班级:
学号:
姓名:
武汉科技大学机械自动化学院
机械基础实验示范中心
2004.10
乐高机器人创新
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
实验指导书
1、 实验目的
1、培养学生用创造性思维方法,设计、搭建新型的机构或装置;
2、引导学生运用乐高机器人套件,设计、制作智能机器人,提高学生的观察分析、动手、创造能力,培养学生的参与、竞争、实践与协作意识;
3、加强学生对机电一体化的实践认识,培养学生的创新意识及综合设计能力。
2、 实验原理
乐高机器人由机械结构件、控制器、电机、传感器等多个模块组成,采用搭积木方式搭建,硬件――就是积木,软件――采用图形化编程语言,不涉及单片机汇编语言与机器码编程。这就使系统理论教学摆脱了单片机语言、电路结构、微机接口等分支学科的束缚,可以直接根据系统要求,组态并展示系统功能。让学生主动体现设计思想,理解系统设计原理,更好地关注于创新机构设计以及机电一体化系统集成。
3、 实验仪器与设备
1. 乐高机器人模型组合包;
主要部件说明:
(1)支承元件
(2)传动元件
(3)动力元件
(4)传感器
触动传感器 光电传感器 角度传感器
(5)RCX微型电脑与IR红外发射仪
(6)连接导线、轴套类零件与其它辅助元件
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2. 乐高机器人专用电源;
3. 安装MindStorms Robolab软件的电脑;
4. 乐高专用智能接口板;
5. 连接电线,摄子、螺丝刀等常用工具。
4、 实验前的准备工作
1. 按模型组合包设备清单清点模型零件,并按类型分类置放于装料盘中;
2. 认真阅读模型组合包操作手册;
3. 按组装指导图搭接模型,掌握组合模型的拼接方法;
4. 熟悉动力元器件的装配、连接方法;
包括:电动机、传感器、变压器、气动元件、各种开关等;
5. 熟悉组合包配备的软件Robolab及接口。
5、 实验内容与步骤
1. 乐高机器人套件认知、观察,了解其种类、作用等相关信息。
主要部件包括:①拼插套件(电路积木)②RCX(微电脑芯片,可接收并存储通过红外发射仪传出的电脑程序,从而支配机器人完成指令)③软件编程ROBOLAB平台 ④结合展示的展品介绍各种输入输出设备(光电传感器、触动传感器、马达、导线等)。
2. 选题,确定设计目标,制定设计
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
,进行任务分工。
3. 运用乐高机器人套件,组装智能机器人,并编写程序进行控制。
4. 写出实验报告:说明模型的工作原理,画出机构结构简图,说明程序的设计思路,并论述设计的创新性与实用性。
6、 实验报告
1. 实验目的;
2. 实验内容;
3. 实验结果,包括所建模型的工作原理,机构简图,所编写的控制程序,设计体会等。
7、 思考题
1. 将转动变为移动有几种方法?各用多少种构件?如何实现?
2. 控制物体转动到一定角度后停止有几种方法?用什么构件? 如何实现?
3. 控制物体移动一定距离后停止有几种方法?用什么构件? 如何实现?
4. 如何实现机构的协同工作?
5. 如何实现用光控制小车停止、运动,用什么构件?
附:
评分
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
:
创新性 30分
工作原理 30分
外观造型 10分
动作控制 20分
回答问题 10分
乐高机器人创新设计实验报告
实验日期 年 月 日
姓名
班级
学号
题目
Lego自动行驶小车设计
同组成员
1、 机构结构简图及原理图
程序是两马达A和C在功率等级5的状态下一直运行,直到车前的传感器被触发,当传感器被触发时,马达停止,小车停下。
2、 机器人图片(照片)
思考题:
1、简要说明设计思路
答:
第一次见到这样模块化的设计,联想到小时候玩的小车,就觉得这么可爱的零件应该也可以坐成一个小车,于是团队就一直决定搭建一个小车,来给自己做一个玩具。并且在搭建过程中希望其应该可以自动寻路,规避障碍物等功能,例如可以在遇到障碍物时自动停下,能够在一个迷宫中自己寻找路径走出迷宫,能在金字塔中找到一定路径,进行一些发现。
在搭建过程中,采用两个马达对后轮进行驱动,并且通过程序对两后轮的运动进行协调,并通过一系列齿轮机构进行调速,最终给机构提供一定的驱动力;而其寻找路径的方法,则是通过在各部位加装接触传感器、光学传感器等传感器来采集信息,并且传输给RCX并通过程序来进行判断下一步应该采取什么行动,进而达到自动寻路的目的。
但在搭建及编程过程中渐渐发现,若想尽善尽美地实现我们设想的所有功能,机构将比较庞大,RCX运行比较缓慢;并且对于程序的编写方面不是很了解。于是只能删繁就简,最终只能实现小车一直直行,当其遇到障碍物时,传感器被触发,向RCX传输一信号,马达在程序作用下停车,等待程序的下一次运行。
2、试述本设计的创意性和实用性
答:
就本设计而言,由于我们关于ROBOLAN软件编程方面的缺陷,以及模块化化机构臃肿的固有特点,我们的设计过于简单,,诶有达到设定的目标。就创意性来说:创新不是很大,只是实现了自己玩的心思。但就实用性上来说,其具有一定的实用性,并且只要在现有基础上稍加改进就可以有更好的实用性。
1、若在下车上加上一个光电传感器,并且通过一定的程序,则可以实现其沿着一条黑色带子一直向前运行;2、修改程序,使小车当遇到障碍时,不是简单停下,而是能做到先停下,接着后退,进而转弯重新上路,并且能一直循环,就能实现其在迷宫中自动寻找通行路径的目的了。
报告完成日期: 成绩:
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