走迷宫机器人程序

走迷宫机器人程序

教学目标：

知识目标：知道机器人完成走迷宫任务的主要步骤

技能目标：1、熟练掌握机器人仿真软件的搭建，设计出一个走迷宫机器人。

2、能根据实际要求，初步编写出一个机器人走迷宫程序。

3、在指定的场地上，让机器人运行程序，顺利完成走迷宫测试。

4、掌握走迷宫中的左手和右手法则。

情感目标：旨在培养学生信息综合处理能力和创新思维。

教学重点：

走迷宫中的左手和右手法则。

教学难点：

在仿真平台中，将自己的搭件与程序设计有机结合，完成任务。

教学准备：

NST3D仿真平台（机房版）及客户端机器人演示平台一个

教学过程

1、任务分析

今天这节课我们继续进行虚拟机器人。通过前面的学习，同学们已经对纳英特3D机器人仿真系统有一个比较深入的了解。完成了机器人行动、避障和灭火三个任务。今天我们一起研究学习，共同来完成一个新的更有挑战的任务：机器人走迷宫。

师：同学们有信心吗？

生：有

师：好，那我们就开始吧！老师先把今天的任务给大家分析一下：

机器人走迷宫：让虚拟机器人从启始位置出发向前走，进入迷宫的每个房间，再最短的时间内到达终点。

研究步骤：①分析活动任务②设计走迷宫机器人③设计走迷宫程序

④结构与程序调试⑤完成任务与小结

2、结构设计

首先请同学们进入NST3D仿真平台，点击进入“机器人搭建”设计一个自己的走迷宫机器人，并保存。

纳英特3D机器人仿真系统界面“走迷宫机器人”搭建完成后的3D效果图其实，要提醒同学们注意什么：

（1）马达方向不要装反。

（2）设置马达的端口号：左马达端口为0号，右马达端口为1号。

（3）设置“红外避障传感器”的端口为7、8、9号。

（4）设置“红外避障传感器”的“感应区是否显示，要打上勾，同时要调整传感器的感应夹角和半径（不能过大或过小）。三个“红外避障传感器”之间的角度要做适当的调整。

想一想，你在搭建机器人过程中，还有什么经验总结，可以跟全班同学继续交流。

3、程序设计

1）当我们完成了走迷宫机器人的搭建后，下一步将让由教师重点介绍走迷宫中运用到

的左手和右手法则

2）在纳英特3D机器人仿真系统界面中的操作方法：

在主界面上选择“进入仿真”“选择程序栏”中选择“新建”

选择“流程图文件”进入编程软件界面

3）程序实现：

“机器人走迷宫”程序流程图走迷宫机器人仿真界面

4、实践探索

小组进行合作编程序，调试，可以借鉴一下别的组的方法。

分两次进行测试比赛，看哪一组方案设计得好,成功率高。其他组可以借鉴他人的经验，再次改进自己人的机器人结构或程序。

5、小结整理

优胜小组展示自己的程序，谈谈心得，教师和学生一起进行评价！

7、下课，整理器材，关闭计算机。

智能机器人走迷宫比赛规则

智能机器人走迷宫比赛规则 一、任务 制作一个由计算机程序控制的机器人，在一间模拟平面结构的房间里运动，由“H”为起点访问指定房间。 二、标准 1、模拟平面结构的房间和特性 机器人走迷宫比赛的场地平面结构示意图见《规则附件》，最终比赛场地以当天现场提供为准。 示意图中的尺寸供练习和实践时参考，竞赛场地的实际尺寸与示意图给定尺寸基本相同，但允许有1cm范围内制作误差。 模拟房间的墙壁33cm高，材质为木板。墙壁为白色。竞赛场地的地板为黑色的光滑木制表面。地板可以有接口，但接合处平整并是同样的黑色。场地的平整度要求，只要机器人可以处理0.3cm的不连续区域就可以。竞赛场地模拟房间里整体地面是水平的，没有斜坡和楼梯。 房子中，所有的走廊和门口宽都不小于46cm。门口并没有门，在地面上用一条2.5cm宽的白线表示房间入口。 竞赛场地的地板是黑色的。 机器人将从示意图中一个标有“H”的正方形开始，代表起始位臵。实际竞赛场地中代表起始位臵的白色正方形是实心的，并不标记“H”。 代表起始的位臵为30cm×30cm边长的白色正方形，正方形的对角线交点将设在46cm走廊的纵向中心线上。 竞赛场地示意图中在代表起始位臵的正方形左侧的墙壁没有标注缺口。竞赛场地这一部分墙壁可以移开，让参赛者比较方便地设臵机器人。机器人也可以用一些装臵来校正机器人在正方形中的位臵。机器人必须在白色正方形中启动。一旦启动，它可以在比赛场地中向所希望的横向或纵向运动。 2、照明设备 竞赛场地周围将尽量使用冷光源，且光线强度适中、均匀。但最终照明等级在比赛时才能确定。参赛者在比赛的当天有时间了解周围的灯光等级及标定

