一位机器人消防员的成长历程.doc

第二章 一位机器人消防员的成长历程 这一章我们要在第一章的基础上，搭建一台简单的灭火机器人。本章内容浅显，适合小学低年级的同学学习。在老师的指导下，甚至幼儿园的同学也能学会简单灭火机器人的制作。要让我们的小小机器人消防员学会灭火，首先要给它装备一个灭火器，在这里我们给机器人配备的灭火工具是风扇。 灭火风扇的安装和使用 图２_1 如图2-1所示，在第一章所搭建的倒三轮机器人基础上，搭上灭火风扇。风扇旋转中心离开地面的高度大约18厘米左右。风扇的电源接motor2接口，如果同学们搭建遇到困难，可以参考配套光盘中的相关内容，搭好风扇后，就可以开始下面的练习。机器人可以用来扑灭火焰的方法有很多，如吹出二氧化碳气体，利用气球的爆炸熄灭火焰，盒子盖灭火焰等等。其中最简单，也是同学们使用最多的一种是用风扇吹灭，尽管用风扇灭火在现实生活中是不可取的，但机器人灭火规则考虑到同学们年纪还小，做出非风扇灭火的装置有一定困难，所以规则允许利用风扇灭火的方法。 练习一： 机器人已经在灭火圈，请打开风扇灭火。 图2-2 如图2-2所示，机器人灭火规则规定，火灾用燃烧的蜡烛代表，蜡烛的高度是15-20厘米，火焰的高度是2-3厘米。在火灾点周围30厘米处有1条白色警戒线叫灭火圈，灭火圈的宽度是2.5厘米。机器人在开始灭火的时候至少要有一部分接触或进入到灭火圈。假设我们的小小机器人消防员已经到达了灭火圈，它该怎样灭火呢？聪明的同学们可能早就想到了，只要打开灭火风扇就行了。问题是我们该怎样编写程序，让我们的机器人消防员完成这个任务。现在就让我们和机器人一起来学习，练好技术，完成这次火灾的救援工作。 点桌面上的nstrobot图标，出现纳英特积木式机器人图形化编程环境，如图2-3所示，在程序中拖入一个启动电机模块，双击这个模块，设置为启动电机2，功率为%100。因为我们把灭火风扇接在motor2接口，所以启动电机2就等同于启动了灭火风扇，设置100%功率是为了提高灭火的速度。 图2-3 设置好后，如果看到傍边的c语言框内出现下面的代码就对了。5年级以上的同学可以开始图形语言和c语言的对照学习了，因为编写复杂的机器人程序还是用c语言更合适。现在我们要为中学阶段的机器人制作打好基础。在下面的c语言程序中，//及后面的内容叫注解，注解不是程序必须的，它是给人看的，便于自己或他人理解程序功能。 void main() { motor(2,100);//使用电机2，功率%100。 } 地面灰度传感器的安装和使用 图2-4 为了让机器人能找到图2-2中的灭火白线，我们要给机器人安装一个地面灰度传感器。如图2-4，我们先在机器人上安装一根铜柱， 图2-5 如图2-5，再在铜柱上装上地面灰度传感器的探头，在机器人的后面把传感器的调节器固定，装配好后我们可以开始下面的练习了。科学家用灰度来表示物体表面的黑白程度，颜色白的物体灰度小，颜色黑的物体灰度大。灰度从0-255，共256个等级。简单地，我们可以把灰度小于125的物体颜色叫白色，灰度大于125的物体颜色叫黑色。 测量物体表面的灰度可以使用地面灰度传感器，一般来说，我们手里的传感器在出厂的时候已经调节到比较标准，我们可以直接应用。如果本题机器人不能完成，多半需要重新调节灰度传感器，大家可以参考第5章相关内容。 练习一：机器人前进，到达白色地面，停止脚步，打开风扇。 本题的要求是设计1个机器人，从黑色地面向前跑，遇到白色地面停止脚步，打开风扇。 如图2-6，我们先从模块库中拖出一个条件循环，双击它，成永远循环。永远循环的作用就是让机器人永远在思考循环体内的问题，当出现这种情况该怎么办。我们把传感器看成是眼睛、耳朵等输入信息的设备，把马达轮子看成是输出设备。机器人得到了不同的信息要做出响应的反应。输入输出之间对应的关系要我们编写程序来实现。如图2-7，我们在循环体内增加一个移动模块，双击移动，设置左右马达的速度都是50。再增加一个条件判断， 判断地面的情况。处于白色地面就是传感器的值小于125，而这个地面我们把它接在模拟2口上，所以用公式表示就是analog(2)125，其中analog的意思是模拟口，括号里面的参数是端口号。条件判断中的yes流程线上插入的模块表示条件成立时的操作，no这一流程线表示条件不成立的情况。对传感器的使用我们要牢记传感器接在哪个端口，是模拟口analog()还是数字口digital()。在我们的机器人上2-6口是模拟口，适合接地面传感器、火焰传感器。 7-15口是数字口，适合接红外传感器、声控传感器。模拟传感器返回给机器人的测量值分256个等级，从0开始到255。数字传感器返回给机器人的测量值只有两个1或者0。具体数字代表什么意思大家可以翻阅随机手册。搭建好后我们要牢记传感器的类型和端口号，