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1、word目 录实验一 机器人U-II测试.2实验二 机器人传感器实验.8实验三 机器人运动控制实验.15实验四 机器人避障实验.20实验一 机器人U-II测试一. 实验目的1、熟悉AS-UII机器人的组成结构和工作原理；2、熟练操作使用AS-UII机器人；3、掌握AS-UII机器人各项根本功能。二. 设备清单每组学生拥有一套机器人实验课程专用套件。上课期间由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。(1) AS-UII智能机器人 1台(2) 五金工具 1套(3) 万用表 1只(4) AS-UII使用手册 1本(5) 使用手册 1本(6) VJC1.5安装盘 1三、课堂要求(1) 课前认真
2、预习，精心准备。(2) 在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件。(3) 不同小组的器件不要混用。(4) 课后整理桌面。(5) 不在课堂做任何与学习无关的事。(6) 课后认真填写实验报告。四、须知事项(1) 运行前充饱电，能使机器人运行效果更好。(2) 轻拿轻放机器人，防止摔落地面。(3) 碰撞环是机器人最易损坏的部件，请注意保护。使用机器人时，尽量防止提持、拉扯、捧托碰撞环。(4) 没有特殊情况，不要拆卸电池。如果确实要拆卸，应按住电池上的小塑料片，使之贴住池身，以脱离卡槽，然后轻轻拔下来。(5) 串口通信线连接在机器人上时，最好不要按复位键。否如此容易死机。(6) 机器人运动时，勿顶住障
3、碍物，否如此易造成电机堵转，烧毁芯片。(7) 常见问题的处理，参见AS-UII使用手册附录。五、系统检测按下机器人的运行键，机器人开始自检，LCD 液晶屏上显示“AS-UII Inteligent Robot Test：1、检查LCD 液晶屏LCD 液晶显示屏安装在机器人的外壳上，用于显示各种信息，便于了解程序执行中的情况。显示屏可以显示162 个字符每行16 个字符，共2 行。显示屏可以显示机器人运行的信息，这一点在以后调试程序时尤其显得重要。自检开始后，LCD 显示屏标明的测试项目为“Now Test NO.1”，接着提示“LCD Test,然后就开始显示字符，如数字、符号、字母等。注意观
4、察LCD 显示屏有没有出现黑屏出现整排兰色条纹或无字符等现象，如果没有，说明机器人的LCD 显示屏是正常的。LCD 液晶显示是否正常？Yes假如不正常，现象为： 故障排除方法： 2、喇叭检测第二次按下“运行键，机器人就开始了第二项检查工作，LCD显示屏标明的测试项目为“Now Test NO.2”，接着提示“Piezo Test，注意听机器人是否发出声音，声音是否清晰响亮。显示屏上的数字会伴随着机器人的声音不断变化，显示的数字是机器人发出的声音频率。音调越高，显示的数字就越大。喇叭是否正常？Yes假如不正常，现象为： 故障排除方法： 3、光敏检测机器人的光敏传感器安装在外壳上，两只光敏传感器一
5、左一右，用来识别外界光线的强弱。再按一下“运行键，机器人就开始了第三项检查工作，LCD标明的测试项目为“Now Test NO.3”，其后在LCD 上有类似“PhotoL242 R248”的提示，其中L 表示“左光敏，R表示“右光敏，字母后面的数字表示机器人检测到的光线强度值。随着光强的不同，光敏传感器的感应数值也不同，其变化围为0255。光强越弱，数值越大，光强越强，数值越小。在一样光强条件下，左右两边光敏传感器的数值偏差应当小于10。光敏传感器测量围： 左：20255右：25-255光敏传感器是否正常？Yes假如不正常，现象为： 故障排除方法： 4、红外检测红外传感系统也安装在机器人的外壳
6、上，左右两侧一边一只红外发射管，中间一只红外接收模块。红外传感器的作用是检测机器人前方、左前方、右前方是否有障碍物。再按下“运行键，机器人就开始了第四项检查工作，LCD标明的测试项目为“Now Test NO.4”，其后在LCD 出现“IR Test提示。红外检测的距离设置在30cm左右。将A4 纸大小的障碍物分别放在机器人的正前方、左侧、右侧20 cm左右，观察LCD 值。红外传感器测量值：20cm红外传感器是否正常？Yes假如不正常，现象为： 故障排除方法： 5、检测碰撞传感器机器人的碰撞传感器，相当于人类的触觉。AS-UII虽然只用了四只碰撞传感器，却能感知全身碰撞的方位。再按一下“运行