人工智能的迷宫问题

1. 题目：给出下面的迷宫图，找出走出迷宫的路径。 sg s0 s1 s2 s3 s4s5s6 s7s8s9 2．算符与状态空间 迷宫算符：左右上下 状态空间：

3．求解的状态空间图 4．给出各类表

5．程序代码 trace DOMAINS state=symbol DATABASE-mydatabase open(state,integer) closed(integer,state,integer) res(state) mark(state) fail_ PREDICATES solve search(state,state) result searching step4(integer,state) step56(integer,state) equal(state,state) repeat resulting(integer) rule(state,state) road(state,state)

GOAL solve. CLAUSES solve:-search(s0,sg),result. search(Begin,End):-retractall(_,mydatabase), assert(closed(0,Begin,0)), assert(open(Begin,0)), assert(mark(End)),repeat,searching,!. result:-not(fail_), retract(closed(0,_,0)),closed(M,_,_), resulting(M),!. result:-beep,write("sorry don't find a road!"). searching:-open(State,Pointer), retract(open(State,Pointer)),closed(No,_,_),No2=No+1, asserta(closed(No2,State,Pointer)),!,step4(No2,State). searching:-assert(fail_). step4(_,State):-mark(End),equal(State,End). step4(No3,State):-step56(No3,State),!,fail. step56(No4,StateX):- rule(StateX,StateY), not(open(StateY,_)), not(closed(_,StateY,_)), assertz(open(StateY,No4)),fail.

直角坐标机器人结构设计

直角坐标机器人结构设计 摘要 随着现代工业的不断发展，不但使传统工业的生产发生了根本性的变化，而且也对人类社会的生产产生了重大的影响。机器人作为现代工业生产的一种工具，不仅大大的提高了生产力，而且把人从各种生产环境中解放出来。目前，许多国家的工业机器人技术得到很好的发展，我国也在进行深入的研究和开发。本文主要是设计一个搬运工件的直角坐标机器人，它可以应用在自动化生产线上与人工相比具有速度快、定位精度准确的特点，具有很强的实用性能。作为直角坐标机器人结构设计，本文用了第二、三、四章详细阐述了设计过程，第五章简要介绍了机器人的控制部分，第六对机器人进行了效果分析，并总结了直角坐标机器人的特点。设计不拘泥于常规，使产品具有更广阔的发展空间，必将成为机器人的发展趋势。

Cartesian Robot Design Abstract With the continuous development of modern industry,not only the production of traditional industries has undergone a fundamental change, but also the production of human society has had a major impact. Robot as a tool of modern industrial production, not only greatly increase the productivity and the production environment from a variety of liberation. Currently, many countries have very good industrial robot technology development, China is also in-depth research and development. Porters of this paper is to design a piece of the Cartesian coordinate robot, which can be used in automated production lines and artificial compared to fast, accurate positioning accuracy characteristics,with strong practical performance.As the design of the right-angle coordinate robot,the text uses the second the third and the forth chapters to say the process of the design.The five chapter briefly describes some of the robot's control. The sixth chapters carried out effectiveness analysis and summarizes the characteristics of a Cartesian coordinate robot.The design makes the products have much more development,which must be the current of robot's development. Key words: Straight line Cartesian coordinate Structure

