能力风暴个人机器人的左前、右前、左后、右后设置有四个碰撞开关（常开），它们