7、键，机器人就开始了第五项检查工作，LCD标明的测试项目为“Now Test NO.5，其后出现“Bumper Test字样。用手从不同方向触动碰撞环时，LCD 就会相应地显示出机器人受到碰撞的方向：用手从正前方挤压碰撞环，LCD 显示屏上显示“Front；用手从正后方挤压碰撞环，LCD 显示屏上显示“Back；左、右、左前、右前、左后、右后方等方向挤压碰撞环，观测观察LCD 值。碰撞传感器是否正常？Yes 假如不正常，现象为： 故障排除方法： 6、检测运动系统再把机器人放到开阔的平地上有2 米2 米大小即可，按一下“运行键，机器人就开始第六项检查工作。液晶屏标明的测试项目为“NowTest N
8、O.6，接着提示“Motor Test，其后机器人将会移动、转弯，同时在LCD 上显示机器人移动的累计“距离和瞬时电机转速。如系统机载程序默认值为：Motor 30 L 100Test 31 R 100表示左电机速度100，右电机速度100，左轮转过30个单位，右轮转过31个单位。系统实际测量值：左电机30L102右电机31R105运动系统是否正常？Yes假如不正常，现象为： 故障排除方法： 7、检测光电编码器第七项检测完成后，把机器人从地上拿起来，再按一下“运行键，机器人就开始了第七项检查工作，LCD 标明的测试项目为“NowTest NO.7，接着提示“Encoders Test。机器人的
9、轮子每转动1 圈，码盘也随着转动1 圈，LCD 上显示的光电编码器的计数值约等于33。即轮子转动1 周，光电计数为33。用手分别转动左、右两侧的轮子，观察显示屏上的数字变化情况。注意：可能碰到的问题：1) 机器人运动突然停止，可能是机器人电量不足，请给机器人充电；2) 注意不要让机器人运动时顶住障碍物，否如此会造成电机堵转，容易损坏驱动芯片。光电编码器是否正常？Yes假如不正常，现象为： 故障排除方法： 8、检测完毕自检程序全部完成后，按一下复位键，机器人就会停止运行。最后关闭电源开关。六、运行表演程序1、安装开发软件把VJC1.5 开发版安装光盘放入电脑光驱中, VJC1.5 就能自动安装到
10、电脑上。如果未能自动安装，请打开“我的电脑，打开“光盘，运行光盘中安装程序“，然后按照安装向导的提示一步步操作，就可以将VJC1.5 开发版安装上了。安装完成后，桌面上会出现VJC1.5 图标。2、连接串口通信线将串口通信线的一端与电脑机箱后面的9 针串口相连，另一端连在机器人的下载口上。3、下载表演程序单击菜单栏中“工具T选项卡，在弹出的下拉菜单中单击“机器人表演程序，随后会弹出“智能下载程序对话框，并显示下载进程。注意观察下载程序是否正常。当对话框中出现“成功下载字样后，关闭对话框。表演程序就下载到机器人中了。4、运行表演把串口通信线从机器人下载口拔下来，就可以让机器人表演了。机器人表演程
11、序包含5个程序：(1) 电子琴 Piano从不同的方位触动碰撞环，机器人会发出不同的声音。(2) 声与光 Im in dark在明暗不同的光线下，机器人会发出不一样的叫声。(3) 跟我走 Follow机器人会跟着前方的物体走。(4) 走向亮光 Goto light如果房间里点着一支蜡烛，机器人就会向蜡烛走过去。(5) 三步舞 Im dancing机器人跳舞。表演是否正常？Yes假如不正常，现象为： 故障排除方法： ) 实验二 机器人传感器实验一. 实验目的1、掌握AS-UII机器人各传感器工作原理；2、熟练安装3、熟练使用VJC1.5 开发软件。二. 设备清单每组学生拥有一套机器人实验课程专用
12、套件。上课期间由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须付费赔偿。(1) AS-UII智能机器人 1台(2) 红外传感器 2对光敏传感器 4个碰撞传感器 4个(3) 五金工具 1套(4) 万用表 1只(5) AS-UII使用手册 1本(6) 使用手册 1本(7) VJC1.5安装盘 1三、课堂要求(1) 课前认真预习，精心准备。(2) 在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件。(3) 不同小组的器件不要混用。(4) 课后整理桌面。(5) 不在课堂做任何与学习无关的事。(6) 课后认真填写实验报告。四、须知事项(1) 运行前充饱电，能使机器人运行效果更好。(2) 轻拿轻放机器人，防止摔落地面。(3