信息技术《机器人走迷宫》教案

信息技术《机器人走迷宫》教案 中学信息技术《机器人走迷宫》教案 第15课机器人走迷宫 【教学目标】 1．知识与技能 ◆学习红外传感器，完成机器人走迷宫； ◆理解机器人走迷宫的策略； ◆学会编写机器人迷宫程序流程图； ◆掌握子程序及复杂程序的编写。 2．过程与方法 ◆通过视频播放机器人走迷宫，激发学生兴趣； ◆通过教师讲解左右手走，培养学生的编程思维； ◆通过让学生自己动手编程、调试，体会成功的乐趣。 3．情感态度与价值观 ◆通过制作走迷宫的机器人，培养学生的想像力和创造力； ◆培养学生积极探索、敢于实践、大胆创新的精神和意识。 【教法选择】 任务驱动、自主探究、分组协作。 【教学重点】

1．理解机器人走迷宫的策略； 2．学会如何编写机器人走迷宫的流程图。 【教学难点】 1．机器人行走方向的判断； 2．掌握子程序及复杂程序的编写； 3．红外传感器在实际生活中的多元运用。 【教学过程】 一、创设情景，导入新课 教师活动 1．设置情景：欣赏走迷宫的机器人视频； 2．引人课题：引导学生分析机器人走迷宫的原理，观察走迷宫机器人中运用到的知识，引出本堂课的任务。 学生活动 欣赏视频，所学知识的整理和回顾，明确学习目标。 二、展现目标，引入任务 教师活动 实例讲解机器人走迷宫的原理及左、右手走：如果一个人在漆黑的迷宫场地中寻找出口，怎么才能走出迷宫呢?一般地，人会通过手的触摸寻找行走路线，沿迷宫的围墙的某一侧行走可以使机器人走遍迷宫的每个地方，这是走迷宫的一般方法。由于场地漆黑，粮据两手获得的墙壁触摸信息可以做出判断，我们称沿左侧行走的方法为左手走，称沿右侧

行走的方法为右手走。让机器人假设按左手法则行走，用左手去摸索左侧的墙壁，以确定前进的方向，同时右手伸向前方，避免在前进的过程中撞到前方拐弯处的墙上。 学生活动 通过观察和教师的讲解，了解机器人走迷宫的策略。 三、自主学习，任务探究 教师活动 1．布置学习任务一(走迷宫策略——左右手走) 阅读教材，根据教师所讲解的内容以及自主理解，强化对左右手走的理解。 2．指导学生以小组为单位，进行探究式协作学习，完成搭建走迷宫机器人，鼓励完成快的同学当小组长，辅导制作有困难的学生。 3．布置学习任务二(走迷宫程序的设计及子程序的引入) 通过分析“走迷宫机器人"的程序以及观察流程图，小组讨论出程序设计的意图，并独立完成程序的再设计。 对“子程序"概念的归纳及讲解，为学生整理一下编程思路。 学生活动 1．结合教材完成任务一。在练习过程中，完成快的同学辅导制作有困难的同学； 2．结合教材完成任务二。在实践过程中，收集出各组

机器人的结构形式及各类结构的特点

机器人的结构形式及各类结构的特点 摘要：如今机器人已被广泛应用于机械、印刷机械、汽车工业、食品生产工业、药品生产工业、电子工业、机器制造业和化妆品生产等行业，不同领域因其需要的多样性和特殊性，也导致机器人在结构形式上存在多样性和特殊性。 关键字：结构形式，结构坐标系 2011302590173 刘亚辉 遥感信息工程学院

一、引言 机器人按ISO 8373定义为：位置可以固定或移动，能够实现自动控制、可重复编程、多功能多用处、末端操作器的位置要在3个或3个以上自由度内可编程的工业自动化设备。这里自由度就是指可运动或转动的轴。工业机器人按其结构形式及编程坐标系主要分类为关节型机器人、移动机器人、水下机器人和直角坐标机器人等。按主要功能特征及应用分为移动机器人、水下机器人、洁净机器人、直角坐标机器人、焊接机器人、手术机器人和军用机器人等。机器人学涉及到机器人结构，机器人视觉，机器人运动规划，机器人传感器，机器人通讯和人工智能等许多方面，不同用处的机器人涉及到不同的学科，下面仅对这些机器人的结构和应用进行简单介绍。 机器人按照结构坐标系特点方式分类可分为：直角坐标机器人，圆柱坐标型机器人，极坐标机器人，多关节机器人等。 机器人按照机身结构特点可分为：升降回转型机身结构，俯仰型机身结构，直移型机身结构，类人机器人机身结构等。 二、各种结构坐标系 1、直角坐标系机器人 直角坐标型机器人结构如图所示，它主要是以直线运动轴为主，各个运动轴通常对应直角坐标系中的X轴，Y轴和Z轴，一般X轴和Y轴是水平面内运动轴，Z轴是上下运动轴。在一些应用中Z轴上带有一个旋转轴，或带有一个摆动轴和一个旋转轴。在绝大多数情况下直角坐标机器人的各个直线运动轴间的夹角为直角。 直角坐标型机械手可以在三个互相垂直的方向上作直线伸缩运动，这类机械手各个方向的运动是独立的，计算和控制比较方便，但占地面积大，限于特定的应用场合，有较多的局限性。 2、圆柱坐标机器人 圆柱坐标型机器人的结构如下图所示，R、θ和x为坐标系的三个坐标，其中R、是手臂的径向长度，θ是手臂的角位置，x是垂直方向上手臂的位置。如果机器人手臂的径向坐标R保持不变，机器人手臂的运动将形成一个圆柱表面。

