乐高机器人实验报告

班级： 学号： 姓名： 武汉科技大学机械自动化学院 机械基础实验示范中心 2004.10 乐高机器人创新实验指导书 1、 实验目的 1、培养学生用创造性思维，设计、搭建新型的机构或装置； 2、引导学生运用乐高机器人套件，设计、制作智能机器人，提高学生的观察、动手、创造能力，培养学生的参与、竞争、实践与协作意识； 3、加强学生对机电一体化的实践认识，培养学生的创新意识及综合设计能力。 2、 实验原理 乐高机器人由机械结构件、控制器、电机、传感器等多个模块组成，采用搭积木方式搭建，硬件――就是积木，软件――采用图形化编程语言，不涉及单片机汇编语言与机器码编程。这就使系统理论教学摆脱了单片机语言、电路结构、微机接口等分支学科的束缚，可以直接根据系统要求，组态并展示系统功能。让学生主动体现设计思想，理解系统设计原理，更好地关注于创新机构设计以及机电一体化系统集成。 3、 实验仪器与设备 1. 乐高机器人模型组合包； 主要部件说明： （1）支承元件 （2）传动元件 （3）动力元件 （4）传感器 触动传感器 光电传感器 角度传感器 （5）RCX微型电脑与IR红外发射仪 （6）连接导线、轴套类零件与其它辅助元件 INCLUDEPICTURE "http://fuxiao.whu.edu.cn/artstudents/UploadFiles/200510/20051009093907695.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://fuxiao.whu.edu.cn/artstudents/UploadFiles/200510/20051009093858325.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://fuxiao.whu.edu.cn/artstudents/UploadFiles/200510/20051009093901737.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://fuxiao.whu.edu.cn/artstudents/UploadFiles/200510/20051009093847265.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://fuxiao.whu.edu.cn/artstudents/UploadFiles/200510/20051009093856248.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "http://fuxiao.whu.edu.cn/artstudents/UploadFiles/200510/20051009093903361.jpg" \* MERGEFORMATINET 2. 乐高机器人专用电源； 3. 安装MindStorms Robolab软件的电脑； 4. 乐高专用智能接口板； 5. 连接电线，摄子、螺丝刀等常用工具。 4、 实验前的准备工作 1. 按模型组合包设备清单清点模型零件，并按类型分类置放于装料盘中； 2. 认真阅读模型组合包操作手册； 3. 按组装指导图搭接模型，掌握组合模型的拼接方法； 4. 熟悉动力元器件的装配、连接方法； 包括：电动机、传感器、变压器、气动元件、各种开关等； 5. 熟悉组合包配备的软件Robolab及接口。 5、 实验内容与步骤 1. 乐高机器人套件认知、观察，了解其种类、作用等相关信息。 主要部件包括：①拼插套件（电路积木）②RCX（微电脑芯片，可接收并存储通过红外发射仪传出的电脑程序，从而支配机器人完成指令）③软件编程ROBOLAB平台 ④结合展示的展品介绍各种输入输出设备（光电传感器、触动传感器、马达、导线等）。 2. 选题，确定设计目标，制定设计方案，进行任务分工。 3. 运用乐高机器人套件，组装智能机器人，并编写程序进行控制。 4. 写出实验报告：说明模型的工作原理，画出机构结构简图，说明程序的设计思路，并论述设计的创新性与实用性。 6、 实验报告 1. 实验目的； 2. 实验内容； 3. 实验结果，包括所建模型的工作原理，机构简图，所编写的控制程序，设计体会等。 7、 思考题 1. 将转动变为移动有几种方法？各用多少种构件？如何实现？ 2. 控制物体转动到一定角度后停止有几种方法？用什么构件? 如何实现？ 3. 控制物体移动一定距离后停止有几种方法？用什么构件? 如何实现？ 4. 如何实现机构的协同工作？ 5. 如何实现用光控制小车停止、运动，用什么构件? 附： 评分： 创新性 30分 工作原理 30分 外观造型 10分 动作控制 20分 回答问题 10分 乐高机器人创新设计实验报告 实验日期 年 月 日 姓名 班级 学号 题目 Lego自动行驶小车设计 同组成员 1、 机构结构简图及原理图 程序是两马达A和C在功率等级5的状态下一直运行，直到车前的传感器被触发，当传感器被触发时，马达停止，小车停下。 2、 机器人图片（照片） 思考题： 1、简要说明设计思路 答： 第一次见到这样模块化的设计，联想到小时候玩的小车，就觉得这么可爱的零件应该也可以坐成一个小车，于是团队就一直搭建一个小车，来给自己做一个玩具。并且在搭建过程中希望其应该可以自动寻路，规避障碍物等功能，例如可以在遇到障碍物时自动停下，能够在一个迷宫中自己寻找路径走出迷宫，能在金字塔中找到一定路径，进行一些发现。 在搭建过程中，采用两个马达对后轮进行驱动，并且通过程序对两后轮的运动进行协调，并通过一系列齿轮机构进行调速，最终给机构提供一定的驱动力；而其寻找路径的方法，则是通过在各部位加装接触传感器、光学传感器等传感器来采集信息，并且传输给RCX并通过程序来进行判断下一步应该采取什么行动，进而达到自动寻路的目的。 但在搭建及编程过程中渐渐发现，若想尽善尽美地实现我们设想的所有功能，机构将比较庞大，RCX运行比较缓慢；并且对于程序的编写方面不是很了解。于是只能删繁就简，最终只能实现小车一直直行，当其遇到障碍物时，传感器被触发，向RCX传输一信号，马达在程序作用下停车，等待程序的下一次运行。 2、试述本设计的创意性和实用性 答： 就本设计而言，由于我们关于ROBOLAN软件编程方面的缺陷，以及模块化化机构臃肿的固有特点，我们的设计过于简单，，诶有达到设定的目标。就创意性来说：创新不是很大，只是实现了自己玩的心思。但就实用性上来说，其具有一定的实用性，并且只要在现有基础上稍加改进就可以有更好的实用性。 1、若在下车上加上一个光电传感器，并且通过一定的程序，则可以实现其沿着一条黑色带子一直向前运行；2、修改程序，使小车当遇到障碍时，不是简单停下，而是能做到先停下，接着后退，进而转弯重新上路，并且能一直循环，就能实现其在迷宫中自动寻找通行路径的目的了。 报告完成日期： 成绩： PAGE 6