数字电路机器人说明书

北京诺博康科技有限公司=================================================================================================================================================数字电路训练机器人使用手册（超级宝贝机器人）注意事项请认真阅读该手册并注意产品功能和用途说明。

本手册在CD光盘上以PDF 格式提供，如有需要可以进行复制或打印。

该手册内容可能因产品升级或其他原因而改变，本公司不另行通知。

在动手安装之前请先通篇阅读本页。

安装和操作注意危险！组装机器人的时候，需要使用电烙铁和焊锡，要注意安全。

当操作机器人的时候要注意安全。

如果没有正确组装，机器人将不能正常工作。

警告！安全第一。

尽管该产品看起来像个玩具，但最好在有成人照看的情况下，它可能会对小孩造成伤害。

故障发生时，请立即关闭所有相关电源。

如果电池被弄破，暴露在液体，火或其他热源面前，可能会导致电击。

不要在热，潮湿或寒冷的环境下使用，因为该产品包含精密的元件。

如果处在一个极端的条件下，错误可能发生。

在组装的时候尤其要细心，因为公司提供的是用户DIY的机器人，所以安全性与组装者有关，公司并不能绝对保证，如果组装错误可能导致损坏或伤害。

注意！电池处理：不要在高温和极端的环境下使用。

把电池存储在阴凉，干燥的环境中。

在运输或存储时，让电池远离其他导体。

紧急处理：如果电池造破坏导致电解材料溅到皮肤上或眼睛里，立即用水冲洗皮肤或眼睛。

如果电解材料溅到眼睛里面，请尽快就医。

电池里的电解材料是有毒物质，能对人和家庭环境、家具等造成污染和危害。

请按照垃圾的处理方法或本国家的规则妥善处理。

不要通过焚烧来处理报废的电池。

前言随着世界各地的学生在世界各种机器人竟技大赛上不断取得优异成绩，机器人竟赛活动在中国也悄然展开。

中央电视台率先成功地举办了首届全国大学生机器人电视大赛，使更多的人开始对机器人的制作产生了浓厚的兴趣。

许多学校为了提高学生的动手能力，也先后开设了机器人设计制作课程，为机器人走进我们的生活奠定了基础。

但是，中国的竟技机器人制作尚处于起步阶段，还需要大量借鉴国外的成熟经验。

而日本在机器人技术的开发和应用方面一直处于世界领先地位。

落后就要挨打，科技才能强国。

因此，我们特别研制了《数字电路机器人》，希望能为我国的机器人爱好者参与借鉴。

数字电路机器人讲解和制作的机器人与一般的竟技机器人不同，不是已经组装好的机器人，每一个零部件都要靠自己来组装完成。

使人们通过整个制作过程来获取创造的乐趣及成功的满足感。

采用这种方法制作机器人，还可以进一步加深对机器人工作原理的感性认识。

数字电路机器人虽然属于性能较为单纯的能够巡线和遇到障碍报警的机器人，但它也包含了一般机器人的制作机理。

无论是宠物机器人还是工业机器人，尽管在科技含量和功能多少上有所差别，但是其基础的部分都是大同小异的。

因此，以数字电路机器人讲解的机器人为基础可以开发出很多不同的机器人。

为机器人爱好者提供了广阔的创作空间。

目录CHAPTER 1 数字电路机器人快速安装简明指南 (6)快速上手步骤1：认识几种种主要器件 (8)快速上手步骤2：如何组装 (10)CHAPTER 2 数字电路机器人电子部分焊接 (13)2.1分离控制板和传感器板 (13)2.2电子元器件按照下面的顺序焊接 (14)CHAPTER 3 数字电路机器人机械部分安装 (22)CHAPTER 4 机器人总装及调试 (26)CHAPTER 5 电子元器件基本知识 (29)5.1色环电阻 (29)5.2二极管 (31)5.3光敏电阻 (32)5.4三极管 (34)5.5LED (36)5.6电容器 (37)CHAPTER 6 电子元器件焊接知识 (39)6.1电烙铁 (39)6.2焊锡和助焊剂 (40)6.3辅助工具 (40)6.4焊前处理 (40)6.5焊接技术 (41)6.6焊接质量不高的原因 (42)6.7易损元器件的焊接 (43)CHAPTER 7 机器人原理图及器件明细 (43)CHAPTER 8 关于机器人的扩展功能 (46)Chapter 1 数字电路机器人快速安装简明指南组装机器人是需要一些专业的科技工具。