《机器人走迷宫》教学设计

《机器人走迷宫》教学设计 一、教学目标 1．知识与技能 学习红外传感器，完成机器人走迷宫； 理解机器人走迷宫的策； 学会编写机器人迷宫程序流程图； 掌握子程序及复杂程序的编写。 2．过程与方法 通过视频播放机器人走迷宫，激发学生兴趣； 通过教师讲解左右手走，培养学生的编程思维； 通过让学生自己动手编程、调试，体会成功的乐趣。 3．情感态度与价值观 通过制作走迷宫的机器人，培养学生的想象力和创造力； 培养学生积极探索、敢于实践、大胆创新的精神和意识。 二、教材分析 机器人走迷宫是本节课在经过几节实验课后，在掌握了相关知识后的一项大的、传统的，并具有一定任务难度的活动课，它要求我们的同学能够综合运用前面所学的各种传感器，加上自己的创造、创新，去分析、解释任务，搭建机器人，理解机器人走迷宫的策，写出详细的流程图，并通过运行机器人来检验其正确性，通过反复调试最终完成学习任务。同时，走迷宫也是一项比较有趣的活动，可以有效地考验学生的记忆和判断能力。 在前面的课程中，我们学习了红外传感器的使用，了解了红外传感器在实际中的某些应用，本节课我们继续使用红外传感器，通过动手搭建迷宫机器人，理解机器人走迷宫的策，学习子程序及复杂程序的编写。 任务驱动、自主探究、分组协作。

三、教学重点 1．理解机器人走迷宫的策； 2．学会如何编写机器人走迷宫的流程图。 四、教学难点 1．机器人行走方向的判断； 2．掌握子程序及复杂程序的编写； 3．红外传感器在实际生活中的多元运用。 五、教学过程 （一）创设情景，导入新课 教师活动 1．设置情景：欣赏走迷宫的机器人视频； 2．引入课题：引导学生分析机器人走迷宫的原理，观察走迷宫机器人中运用到的知识，引出本堂课的任务。 学生活动 欣赏视频，所学知识的整理和回顾，明确学习目标。 （二）展现课标，引入任务 教师活动 实例讲解机器人走迷宫的原理：如果一个人在漆黑的迷宫场地中寻找出口，怎么才能走出迷宫呢？一般地，人会通过手的触摸来寻找行走路线，沿迷宫的围墙的某一侧行走可以使机器人走遍迷宫的每个地方，这是走迷宫的一般方法。由于场地漆黑，根据两手获得的墙壁触摸信息可以做出判断，我们称沿左侧行走的方法为左手走，称沿右侧行走的方法为右手走。让机器人假设按左手法则行走，用左手去摸索左侧的墙壁，以确定前进的方向，同时右手伸向前方，避免在前进的过程中撞到前方拐弯处的墙上。 学生活动 揭过观察和教师的讲解，了解机器人走迷宫的原理。

擂台赛智能机器人比赛规则

擂台赛-智能机器人比赛规则 一、比赛场地 比赛场地为边长200cm的正方形，由木板做成。场地台面离地面 高10cm。比赛场地台面平坦，地板的接合处可能不是很平整，要求机 器人可以处理0.3cm的不连续区域就可以了。 比赛场地台面上铺有一张蓝色渐变色图纸，共分10种色块由内向 外逐渐变深。离场地150cm远的地方有围墙，围墙高100cm，颜色 为黑色。比赛开始,任何人不得进入围墙内。 200cm 2m 200cm 二、机器人 机器人的整体外形尺寸（包括机器人触角、探测物及装饰物等）