13、) 碰撞环是机器人最易损坏的部件，请注意保护。使用机器人时，尽量防止提持、拉扯、捧托碰撞环。(4) 没有特殊情况，不要拆卸电池。如果确实要拆卸，应按住电池上的小塑料片，使之贴住池身，以脱离卡槽，然后轻轻拔下来。(5) 串口通信线连接在机器人上时，最好不要按复位键。否如此容易死机。(6) 机器人运动时，勿顶住障碍物，否如此易造成电机堵转，烧毁芯片。(7) 常见问题的处理，参见AS-UII使用手册附录。五、红外传感器实验1、工作原理AS-UII机器人配备了2 只红外发射管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，检测距离围为1080cm。可以通过调节两个电位器主板
14、上靠近红外传感器接口的黄色旋钮来调节左右两个红外的检测距离，顺时针红外发射强，检测距离远，逆时针红外发射弱，检测距离近。逆时针将电位器旋转到底，将关闭红外发射管。红外传感器红外传感器电路图2、安装红外传感器的插针是有方向性的，安装时应注意方向。红外线发射接口IRR 和IRL 的正极已经标出。插反不会损坏元件，但传感器会不工作。红外线接收模块的正确接法是将紫色线朝向主板中间的缺口。如果插反不会损坏器件，但错位有可能损坏红外接收模块。红外传感器安装位置图3、编程测试在JC 语言中，红外传感器的库函数是ir_detector()，在程序运行过程中，此库函数仅在被调用到时执行一次，即采集数据一次。在J
15、C 代码编辑界面中间一行编辑框JC 对话窗口中输入如下程序块：while(1) printf(ir=%bn, ir_detector();wait(0.5);按回车，JC 能立即编译这一段程序并下载运行，LCD 上显示：ir=0 表示此时没有障碍4、实验用一白纸分别挡在能力风暴智能机器人的前方、左方和右方，编程进展测试；程序代码：int ir_2=0;int ir_3=0;int ir_4=0;void main() while(1) ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = ir_1) printf( HI ir_1 =%d n ,ir_1); else ir_1 =i
16、r_detector(); if( ir_1 = ir_2) printf( HI ir_2 =%d n ,ir_2); else ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = ir_3) printf( HI ir_3 =%d n ,ir_3); wait( 0.500000 ); 六、光敏传感器实验1、工作原理能力风暴智能机器人上有2 只光敏传感器见图3-11，在机器人左前和右前方，可以检测到光线的强弱。光敏传感器光敏传感器电路图2、安装光敏传感器是可变电阻，它的接插方式没有方向性，它在主板上的位置如下列图：光敏传感器安装位置图3、编程测试在JC 语言中，光敏传感器的库函
17、数是：左光敏photo(1)，右光敏photo(2)。在程序运行过程中，光敏检测库函数photo 仅在被调用到时执行一次，即采集数据一次。在JC 代码编辑界面中间一行编辑框JC 对话窗口中输入如下程序块程序仅采集了左光敏的读数：while(1) printf(photoleft=%dn,photo(1);wait(0.5);按回车Enter，JC 能立即编译这一段程序并下载运行，LCD 上会有如下显示：photoleft=180 表示此时照射在左光敏上的光强值是180，注意观察读数的变化。光越暗，数字越大，光越强，数字越小。4、实验编写程序，当光线暗于一定值时，机器人将叫两声。程序代码：int
18、 photo_1=0;void main() while(1) photo_1 =(photo(1)+photo(2)/2; if(photo_1 150) tone(523.200012,0.250000); tone(523.200012,0.250000); printf( HI photo_1 =%d n ,photo_1); wait( 2.000000 ); 七、碰撞传感器实验1、工作原理碰撞传感器是感知碰撞信息的传感器。在能力风暴智能机器人的左前、右前、左后、右后设置有四个碰撞开关，它们与碰撞环共同构成了碰撞传感器(见图3-2)。碰撞环与底盘柔性连接，在受力后与底盘产生相对位移，
