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1、简易机器人(B型),全国青少年电子制作锦标赛组委会 陳永康,简易机器人(B型)制作赛,简易机器人定点行走赛,介绍内容：,1.简易机器人的构造2.简易机器人的工作原理3.简易机器人的制作4.简易机器人的比赛程序及规则,一 简易机器人(B型)的构造,两大部分:(一).机械结构部分(二).电路控制部分,简易机器人(B型)的构造,(一).机械结构部分 上肢Z型连杆 L型连杆 下肢C型脚,简易机器人(B型)的构造,(二).电路控制部分印刷电路板电动机电池盒拨动开关躯体总体连线,(一).机械结构部分:,(一).机械结构部分(模拟人):,1、躯干（底板）2、上肢（注意：左、右不同）,3、下肢（注意：左、右不
2、同）,4、C形脚,5、Z形连杆 6、L形连杆,5、Z形连杆（上连杆）6、L形连杆（下连杆，注意：左、右 不同）7、曲柄 8、开关支架,9、花形螺帽10、球形垫圈,（二）电路控制部分,(二).电路控制部分:,1、电源（4.5V、3V）2、拨动开关(电源开关,定时电容放电)3、电动机（带变速箱,工作电压3V）4、“NE-555”定时电路,二 简易机器人(B型)控制电路工作原理,1.控制电路工作原理2.电路特点3.元器件(主要作用)4.B型印刷电路板的装配,1.简易机器人(B型)控制电路工作原理,2.控制电路特点,1、机械传动动力-电动机(带齿轮箱).2、电动机：工作电压3v。NE-555时基 电路
3、、三极管8050 工作电压 4.5V。3、三极管8050 处于导通状态,电机工作.反之，电机停止工作.4、555输出端处于高电位时，三极管 8050 导通;处于低电位时-截止.,5、555时基电路组成按键式单稳态工作模式，平时电解电容220F充满(2/3VDD)电荷后，555输出低电平，单稳态处于稳态.当拨动开关置于关的位置後，又拨向接通电源时，处于暂态，电容器放电置0后，又重新开始充电，555输出高电平，8050导通，电机工作.直至电容器充电量(即555-6脚电压)，大于、等于2/3VDD时，555又恢复处于稳态.6、三极管8050导通时(集电极为低电位)，二个红色发光管亮，8050截止时(
4、集电极为高电位)，绿色发光管亮.,555时基电路内电路功能图,555定时原理,3.元器件(主要作用),a、NE555时基电路(构成定时电路)b、可调电阻(105,104)-调节RC时间常数.c、电源(4.5V,3V两组电源).d、开关(一,电源开关.二,定时电容放电.)e、电动机(工作电压3v,机械传动的动力),4.B型印刷电路板装配图,B型印刷电路板(无铜箔面)装配图,3.简易机器人的制作:,怎样使制作又顺又快又好呢？,当然按图制作是第一条，弄懂说明书有关制作的要求，弄清各零部件的特点以及相对安装位置。但制作前首先应弄清有哪几类螺丝、有哪几种规格螺丝、它们又应该分别装在什么地方？这一点很重要
5、，避免在制作时，捁错！,1螺栓（大、中、小）共6个、和垫圈4个。2自攻螺钉（大、中、小）共22个。,螺栓：大(2个)、中(2个)、小(2个)。自攻螺丝：大(2个)、中(6个)、小(14个)。,准备工作:,.焊装-控制电路板.组装-左右、上下肢体.安装-躯干的3个部件(电机、开关、电池盒、).,(一).控制电路板的焊装.,1、元器件和图文资料(同现场电子制作).、电路图,简易机器人(B型)控制电路工作原理,B型印刷电路板装配图,B型印刷电路板(无铜箔面)装配图,2、印刷电路板的装配和焊接,、检查元器件、插装元器件 先小后大、先低后高、先难后易。、焊接元器件和印刷电路板的引出导线 元器件焊接要符合