不限，机器人在运行过程中允许伸展自己的手臂，但手臂必须与机器人是硬连接的，机器人重量限制在2.5kg之内，制作材料、机器人型号等不做限制。 机器人自备电源电压应低于12V。 机器人上所装备的传感器在不违反其他规则的情况下没有限制。机器人装饰物不能对比赛有任何影响。 参赛机器人必须是智能机器人，不能与外界有任何通信。禁止使用无线或红外线装置等进行遥控，禁止参赛选手在墙上、地上或其他位置放置灯塔或反射物等来帮助机器人导航。 三、机器人运行 机器人启动前，应与另一方的机器人面对面位于场地中央。 机器人开机方式要求采用声音控制。当机器人电源打开后，裁判会发送3000—4000Hz的声音或哨声，机器人接收声音信号自动运行。 机器人一旦启动，必须在没有人的干预下自主控制，而非人工控制。 机器人在比赛过程中不能故意标记或破坏场地。机器人在运行过程中，不能把任何东西留在场地上，如果裁判认为机器人故意破坏场地将取消该机器人的参赛资格。 机器人在比赛过程中，不能运用任何危险性方法，如：火、液体(水、

走迷宫机器人——控制系统的设计

走迷宫机器人——控制系统的设计 上海交通大学：钱真彦（F9903406班）苏稚英（F9903501班） 摘要 走迷宫机器人主要是基于自动导引小车（AGV——auto-guided vehicle）的原理，实现小车识别路线，判断并自动规避障碍，选择正确的行进路线。导引方式采用与地面颜色有较大差别的导引线，使用反射式光电传感器感知导引线，障碍判断采用机械式传感器。驱动电机采用直流电机，电机控制方式为单向PWM开环控制。控制核心采用51单片机，控制系统与电路用光耦完全隔离以避免干扰。控制上采用分时复用技术，仅用一块单片机就实现了信号采集，路线判断，电机控制。该技术可以应用于无人工厂，仓库，服务机器人等领域。 总体规划 对于走迷宫小车控制系统设计主要有三个方面：一、控制电路设计；二、传感器选择以及安放位置设计；三、程序设计。从总的方面来考虑，传感器的使用数量应该尽量少以减少单片机的信号处理量，但是又必须能使小车行驶自如。控制电路要根据选用的电机和传感器来设计，主要考虑稳定性，抗干扰性。 一、电路设计 控制电路主要有电机驱动电路，单片机接口电路，电源电路三个部分。考虑到电机的起动电流和制动时比较大，会造成电源电压不稳定容易对单片机和传感器的工作产生干扰，所以，电机驱动电路和单片机以及传感器电路用光耦隔离。传感器的电源直接使用24V蓄电池，单片机的电源则通过7805将24V电源转换到5V。这里主要对驱动电路进行一下介绍： 小车使用24V直流电机，对于这种小功率直流电机的调速方法一般有两种。 （1）线性型 使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单，成本低，加速能力强，但功率损耗大，特别是低速大转距运行时，通过电阻R的电流大，发热厉害，损耗大。 （2）脉宽调制 另外一种是较常用的脉宽调速（PULSE WIDE MODULATION——PWM），这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大，能承受频繁的负载冲击，还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转的等优点。 因此决定采用PWM方式控制直流电机。PWM调速分为双向式和单向式两种 ①双向式 图一即为较常用的PWM调速电路，在一个脉冲周期内(T=Ta＋Tb)，T1和T3导通的时间为Ta，T2和T4导通的时间为Tb，这样在Ta这段时间内，电机通过的是正向电流，在Tb这段时间内为反相电流。当Ta=Tb时电机停转，Ta>Tb时电机正转，Ta

电脑鼠机器人迷宫竞赛规则

第四届青少年机器人活动暨亚洲机器人锦标赛中国区选拔赛 电脑鼠机器人迷宫竞赛规则 竞赛要求使用东莞市博思电子数码科技有限公司的电脑鼠机器人器材。如下图所示： （一）场地尺寸及环境要求 1.迷宫场地由8×8个边长为180.00×180.00mm 的正方形单元组成（见图1 ）。 电脑鼠机器人迷宫竞赛是一种利用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能的小型机器人比赛，它要求机器人在指定的迷宫中自动探索并找出通往终点的路径，赛中机器人需随时掌握自身的位置信息，准确获取墙壁信息并做记录，最终依靠记忆找出最佳路径并以最短的时间走出迷宫，赢得比赛。 一、简述 二、规则