需要使用以下工具：●电烙铁及烙铁架●焊锡●剪钳●尖嘴钳●螺丝刀一般在家里的制作机器人的时候，由于电烙铁的温度很高，经常会不小心烫伤桌子或手，因此一定要注意安全和防火。

随着素质教育的越来越被重视，很多学校都把制作智能小车作为首选课题，智能小车生动有趣还牵涉到机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识，学生通过动手实践能大大提高解决实际问题的能力，而且智能小车还是一个很好的硬件平台，只要增加一些控制电路就能完成寻线小车、救火机器人、足球机器人、避障机器人、遥控汽车等课题。

在白色的场地上有一条16毫米宽的黑色跑道，我们的寻线小车能沿着黑色跑道自动行驶，不管是跑道如何弯曲小车都能自动行驶，真是太神奇了！大家知道当光源射到白色物体和黑色物体上时的反光率是不同的，我们这里用红色的LED作为光源，光线通过地面或障碍物反射到光敏电阻上，通过检测光敏电阻的数值变化，能判断小车是否行驶在白色区域上或遇到障碍物，如果检测到是黑色跑道，说明小车跑偏，这一侧的电机就会减速甚至停转这一侧的绿色的LED熄灭，驱动小车向相反方向行驶，这样小车就能始终沿着跑道行驶了；如果检测到障碍物，小车就会停下来，并发出预警信息，蜂鸣器鸣响的同时，显示避障的LED灯也会发出黄色的灯光。

本着从简到繁的原则，我们开发了这款由数字电路来控制的智能寻线小车，在组装过程中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到：光电传感器、电压比较器、电机驱动电路等相关电子知识。

快速上手步骤 1：认识几种种主要器件【光敏电阻器件】这就是光敏电阻，它能够检测外界光线的强弱，外界光线越强光敏电阻的阻值越小，外界光线越弱阻值越大，当红色LED光投射到白色区域和黑色跑道时因为反光率的不同，光敏电阻的阻值会发生明显区别，便于后续电路进行控制。

【LM393比较器集成电路】LM393是双路电压比较器集成电路，由两个独立的精密电压比较器构成。

它的作用是比较两个输入电压，根据两路输入电压的高低改变输出电压的高低。

输出有两种状态：接近开路或者下拉接近低电平，LM393采用集电极开路输出，所以必须加上拉电阻才能输出高电平。

【带减速齿轮的直流电机】直流电机驱动小车的话必须要减速，否则转速过高的话小车跑得太快根本也来不及控制，而且未经减速的话转矩太小甚至跑不起来，我们专门定做的这种电机已经集成了减速齿轮大大降低了制作难度非常适合我们使用。

首先我们来熟悉一下整机的工作原理图，LM393随时比较着两路光敏电阻的大小，当出现不平衡时（例如一侧压黑色跑道）立即控制一侧电机停转，另一侧电机加速旋转，从而使小车修正方向，恢复到正确的方向上，整个过程是一个闭环控制，因此能快速灵敏地控制。

【机器人车体】这是机器人的主要车体结构，材料为铝合金材料，铝合金车体的材料轻便而安全。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。