6、常规，多余引脚要剪平 整。,准备工作:,(二).左右、上下肢体的组装.1、上肢组装 用中号自攻螺丝把上肢和上连杆（Z形连杆）连接起来。注意：左、右上肢不同；上肢的光面向外；上肢的方向不能装反,2、下肢组装 用小号自攻螺丝把下肢和C形脚连接起来。注意：左、右下肢不同；下肢的光面向外；下肢的方向不能装反。,3、上,下肢的连接,、用中号螺栓、垫片把下肢和L形连杆连接起来。、用大号螺栓和花形螺帽把Z形（上）连杆和L形（下）连杆连接起来。注意：L形连杆左右不同；Z形连杆在螺帽和L形连杆的中间。,上,下肢的连接,(三).躯干部件的安装.,、画轴线,、安装电动机,a、把电动机（带齿轮箱）放在底板的正面，使中
7、缝线与竖直中轴线重合。b、用小号自攻螺丝把电动机固定在底板上 注意：上方两只小自攻螺丝在装配时，应确保电机水平轴与躯干水平线相一致。,电池盒的安装,a、把电池盒放在底板的反面，使电池盒 上边框与水平轴线重合，并使电池盒中缝线与底板竖直中轴线重合。b、用小号自攻螺丝把电池盒固定在底板上。,、安装开关,a、用小号自攻螺丝把开关支架固定在底板头顶部，使它正好与顶部的园内接。b、用小号螺栓把开关固定在支架上。,整体组装：1、躯体安装电路板。2、整机电路接线。3、左、右肢体与躯体相连。,1、躯体安装电路板。,1、固定印刷电路板(固定前，先将电池盒白色线4.5V与印刷电路板a点焊连)，用2只小号自攻螺丝把
8、印刷电路板固定在底板反面的电池盒上方。固定印刷电路板时，首先必须使印刷电路板上端的2只红色发光二极管倒插入机器人躯干眼晴孔中（注意上下、左右的对称和美观）。,2、整机电路接线。,电池盒白线(4.5v正极)印刷电路板a点 电池盒红线(3v正极)电动机正端 电池盒黑线(电源负极)开关单触点(左或右)印刷电路板b点黄线 电动机负端 印刷电路板c点黑线开关中间常触点 印刷电路板d点蓝线开关另一单触点,简易机器人(B型)定时电路:,控制电路的连接,3、左、右肢体与躯体相连。,用中号自攻螺丝把曲柄和L形连杆连接起来。用大号自攻螺丝，把左、右肢体与躯体相连。,简易机器人的调试：,1、初调(制作调试)将104
9、、105可变电阻器调至最小值(顺时针方向旋到头)，定时最小值5、6秒。2、细调(行走调试)电路部分：（1）三点定时调试法-估计行走最佳工作点。（2）实践(在跑道上)，确定行走最佳点(反复)机械部分：（1）走直调整，左右拐调整方法 对称性比较好(将拐的方向下肢微调-加长)对称性较差(将拐的方向下肢微调-缩短).,简易机器人的调试：,1、手提调试 手提机器人，接通电源，进行机械动作、定时时间的调试。、机械动作的调试 观察机器人机械动作，适当调节肩部、上下连杆间、曲柄与下连杆间的螺丝的松紧，使动作协调自如。,、定时时间测试：a、定时最小值的测试：30sec(一般为5-10sec).将1M、100K可
10、调电阻调至最小值（顺时针方向旋到底）。通电后，记下机器人停止动作所用的时间就是定时最小值。,b、定时最大值的测试：将1M、100K可调电阻调至最大值。.（逆时针方向旋到底）通电后记下机器人停止动作所用时间就是定时最大值。,定时时间常数的计算：(=R*C=1130k*220F=248600ms248.6S.248.6s/60s=4.143M).考虑元器件离散性、误差等因素影响。=4.143-（4.143*0.15*2）=2.9M3M.2/3VDD0.66VDD时间常数;；1 2.3 31-e-t/RC 0.63；0.9；0.95；(电容充电量).,2、行走调试：、行走方向的调试：若行走方向发生偏
11、离，主要靠反复调试两侧的肩部螺丝、连杆上的各种螺丝（螺钉）松紧程度，以及调节下肢微调长孔，调节左、右肢相对长短来加以纠正的。、定点行走的时间调试：,调试(方法),估计所需时间，参考定时的最大值，粗调1M可调电阻，使机器 人行走定点在最高分值区。（可能要进行多次试走和粗调,采用三点调试法较简便）估算最佳分值所需时间：（168cm/2.8cm/s=60s=1M。其中：机器人行走速度：选2.8cm/s.最高分值区距离：168cm.,a、粗调 根据比赛跑道长度和机器人行走的快慢。b、微调 在定点行走时间粗调基夲完成的基础上，再微调100K可调电阻，尽可能使机器人行走定点在最高分值区的中间位置。(一般微