2.图2示例场地图 3.四周的隔墙将整个迷宫封闭，迷宫隔墙的侧面为白色，顶部为红色。迷宫的地面为木质， 用于隔开每个单元格的围板称为墙壁，迷宫场地的墙壁高50.00mm，厚12.00mm，因此两堵隔墙所构成的通道其实际宽度为168.00mm（示例场地图见图2）

使用油漆漆成黑色。迷宫地面上印有墙壁的定位线，作组装场地时定位墙壁的标记，隔墙侧面和顶部的涂料需能反射红外线，地板的涂料需能吸收红外线。 4.迷宫的起始单元必须有三面隔墙，余下一个出口。例如，若没有隔墙的出口端为“北”向时，那么迷宫的外墙就构成“东”、“南”、“西”方位的隔墙。 5.6.迷宫场地中，将每个正方形单元的四角每两边相交的位置的点我们定义为“格点”。除了停泊区域中心的格点外，其余每个格点至少要延伸出一面隔墙或与一面隔墙相接触。由格点延伸出去的墙壁的组合方式多种多样，以迷宫左下角的一个格点为例，如下图中黑色部分为格点，示例场地图见图 2 A 、从格点处延伸出一块墙壁后，与该节点有关的墙壁的几种布置位置如下： B 、从格点处延伸出两块墙壁后，与该节点有关的墙壁的几种布置位置如下： 符合本规则的迷宫场地设计方案数量众多，但迷宫的格数始终是8×8格，四边的围墙不变，变化的是围墙内部的各个墙壁，比赛时具体使用场地,由比赛现场公布。

人工智能电脑鼠搜迷宫实验

北京科技大学实验报告 学院：自动化学院专业：智能科学学技术班级： 姓名：学号：实验日期：2017年11月6日 实验名称：人工智能电脑鼠搜迷宫实验 实验目的：掌握电脑鼠的基本操作及智能搜索算法操作。 实验仪器：KEIL MDK、电脑鼠、J-Link、VS 实验原理：所谓“电脑鼠”，英文名叫做Micromouse，是一种具有人工智能的轮式机器人，是由嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能行走装置的俗称。当电脑鼠放入起点，按下启动键之后，他就必须自行决定搜索法则并且在迷宫中前进，转弯，记忆迷宫墙壁资料，计算最短路径，搜索终点等功能。电脑鼠更结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技知识。本实验中，通过红外传感器检测电脑鼠所处位置状态，通过智能算法保存地图并实现地图的搜索，通过pid等控制算法控制电机，达到电脑鼠搜索迷宫并计算最短路径等功能。 实验内容与步骤： 实验内容 1）KEIL MDK的安装 2）电脑鼠硬件的检查及调整 3）智能搜索算法的编写 4）算法的调试与优化 5）实验结果

实验步骤 （一）KEIL MDK的安装 1双击运行Ke i l MDK 4.12 安装程序，出现软件安装界面，如图所示： 2点击Next，勾选安装协议； 3选择安装路径，建议安装在C 盘，运行速度快些 4 填入用户信息，个人用户随意填入即可； 点击Next 就进入实质的安装过程了，Wait for a Whle… 5点击Finish，Keil MDK 就完成安装了，可以发现桌面上生成了名为“Keil uVis ion4”的可执行文件快捷方式。

（二）检查和调整电脑鼠的硬件 1.电机检查：在电脑鼠程序文件中找到Motor.c文件，直接为两侧电机赋相同的速度值，用G-link连接电脑鼠和电脑，传入程序，打开电脑鼠放在地面上，如果电脑鼠能正常直线行进，即证明两侧电机正常工作。如果有电机有问题，拆下原来的电机换新的再次进行电机检查即可。 2.传感器检查：用G-link连接电脑鼠和电脑，打开传感器查询模式，用手逐渐靠近每一个传感器，如果相应的传感器值由小变大，那么此传感器工作正常。且每个传感器在手指位于相同距离时，回传的传感器值近似相等即证明传感器都正常工作，如果有传感器有问题，拆下原来的传感器换新的再次进行传感器检查即可。 传感器回传值查询界面 （三）智能搜索算法的编写 在含底层驱动的程序的基础上加上算法，实现智能搜索，把电脑鼠变成一只真正的智能的老鼠。

