慧鱼机器人课设报告(气动).doc

慧鱼气动机器人的组装设计实验报告 关键词：慧鱼组合模型；气动型机器人； 本次实验为气动机器人设计及其在控制器下的实现，即现实生活中的液压机器实验室化。当气动机器人在工作中若遇到需要进行动作时，会通过信号输入元件将讯息传回电路板中进行判断，再配合计数器的动作使机器人能作出相应的反应。 无疑，自动化控制理论可以使机器人变聪明。先用机械传感器探测到机械运动，气动马达执行动作，这样，我们必须在发现信号和执行信号之间建立一个合理的连接，即程序。 通过运用程序编辑软件llwin3.0我们发现各种功能模块组成的流程图编程模式，易于入门级用户使用。各功能模块和子流程间可以进行数据交换，不仅可以用变量方式，也可以用图形化连接方式。编程操作更容易理解。子流程存储在一个库文件中，可以任意调用而不必知道其内部工作原理。… 设计工作原理 机器人指的是可程式控制的机械，整体来说可分为两大部分，分别为机械架构及软体的控制的两大部分。 （一）机械架构 本设计移动机器人之机械构架采用德国慧鱼创意积木所组成，它的优点在于方便组装，能在设计阶段能起到一定的辅助作用，减少设计成本以及更好的观察到设计的可行性及其优缺点，以便更好改进设计中的缺点。一般机械所用到的零组件如齿轮、马达、气动机、光感开关等，都可以在慧鱼创意积木中找到，且功能毫不逊色。 搭建最初的控制机器人，是非常重要的环节，一定要格外认真才行。连接各个电气元件时一定要严格按照说明书操作，然后检查两三遍以确保准确无误。在进行机械构件搭接时，我们要特别注意连接的平滑度，尤其是齿轮与紧固件的连接，不要太用力。 首先针对我们所需的机械架构做规划，收集所需用到之慧鱼创意积木零件，其次将其组装成机械架构，接入电脑，等待软件的控制。 （二）软体控制 程序的整体采用了主/从结构的编程方式，主要是为了解决多个不同循环和循环之间的信息交互。LabVIEW程式使程式经由此介面板驱动机器人，达到预设之动作。 图1 智慧型微电脑界面板 智慧型微电脑介面板细部说明如下： 1、此装置是所有电脑控制套件的控制逻辑核心，他负责与PC间的通讯和运算，将电脑所编辑的程式转换成控制命令来控制马达等。 2、此装置有八个数位输入，两个类比输入可接收0~5欧姆的电阻值，四个可逆马达输出控制，控制马达dc relay等。 3、电源供应电池或充电器的方式，大小为9伏特5瓦。 4、可在On-line（以传输线与PC连线），也可在Off-line（不需与电脑连线）两种模式下作业。 慧鱼模型操作规程： 1、实验前先按照清单清点零件个数； 2、熟悉零件分装方式，了解零件分装的大致规律； 3、每次仅取出要用到的零件； 4、拆除模型后将零件放回相应的袋子； 5、按照清单清点零件。 一、气动门机器人 气动门机器人，是一种通过判断是否有人需要进入门内而开启或关闭的机器人，气动门机器人比传统的机械门机器人有更好的操作性，自动化程度高，具有更强大的动力。 具体工作情况如下：当我们进入一扇门时，只需要轻轻一推，传感器就将我们的动作传送到计算机中，同时门将自动打开。当人离开门时，触动光感元件，门就将自动关闭，同时等待下一次的开门指令。 图2 气动门机器人 模拟图 二、传送机器人 传送机器人，是一种可以将物体从一处送到另一处的机器人。传送机器人相比于传统的人工传送系统自动化程度更高，具有更快的工作效率。 具体工作情况如下：当传感器感应到有物体需要进行转运时，钳夹会将物体夹起来，通过转动转轴来使物体运送到预定目的地上方，松开钳夹，物体掉落，成功将物体运送到目的地。 图3 传送机器人 模拟图 三、信件分拣机器人 信件分拣机器人，是一种通过光感元件对物品进行分类的机器人，信件分拣机器人比传统的人工分拣信件系统自动化程度更高，具有更快的工作效率。 具体工作情况如下：当信件通过传送带传送至分拣口时，触动光感元件，光感元件将信号输入电脑进行运算，判断其具体分类，并将信号输出至气动发动机，推送信件至其同类处，然后等待下一次光感元件的信号输入。 图4 信件分拣机机器人 成品图 四、采集机器人（创新） 到此，我们已经做了三个实验，分别实现了门的开关、物品的传送与分拣，那么，怎样将物品收集起来呢？于是我们想到了采集机器人。 具体工作方式如下：首先光感元件感应到有物体可供采集，其次经过人眼的识别允许采集，那么挡板放下，压缩机压缩，挡板将物体推送至采集板上，然后挡板上升至合适位置停止。此时采集板倾斜，由于重力原因，物体将自动下滑至收集箱中，采集完成。最后采集板放下，等待下一次的指示信号输入。 当我们将大体结构组装完成时，发现仍有两件事使模型在采集物体的时候出现问题：①当挡板上升时，转轴会出现打滑的现象，这样挡板就无法升至预定目的地。②当物体过重时，采集板的升力不够，这样就无法将物体采集进收集箱。 于