12、调作用不明显),附：简易机器人定点行走赛专用跑道示意图,简易机器人(B型)故障分析举例,简易机器人(B型)故障分析举例,简易机器人(B型)故障分析举例,4、简易机器人的竞赛规则及程序,一、简易机器人竞赛规则 1、竞赛项目（1）、高中、初中、小学组简易机器人制作竞赛（简称制作赛）；（2）、高中、初中、小学组行走定点竞赛（简称定点赛）。,竞賽项目,1、制作赛：40分钟2、行走定点赛：(调试时间：20分钟)二次行走的分值之和,行走时间二项为参赛成绩.分值高,行走时间短为先.,2、竞赛办法（1）简易机器人制作赛,参赛选手自带制作工具和未经任何处理的指定简易机器人制作套材，在规定时间内（40分钟），完成
13、简易机器人的制作，并完成行走15秒内的定时功能调试。卜,（2）简易机器人行走定点赛,参赛选手在规定时间内（20分钟），在抽签决定的专用跑道上完成简易机器人的行走调试和定点调试，随后在该专用跑道上连续完成两次定点行走。,3、评判规定A、简易机器人制作赛评判规定：凡属下列情况之一者，均判简易机器人制作不合格（无成绩）或给予加时处罚：（1）、事先对简易机器人套材的元器件进行了加工处理；（2）、未按简易机器人图纸和说明书要求组装；（3）、未按简易机器人控制电路说明书要求制作；（4）、未能在限定时间（40分钟）内完成简易机器人制作；,（5）、简易机器人不能正常行走或行走时跌倒；（6）、简易机器人行走时发
14、生零部件脱落；（7）、简易机器人虽能行走，但红、绿灯指示不正常；（8）、简易机器人控制电路未能调节到30秒内定时功能；（9）、简易机器人控制电路的安装、焊接违反现场电子制作有关规定；（10）、不服从裁判，又不按程序提出申诉，并严重影响竞赛进行者，违反锦标赛其他有关规定者。,B、简易机器人行走定点赛评判规定：凡属下列情况之一者，均判简易机器人这次定点行走无成绩：（1）、裁判尚未发出“预备开始”的口令，简易机器人已开始行走；（2）、简易机器人行走时跌倒；（3）、简易机器人行走或停止时踩到、超越边线、底线或起跑线；（4）、简易机器人行走或停止时发生零部件脱落；,（5）、简易机器人行走过程中提供任何人
15、为帮助；（6）、简易机器人行走超过3分钟而不停止；（7）、简易机器人红、绿灯指示不正常；（8）、不服从裁判，又不按程序提出申诉，并严重影响竞赛进行者，违反锦标赛其他有关规定者。,4、名次评定A、简易机器人制作赛名次评定：简易机器人制作判定合格的选手，以其完成制作的时间作为制作成绩（精确到秒）。制作时间少者，名次在先。简易机器人制作判定不合格的选手，则无成绩，不参与名次的评定。B、简易机器人行走定点赛名次评定：参赛选手的简易机器人在行走定点赛中，停止行走时，所用时间为行走时间（精确到秒）；,所在区域的分值为行走分值。行走时间和行走分值为一次定点赛成绩。连续两次定点赛成绩之和为该选手最终成绩。分值
16、多者名次在先，分值相同时，以行走时间少者名次在先。行走分值是以机器人停止行走时，接触跑道的C型脚所在区域的分值为准。若C型脚同时接触两个区域，则取分值少者为行走分值。,竞赛项目:高中,初中,小学制作赛.高中,初中,小学行走赛.奖励:高中,初中,小学个人单项等级奖;高中,初中,小学个人全能前6名;高中,初中,小学团体单项等级 高中,初中,小学团体全能前6名.,5、奖励办法(1)、个人单项等级奖：按竞赛项目(简易机器人制作赛和定点赛)分别以高中、初中、小学3个组别统计单项名次。根据参赛人数和单项名次，各单项(简易机器人制作赛和定点赛)分别设一、二、三等奖若干名。,(2)、个人全能名次奖：个人全能名
17、次，以个人各单项(简易机器人制作赛和定点赛)名次之和排列个人全能名次（不得缺项），排名并列，以总时间少者名次在先。各组分别有10人(含)以上选手参赛的取前6名，6-9人参赛的取3名，3-5人参赛的取1名。,(3)、单项团体等级奖：(简易机器人制作赛和定点赛)各组别男、女各3人(含)以上选手获得个人单项(简易机器人制作赛和定点赛)名次的团体，可参加单项团体奖的评定。分别以成绩最好的男、女各3名选手名次之和排列组别单项(简易机器人制作赛和定点赛)团体名次，根据各组别参赛队数按比例取一等奖、二等奖、三等奖若干名（已获得组别全能团体名次的队，不再参加组别单项团体等级奖评比）。,(4)、全能团体名次奖：
