搜救机器人实验报告

南昌航空大学开放型实验报告

年月日

课程名称：开放型实验实验名称：搜救机器人的组装与控制

班级：学生姓名：学号：

指导教师评定：签名：

一、实验目的（实验设计要求）

1.掌握红外传感器、火焰传感器、地面灰度传感器；

2.了解搜救机器人的硬件结构；

3.模拟现实世界中的搜救情景，能够自行设计搜救机器人的控制程序

4.多学科交流、启发学生创新性思维，模拟现实世界中的搜救情景，使机器人完成搜救任务。

5. 设计程序使机器人能够自动开始直线向前匀速行驶并在行驶一段距离后自动停止。

6.设计程序使机器人能够自动开始沿矩形边框走一圈回到原点并停止。

二、实验仪器

搜救机器人；红外传感器、火焰传感器、地面灰度传感器若干。

三、实验原理

学会使用能力风暴

“能力风暴”智能机器人是为培养在校学生动手能力和创造力.协作能力而推出的开放式机器人平台，融合了现代工业设计.机械.电子.传感器.计算机和人工智能诸多领域的先进技术。能力风暴的活动器官是执行具体功能（如说话.走路等）时所要用到的部件。

⑴主板--能力风暴的大脑

位于能力风暴心脏部位的控制部件是能力风暴的大脑--主板，由中央处理器（CPU）存储器（RAM）数据总线和输入输出口以及外围接口电路所组成。

跟人的大脑一样，它在控制机体运动的时候，要完成接受信息、处理信息、发出指令等一系列过程。能力风暴的大脑有记忆功能，这主要由主板上的内存实现，至于大脑的分析、判断、决策的功能则由主板上的众多芯片共同完成。

⑵传感器--能力风暴的眼睛

能力风暴有3只眼睛，它们由传感器组成。①能力风暴的双眼--红外传感器。能力风暴的红外传感器能够和人的眼睛一样，在遇到前方有障碍物时，将信息反馈给大脑，再由大脑通知行走部件，避开障碍物。人的眼睛有一定的可视范围，能力风暴的眼睛也一样。能力风暴的眼睛看到前方10~80厘米、90度范围内的比210毫米*150毫米的大障碍物。如果障碍物太小太细，或者在它的可视范围以外，它可就没法就看到了。在能力风暴的可视范围内，它的可视距离是可以调整的。②能力风暴的第3只眼睛--地面检测传感器。能力风暴有第3只眼睛，如果说前面两只眼睛起到探知外界环境以躲避外界障碍的作用，那么这第3只眼睛就是利用外界环境提供的不同信息，按照控制要求，执行相应的动作。

地面传感器可以探测到地面各个位置的不同颜色和不同亮度，它由一个发光管和一个光敏电阻发光管组成。以黑白两种颜色的地面为例，要求机器人沿着黑色线条前进，当能力风暴在进行地面检测时，首先由发光管发出光线，然后光敏电阻就可以检测地面反射回来的光线强度。由于黑、白两种颜色反射光的能力不一样，而黑色地面反射的光线少，这样当光敏电阻检测到反射光的强弱时就将信息发回给大脑，大脑则根据这个信息判断检测地面是黑色还是白色的，机器人就可以沿着地面上黑色的线条前进了。和人一样，能力风暴也能够知道它所处的环境范围内光线的强弱，它的感光细胞--光敏传感器由两个光敏电阻组成，位于机器人的正前方。光敏传感器将光线的强度转变为可读取的数字，这样能力风暴就可以判断周围光线的强度。通常光敏传感器将光线的强度转变成可读取的数字，这样能力风暴就可以判断周围光线的强度。通常光敏传感器返回的数值与周围环境光线的强度成反比，如光敏传感器返回的值为152和00，则可以知道返回152的环境比返回100的环境暗。

⑶扬声器--能力风暴的嘴

能力风暴也可以说话，它的嘴就是扬声器。当然现在还不能让能力风暴说人话，扬声器只能发出一定频率的声音，比如音乐和旋律等。

⑷LCD--能力风暴的特殊表达方式

能力风暴的液晶显示屏可以表达自己，简称LCD。LCD可以显示各种字符来与外界进行交流，表示它遇到了什么，正在做什么和想干什么。

⑸轮子--能力风暴的腿

能力风暴的轮子一共有四只：两只主动轮、两只从动轮。主动轮带动整个能力风暴运动，从动轮起到平衡和导向的作用。在4只轮子的共同配合下，能力风暴能够完成向前直走、向后倒退、左转、右转、原地打转等技术动作。

⑹直流电机--能力风暴的肌肉

在能力风暴上有两个直流电机，它在机器人轮子的上部，可以讲电池提供的电能转化为动能，让机器人利用电能动起来。直流电机通过调节不同的转动速度，可以实现机器人随心所欲的慢走或快走。

⑺眼睛--能力风暴表达情绪的窗口

在能力风暴运行时，眼睛可以发光，根据不同的信息做出不同颜色的改变⑻碰撞传感器--能力风暴的皮肤

在能力风暴的正面下部放了3个碰撞传感器，（有的是4个或多个）分别在正前方、左前方和右前方，在后方放置一个碰撞块是为了防止意外事件的发生，确保能力风暴的正常活动。另外，能力风暴还有一个程序编辑软件，简称VJC，可以对能力风暴进行编程并下载到能力风暴里。SVJC和VJC功能基本相同，只是不能下载到能力风暴里。能力风暴操作很简单，主要掌握的是程序设计和少量C 语言，操作时需要不断调试1

⑼能力风暴的英文名系列

能力风暴英文名为Ability Storm （缩写AS）目前，此系列有AS—InfoM、

AS—InfoX、AS—M、AS—UⅡ等多个型号的产品。以AS—MⅡ为例，M表示中学版,Ⅱ表示二版本。

四、实验内容

1、了解机器人的编程环境和搜救算法；

2、自行设计机器人局部硬件结构；

3、应用VCJ1.7软件自行设计控制程序；

4、编写两个程序，使机器人分别直走、沿一个矩形绕圈并回到原点，然后将程序下

载到机器人上，进行测试，看机器人是否能按照程序执行。

五、程序

程序一：

#include "RobotLib.h"

void main()

{

SetMoto(0,10);

SetMoto(1,10);

wait( 1.000000 );

stop();

while(1){}

}

程序二：

#include "RobotLib.h"

void main()

{

{int i_2;for(i_2=0;i_2< 4 ;i_2++)

{

SetMoto(0,10);

SetMoto(1,10);

wait( 2.000000 );

SetMoto(0,30);

SetMoto(1,-30);

wait( 0.200000 );

}}

stop();

}

六实验小结

随着人工智能化的不断发展，机器人一直都受到人们的关注和向往，现在在国内开展的机器人研究项目已经有很多，而且越来越深入，一般都是在高校里进行。为了更好地培训大学生的创新意识和动手能力，要多进行类似的教学活动。必须经过多次测试不断调整方可确定两个电机分别应取多大的速度可使机器人的转角为特定的90度角。