19、触发固连在底盘上的碰撞开关，使之闭合。碰撞传感器碰撞传感器接线图2、安装碰撞传感器在主板上的位置如下列图：碰撞传感器的安装位置图3、实验编写程序，遇到障碍物后，机器人自动绕开并发出声音。int bmp_1=0;void main() while(1) bmp_1 = bumper(); if( bmp_1 = 3) drive( -40 ,0); wait( 0.500000 ); stop(); wait( 0.500000 ); drive( 0 , 80 ); wait( 0.100000 ); stop(); tone(523.200012,0.250000); drive( 80 ,
20、0); wait( 0.500000 ); stop(); 实验三 机器人运动控制实验一. 实验目的1、掌握AS-UII机器人运动控制系统组成和工作原理；2、熟练编写运动控制程序。二. 设备清单每组学生拥有一套机器人实验课程专用套件。上课期间由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。(1) AS-UII智能机器人 1台(2) 五金工具 1套(3) 万用表 1只(4) AS-UII使用手册 1本(5) 使用手册 1本(6) VJC1.5安装盘 1三、课堂要求(1) 课前认真预习，精心准备。(2) 在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件。(3) 不同小组的器件不要混用。(4) 课后整理
21、桌面。(5) 不在课堂做任何与学习无关的事。(6) 课后认真填写实验报告。四、须知事项(1) 运行前充饱电，能使机器人运行效果更好。(2) 轻拿轻放机器人，防止摔落地面。(3) 碰撞环是机器人最易损坏的部件，请注意保护。使用机器人时，尽量防止提持、拉扯、捧托碰撞环。(4) 没有特殊情况，不要拆卸电池。如果确实要拆卸，应按住电池上的小塑料片，使之贴住池身，以脱离卡槽，然后轻轻拔下来。(5) 串口通信线连接在机器人上时，最好不要按复位键。否如此容易死机。(6) 机器人运动时，勿顶住障碍物，否如此易造成电机堵转，烧毁芯片。(7) 常见问题的处理，参见AS-UII使用手册附录。五、直流电机测试AS-U
22、II 机器人上有两个直流电机，机器人的调速是通过调节电机的平均电压实现的。AS-UII 机器人的驱动方式是差动驱动。两个主要的库函数是motor()和drive()。库函数motora，b应用时应注意：1) 库函数motora，b只控制单个的电机转速；2) 库函数motora，b有两个参数a、b，都是整型数；3) 库函数motora，b中a 指定是左轮或是右轮，a=1 代表左轮，a=2 代表右轮；b指定转速，b 的取值围是100100。库函数drivea，b应用时应注意：1) 此库函数是复合语句，同时控制左右两个电机的转速；2) 此语句有两个参数a、b，都是整型数；3) a 指定平移的速度，b
23、 指定旋转的速度。左轮的速度ab，右轮的速度ab。实验1：编写程序，使机器人以左轮40 右轮80 的速度前进0.5 秒钟，并走一条弧线。void main()drive(60,-20);wait( 0.500000 );stop();实验2：比拟以下两个程序，分析原因：程序1：void main()drive( 80 ,0);wait( 0.500000 );stop();程序2：void main()drive( 60 ,20);wait( 0.500000 );stop();程序运行结果：程序2运行结果：小车左轮速度为80CM/S，右轮速度为40CM/S，小车右转原因分析程序1中小车左轮速