18、各组别男、女各3人(含)以上选手获得个人全能名次的团体，可参加全能团体名次奖(即团体奖)的评定，分别以成绩最好的男、女各3名选手名次之和排列组别团体名次，排名并列，以总时间少者名次在先。各组分别有10个队(含)以上团体的组别取前6名，6-9个队参赛的取3名，3-5个队参赛的取1名。,(5)、其他奖励：竞赛组委会将根据各队或各地组织竞赛活动的情况和指导选手获奖成绩，评选优秀组织奖和优秀辅导员若干名。报到时请提供单位盖章的申报材料。6、竞赛场地(1)、简易机器人行走定点赛场地（简易机器人竞赛专用跑道），要求平整、无明显坡度、无障碍。(2)、专用跑道长198厘米、宽100厘米，区域间隔见示意图，区域
19、间隔线宽0.5厘米。(3)、专用跑道示意图：,专用跑道示意图：,简易机器人竞赛程序A、简易机器人制作竞赛程序1、检录：参赛选手自带参赛证、未经处理的指定简易机器人套材和制作工具（电烙铁、烙铁架、松香焊锡丝、钭嘴钳、螺丝刀、镊子等），按竞赛日程表规定的检录时间到检录室报到，检录裁判说明检录注意事项并进行相关检查，样机不得带入检录室和赛场。,2、入场：由检录裁判按序、分批将参赛选手带入指定赛场。赛场裁判指挥选手对号入座。参赛选手展示参赛证、自带未经处理的指定器材和制作工具。3、宣讲：赛场裁判长宣讲制作竞赛注意事项，并进行安全教育。4、检查：赛场裁判检查选手参赛证、自带的未经处理的指定器材和制作工具
20、。,5、准备：接通电源。赛场裁判在躯干（底板）、印刷电路板上做规定的记号。在完成相关准备工作后，由赛场裁判长向发令裁判长示意。6、开赛：根据发令裁判长的指令，计时裁判回表，当发令裁判发出“预备开始”的指令后，计时开始。7、完成：参赛选手在完成简易机器人的制作和相关的调试（行走、30秒内的定时功能）后，即可起立、报号、离座，,计时裁判随即终止该选手的制作计时（精确到秒）。8、评判：赛场裁判根据选手制作的机器人的制作情况、行走情况、30秒内定时功能情况来评判制作的机器人是否合格，并说明判不合格的依据。评判后的机器人放在桌上角，选手不得接触、调试。9、签字：赛场裁判将记有制作是否合格和制作时间的成绩
21、表交选手签字认可。若对评判不服，可在签字后注明要申诉，并按有关程序进行申诉。,10、结束：简易机器人制作赛限时40分钟，结束前3分钟发令裁判长会发出“还有最后3分钟”的提示。限定的时间到后，发令裁判长会发出“时间到”的口令，制作赛结束，未完成制作者，作超时论处，制作赛无成绩。,简易机器人行走定点竞赛程序1、准备：赛场裁判长宣讲定点竞赛注意事项，抽签确定选手跑道，准备工作完成后，赛场裁判长应向发令裁判长示意比赛准备就绪。2、调试：当发令裁判长发出“调试开始”的口令后，选手即可在既定的跑道上进行行走、定点的调试，调试时间限定20分钟，在调试结束前3分钟，发令裁判长会发出“还有3分钟”的提示。,制作
22、赛不合格而兼报定时赛的选手，允许在这20分钟内继续完成制作和调试。“时间到”的口令发出后，停止任何操作。裁判对在调试时间内继续完成制作的机器人应确认是否合格，能否参加定点赛。参加定点赛的机器人按序排放在跑道边，不得再进行校正或调试。,3、行走：选手在裁判指令下作好机器人定点行走的准备，裁判发出“预备开始”的口令后，行走计时开始，选手接通开关，让机器人从指定跑道的起跑区内开始自由行走，直到行走停止，随即计时终止（精确到秒）。4、评判：裁判根据规则评判本次行走是否合格、有效，并记下本次定点行走的成绩（分值和时间）。5、再走：随即进行笫二次定点行走。,6、再判：评判第二次定点行走是否合格、有效，并记下第二次成绩（分值和时间）。7、签字：裁判将记有两次定点行走分值和时间的成绩表交选手签字认可，若有异议，可在签字后注明要申诉，并按有关程序进行申诉。签字后选手即可离开赛场。,简易机器人定点行走赛,再见 谢谢大家全国青少年电子制作锦标赛组委会 陈永康,