直角坐标机器人

直角坐标机器人 直角坐标机器人主要由一些直线运动单元，驱动电机，控制系统和末端操作器组成。针对不同的应用，可以方便快速组合成不同维数，各种行程和不同带载能力的壁挂式、悬臂式、龙门式或倒挂式等各种形式的直角坐标机器人。从简单的二维机器人到复杂的五维机器人就有上百种结构形式的成功应用案例。从食品生产到汽车装配等各行各业的自动化生产线中，都有各式各样的直角坐标机器人和其它设备共同严格同步协调的工作。可以说直角坐标机器人几乎能胜任所有的工业自动化任务。下面是其主要特点： 1任意组合成各种结构样式，带载能力和尺寸的机器人， 2采用多根直线运动单元级连和齿轮齿条传动，可以形成几十米的超大行程机器人。 3采用多根直线运动单元平连及各带多滑块结构时其负载能力可增加到数吨。 4 其最大运行速度可达到每秒8米，加速度可达到每秒4米。 5 重复定位精度可达到0.05mm~0.01mm。 6 采用带有RTCP功能的五轴或五轴以上数控系统能完成非常复杂轨迹的工作。 直角坐标机器人的选型 1 使用要求分析 对于选型的人员首先要有物理运动学基础，材料力学基础，伺服驱动使用和数控系统的应用经验，但最主要是把问题和要求等介绍很清楚。对于简单任务和有经验的工程师通过电话和邮件就可以沟通好，而对复杂的任务要到现场双方共同分析和制定任务描述，给出具体合理的要求。下面是主要的数据和信息： 机器人的工作任务， 手抓和负载的总重量， 一个完整的工作周期是多少秒，可能分解成的子运动及对应的时间， 运动和取抓过程中与其它设备的同步/握手要求， 各个运动轴的有效运动长度及允许的最大运行速度， 机器人工作周围空间上的限制， 使用环境有粉末，高温，湿度等特殊防护要求， 2 机器人结构形式选择 根据前面“使用要求分析”中获得的信息资料来选择机器人的结构形式。原则上尽可能选择龙门式直角坐标机器人，但有时受工作空间限制必须选择悬臂式。在食品搬运和玻璃切割等项目中会产生大量粉末,伤害运动轴里面的导轨，此时最好采用吊挂式机器人。有时根据负载及运动距离和空间限制必须选用挂臂式。根据机器人的工作任务来确定负载的运动位置精度要求，要考虑减速时晃动产生的位置误差。根据机器人的工作任务及其工作空间上的限制来确定运动轴数量及各自运动行程。 3 规划运动轨迹及计算运动速度 根据机器人的工作任务和空间限制来规划运动轨迹。尽可能减少运动距离，对工作周期要求严的应用要尽可能运用多轴同时运动来减少运动时间和降低运动速度。抓取负载后运动速度要低，空载返回原始点时要快。负载大时加速度和减速度要小，尽可能避免产生巨大的冲击力。根据上面的原则给出各段运动的速度，加速度和减速度。各个运动段间尽可能平稳变速以保证工作周期,减少冲击力和运行噪音。在运动速度分配时要充分考虑各个运动过程与其它设备间的同步协调时间，而且规划的运动时间要比用户要求的时间短些。 4 受力分析 根据速度分析得出各个轴的最大加速度和减速度。然后再计算出多轴同时运动时产生的合成最大减速度。选择独立运动的减速度和同时运动时合成减速度二者中大的减速度，根据这个

中学信息技术《机器人走迷宫》教案

中学信息技术《机器人走迷宫》教案 第15课机器人走迷宫 【教学目标】 ．知识与技能 ◆学习红外传感器，完成机器人走迷宫； ◆理解机器人走迷宫的策略； ◆学会编写机器人迷宫程序流程图； ◆掌握子程序及复杂程序的编写。 ．过程与方法 ◆通过视频播放机器人走迷宫，激发学生兴趣； ◆通过教师讲解左右手走，培养学生的编程思维； ◆通过让学生自己动手编程、调试，体会成功的乐趣。 ．情感态度与价值观 ◆通过制作走迷宫的机器人，培养学生的想像力和创造力； ◆培养学生积极探索、敢于实践、大胆创新的精神和意识。 【教法选择】 任务驱动、自主探究、分组协作。 【教学重点】 ．理解机器人走迷宫的策略；