24、度为80CM/S，右轮速度同样为80CM/S。两者一致，所以小车直行。程序2中左轮速度大于右轮速度，所以小车右转。六、光电编码器测试1、工作原理光电编码器是一种能够传递位置信息的传感器，它由码盘和光电编码模块组成，分别安装在主动轮侧和轮子支架侧。光电编码模块运用反射式红外发射接收模块。反射器(即码盘)是黑白相间的铝合金圆片，黑白条纹把圆分成66 等分。当码盘随轮子旋转时，光电编码模块发出的红外线照射在码盘上，黑条和白条反射回来的信号状态不同,从而产生一个脉冲。轮子转一圈共产生33 个脉冲，每个脉冲对应角度约为10.91 度。码盘与光电编码模块外形光电编码模块安装位置示意图2、编程测试检测左右光
25、电编码器当前状态的库函数为：encoder1，encoder2。在JC 对话窗口中输入如下程序块：while(1)printf(encoder_1=%dn,encoder(1);wait(1.0);按回车Enter，JC 能立即编译这一段程序并下载运行，LCD 上会显示0 或1。0 表示当前无反射信号，码盘片的黑格正对编码器；1 表示当前有反射信号，码盘片的白格正对编码器。库函数rotation(1)、rotation(2)可以读出左右光电编码器脉冲累计值。3、实验要求：然后缓慢转动左轮，编程测量转一圈是否有33 个脉冲。程序：int rot_1=0;void main() while(1)
26、rot_1 = rotation( 1 ); printf( HI rot_1 =%d n ,rot_1); wait( 0.500000 ); 七、运动控制实验要求：编写一个机器人直线行走的程序，先让机器人以速度100 前进3 秒，再让机器人以速度-60 后退5 秒，再在原地以角速度80度/秒旋转1 秒。void main() drive( 100 ,0); wait( 3.000000 ); stop(); wait( 0.500000 ); drive( -60 ,0); wait( 5.000000 ); stop(); wait( 0.500000 ); drive( 0 , 11)
27、; wait( 1.000000 ); stop();实验四 机器人避障实验一. 实验目的1、掌握AS-UII机器人避障工作原理；2、熟练编写机器人避障控制程序。二. 设备清单每组学生拥有一套机器人实验课程专用套件。上课期间由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。(1) AS-UII智能机器人 1台(2) 五金工具 1套(3) 万用表 1只(4) AS-UII使用手册 1本(5) 使用手册 1本(6) VJC1.5安装盘 1三. 实验场地2.5m的正方形区域，有分隔小区与障碍物，隔板距离与长度不小于20cm。四、课堂要求(1) 课前认真预习，精心准备。(2) 在不损坏器件或愿意赔偿的
28、情况下自由使用器件。(3) 不同小组的器件不要混用。(4) 课后整理桌面。(5) 不在课堂做任何与学习无关的事。(6) 课后认真填写实验报告。五、须知事项(1) 运行前充饱电，能使机器人运行效果更好。(2) 轻拿轻放机器人，防止摔落地面。(3) 碰撞环是机器人最易损坏的部件，请注意保护。使用机器人时，尽量防止提持、拉扯、捧托碰撞环。(4) 没有特殊情况，不要拆卸电池。如果确实要拆卸，应按住电池上的小塑料片，使之贴住池身，以脱离卡槽，然后轻轻拔下来。(5) 串口通信线连接在机器人上时，最好不要按复位键。否如此容易死机。(6) 机器人运动时，勿顶住障碍物，否如此易造成电机堵转，烧毁芯片。(7) 常
29、见问题的处理，参见AS-UII使用手册附录。.程序：int ir_1=0;void main() while(1) ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = 1) drive( 0 , 81); wait( 0.100000 ); stop(); else ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = 2) drive( 0 , -80); wait( 0.100000 ); stop(); else ir_1 =ir_detector(); if( ir_1 = 4) drive( -40 ,0); wait( 0.500000 ); stop(); drive( 0 , 80 ); wait( 0.100000 ); stop(); else drive( 60 ,0); wait( 0.500000 ); stop(); 21 / 22