该合金中的主要合金元素为镁及硅，具有中等强度，良好的抗腐蚀性。

【机器人控制板和传感器板】控制板是机器人核心部分，它通过连接各种传感器接收各种信息，通过分析处理，发出各种指令，控制机器人的各种运动行为。

各种元器件需要你亲自动手焊接到控制板上。

控制板上详细标明了各种控制电路，各种元器件的位置和正负极等。

它由2部分组成，使用的时候，需要把两块电路板分开，小块的电路板是传感器控制板。

组装的时候，两块控制板需要用数据线连接起来。

首先我们来熟悉一下整机的工作原理图，LM393随时比较着两路光敏电阻的大小，当出现不平衡时（例如一侧压黑色跑道）立即控制一侧电机停转，另一侧电机加速旋转，从而使小车修正方向，恢复到正确的方向上，整个过程是一个闭环控制，因此能快速灵敏地控制。

快速上手步骤 2：如何组装第一步：电路部分基本焊接焊接前务必遵循如下原则：●低矮元器件先焊；●电路板焊接处有正负极标注，按图示正负极焊接；●长脚为正，短为负的器件：发光二极管、电容、蜂鸣器；●不用区分正负极的器件：普通定值电阻、光敏电阻。

●电路板为两块组成，请先将控制板与传感器控制板分离。

电路焊接部分比较简单，焊接顺序按照元件高度从低到高的原则，首先焊接电阻，焊接时务必用确认阻值是否正确，焊接有极性的元件如三极管、绿色指示灯、电解电容务必分清楚极性尽量参考我们图片的元件方向焊接，焊接电容时引脚短的是负极插入PCB丝印上阴影的一侧，焊接绿色LED时注意引脚长的是正极，并且焊接时间不能太长否则容易焊坏，集成电路芯片可以不插，初步焊接完成后请务必细心核对，防止粗心大意。

焊接好的控制板如图：正面反面第二步：安装与焊接传感器控制电路传感器控制电路板上需要焊接3组传感器，每组传感器分别有光敏电阻和发光二极管配成一对。

光敏电阻和发光二极管（注意极性）是安装在小块的电路板上的，安装时配合上间隔柱，和地面间距约5毫米左右，光敏电阻和发光二极管之间距离也在5毫米左右。

最后可以通电测试，第三步：机械组装注：详细安装参考第三章Chapter 3●轮子的中心孔与底盘尾部的中心孔对准在一条水平线上。

●将开口销同时穿过这三个孔（底盘左侧，尾轮，底盘右侧）。

●将开口销一端弯曲使它不会滑出孔。

●拉伸橡皮圈，把它套在每个轮子上。

●每个轮子有一个凹槽用于把它安装到输出轴上。

将两个轮子分别压在输出轴上，确保两个轴高度一致，并已装进轮子的凹槽。

●用螺钉将轮子固定在输出轴上。

第四步：组装与调试详细见第四章Chapter 4Chapter 2 数字电路机器人电子部分焊接说明在前，对于一个初学者来说，电子元器件的知识可能是零，但必须要知道，有些电子元器件是有正负极的，而有些不用区分正负极。

有正负极的元器件，一般行业内是有行业规定如何区分正负极的。

例如有正负极的器件一般为长脚为正，短为负。

本说明书中也尽量采用非专业人士能够看得懂的文字来表述。

2.1 分离控制板和传感器板首先，取出如下图所示电路板（仔细看，电路板可以分离为两块电路板）。

电路板仔细看，电路板由两块电路板组成，可以用手掰开，大块的为控制板，小块的为传感器板，如图：机器人控制板传感器板拿出大块的电路板，这是机器人的控制板，现在开始焊接机器人的控制板，把相应的电子元器件焊接到电路板上。

焊接完成后的电路板如图：焊接完成后的示意图请先参考光盘上的视频《电子元器件焊接方法》。

掌握焊接的基本技巧。

2.2 电子元器件按照下面的顺序焊接【机器人控制板的焊接】电阻我们用的电阻为色环电阻，色环电阻的样子，可以参看下图：在电子配件包中，找出上图样子的电阻，按照不同的阻值焊接到电路板相应的标号位置，不同阻值的位置不同，不同阻值及对应的电路板上的标号参考下表。