慧鱼实验报告

慧鱼机器人模型组装综合实验

五、实验步骤

（1）慧鱼模型名称及工作过程

避障机器人

（2）模型组件选择

柱、块：固定支撑和机器人实体搭建；

板：一侧具有平滑表面，通常用于制作平台或装饰；

轮

孔条：可用于轴、连杆等组件的支撑；

连接件：在结构制作中起到衔接的作用。

连杆、链条、履带、齿轮、齿条、涡轮、蜗杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节等

9V双向直流电机、按钮、灯、接线插头、光敏晶体管、电磁阀、接口板等

储气罐、气缸、活塞、气弯头、电磁气阀、气管

（3）模型组件组装

【提示】：①各个组件之间是如何连接的；②组件连接中有哪些注意事项。可以附模型装配图。

构件连接方式：基本构件采用燕尾槽插接方式连接，可实现六面拼接，可多次拆装。确保构件要到位，不滑动；注意电子元件正负极，接线稳定可靠不松动；整体美观，布线规范。

（4）接线

电路连接：

通信线路连接：

①USB口连接方式：需要安装硬件驱动；

②串口连接：硬件不支持热拔插，须关闭计算机后再进行硬件连接。

（5）端口设置及硬件调试

路径一、菜单“选项”下的“设置接口”菜单；

路径二、工具条上“检查接口和终端”按钮。

弹出端口设置对话框，在“端口”下拉列表中选择连接的接口，其他参数默认。如果不知道端口号，可以在系统硬件信息中查看。

完成端口设置之后，可进行硬件的测试：

路径一、菜单“选项”下的“检查接口”菜单；

路径二、工具条上“检查接口和终端”按钮。

弹出“检查接口”对话框：M1~M4用鼠标点击，如果输出组件是电机，可以用左键和右键分别点击测试按钮，可以实现电机的不同转动方向；E1~E8连接按钮，E1~E8连接光敏晶体管（分别演示）。在后面的编程中，需要使用数字量输入/输出接口号，因此硬件测试不仅仅是为了测试电路、通信线路连接是否正常，同时也是记录数字量输入/输出接口号与机器人关节控制之间的关系。

（6）程序设计

打开LLWin软件，点击新建按钮，进入程序编辑界面。右侧有一个浮动的窗体，窗体名为工具箱。工具箱窗体的功能模块页面上共有18个功能模块，也就是说软件自身已经将各个标准功能集成起来，封装成为一个功能块，因此在编写控制程序时，只要将相应的模块拖到相应的位置，并与其他功能模块连接起来即可。

介绍每一个功能模块，强调每一个控制程序均是一开始模块开始，结束模块结束。

举例：三自由度机械手Z轴上升。

刚才硬件测试时，记录了控制Z轴的电机是M1。

为了提高程序的编写效率，在编写较长的控制程序时，将需要重复使用的程序段封装起来，集成为子程序，实质上就是一个自定义的功能模块。

新建子程序：子程序按钮→输入子程序名称后确定→进入子程序编制界面编辑子程序：子程序按钮→选择子程序→进入子程序编制界面

每个子程序都是以子程序入口模块开始，以子程序出口模块结束。具体的编制方法与主程序编制方法相同。

子程序编制完成之后，要在程序设计界面中设置子程序的进出口位置，如果不设置子程序进出口位置，子程序将不能被正常调用。

子程序设计→弹出“设计子程序”窗体，选择要设计的子程序→进入子程序设计界面，设置进出口位置。

子程序调用：

浮动窗体工具箱→子程序页面→选择子程序拖到相应位置

控制系统程序设计:根据计算机的控制任务，采用模块化的设计方法，将机器人的整个运动过程分为六个部分：向前运动、向后运动、左转、停止、避障、循线。

1.前进子程序：将马达M1和M2的速度都调为3,旋转方向为逆时针。

2.后退子程序：将模块中的马达输出M1和M2的速度调为4，方向为顺时针旋转。

3.左转子程序：将模块中的马达输出M1和M2的速度调为4，其中M1的运动方向为逆时针旋转、M2的运动方向为顺时针旋转。

4.停止子程序：将电动机M1和M2的动作状态调为停止。

5.避障子程序：设置距离传感器D1的判断距离即：D1＜12cm，若距离不小于12cm则程序从Y/N分支的N分支出来→M4灯灭→程序结束。而若距离小于12cm则程序从Y/N分支的Y分支出来→M4灯亮→智能车停止→延时1S→智能车后退；距离传感器继续判断距离，判断条件：D1＞13 cm，如果距离不小于13cm则程序回到判断起点，继续循环。反之，程序从Y/N分支的Y分支出来→智能车停止→智能车左转→延时0.5S →程序结束。

6.循线子程序：程序开始→智能车左转→循环计数开始，循环计数从=1开始，判断计

数器的数值是否大于预定的循环计数10，若不大于10则从（N）口出→轨迹传感器I3开始判断，若搜寻到轨迹→M3灯亮→智能车停止→子程序出口；若未搜寻到轨迹→判断轨迹传感器I4是否搜寻到轨迹，若搜寻到轨迹→M3灯亮→智能车停止→子程序出口；若I4未搜寻到轨迹→M3灯灭→循环计数器开始→连接避障子程序→若遇到障碍，执行避障程序，然后返回程序入口；若未遇到障碍，则循环计数+1。若循环计数大于10则从（Y）口出→智能车前进→循环计数开始，循环计数从=1开始，判断计数器的数值是否大于预定的循环计数5，若大于则从（Y）口出→返回程序入口。若不大于5则从（N）口出→轨迹传感器I3开始判断，若搜寻到轨迹则智能车停止→程序结束；若未搜寻到轨迹继续判断I4是否搜寻到轨迹→若搜寻到轨迹则智能车停止→程序结束；若未搜寻到轨迹→脉冲计数器开始→智能车执行避障程序，如果未遇到障碍则循环计数器+1，若遇到障碍则返回程序起点。

主程序设计：程序开始→执行搜寻子程序→判断轨迹传感器I3是否搜寻到轨迹，若I3搜寻到轨迹→判断I4是否搜寻到轨迹，若I4搜寻到轨迹→智能车前进→执行避障子程序→返回I3起点；若I4没有搜寻到轨迹，电动机M1停止、M2逆时针旋转→执行避障子程序。若I3没有搜寻到轨迹→判断I4是否搜寻到轨迹，若I4搜寻到轨迹→电动机M1逆时针旋转、M2停止→执行避障子程序；若I4未搜寻到轨迹→执行stop子程序→返回搜寻起点。