．学会如何编写机器人走迷宫的流程图。 【教学难点】 ．机器人行走方向的判断； ．掌握子程序及复杂程序的编写； ．红外传感器在实际生活中的多元运用。 【教学过程】 一、创设情景，导入新 教师活动 ．设置情景：欣赏走迷宫的机器人视频； ．引人课题：引导学生分析机器人走迷宫的原理，观察走迷宫机器人中运用到的知识，引出本堂课的任务。 学生活动 欣赏视频，所学知识的整理和回顾，明确学习目标。 二、展现目标，引入任务 教师活动 实例讲解机器人走迷宫的原理及左、右手走：如果一个人在漆黑的迷宫场地中寻找出口，怎么才能走出迷宫呢?一般地，人会通过手的触摸来寻找行走路线，沿迷宫的围墙的某一侧行走可以使机器人走遍迷宫的每个地方，这是走迷宫的一般方法。由于场地漆黑，粮据两手获得的墙壁触摸信息可以做出判断，我们称沿左侧行走的方法为左手走，称沿右侧行走的方法为右手走。让机器人假设按左手法则行走，用

左手去摸索左侧的墙壁，以确定前进的方向，同时右手伸向前方，避免在前进的过程中撞到前方拐弯处的墙上。 学生活动 通过观察和教师的讲解，了解机器人走迷宫的策略。 三、自主学习，任务探究 教师活动 ．布置学习任务一 阅读教材，根据教师所讲解的内容以及自主理解，强化对左右手走的理解。 ．指导学生以小组为单位，进行探究式协作学习，完成搭建走迷宫机器人，鼓励完成快的同学当小组长，辅导制作有困难的学生。 ．布置学习任务二 通过分析“走迷宫机器人"的程序以及观察流程图，小组讨论出程序设计的意图，并独立完成程序的再设计。 对“子程序"概念的归纳及讲解，为学生整理一下编程思路。 学生活动 ．结合教材完成任务一。在练习过程中，完成快的同学辅导制作有困难的同学； ．结合教材完成任务二。在实践过程中，收集出各组制作机器人时出现的问题，协作探究，找到解决问题的方法，

人工智能之迷宫

一、问题描述 迷宫图从入口到出口有若干条通路，求从入口到出口最短路径的走法。 图1.1 迷宫示意图 二、设计原理 图1.1为一简单迷宫示意图的平面坐标表示。以平面坐标图来表示迷宫的通路时，问题的状态以所处的坐标位置来表示，即综合数据库定义为｛(x, y) | 1≤x, y ≤ 4 ｝，则迷宫问题归结为求解从(1, 1) 到 (4, 4)的最短路径。迷宫走法规定为向东、南、西、北前进一步，由此可得规则集简化形式如下。 右移 R1：if(x, y) then (x+1, y) 如果当前在(x, y)点，则向右移动一步 下移 R2：if(x, y) then (x,y -1) 如果当前在(x, y)点，则向下移动一步 左移 R1: if(x, y) then (x -1,y) 如果当前在(x, y)点，则向左移动一步 上移 R2：if(x, y) then (x, y+1) 如果当前在(x, y)点，则向上移动一步 给出其状态空间如图2.1所示

为求得最佳路径，可使用A*算法。 A*算法f 函数定义 f(n) ＝ g(n) ＋h(n) 设：每一步的耗散值为1（单位耗散值） 定义：g(n) ＝d(n) 从初始节点s到当前节点n的搜索深度 h(n) ＝| X g －X n | ＋ | Y g －Y n | 当前节点n与目标节点间的坐标距离 其中：( X g , Y g ) 目标节点g坐标( X n , Y n )当前节点n坐标 显然满足：h(n) ≤h*(n) OPEN表节点排序 ⑴ 按照f 值升序排列 ⑵ 如果f 值相同，则深度优先 A*算法的搜索过程如下： 1、OPEN＝(s)， f(s)=g(s)+h(s) 2、LOOP：if OPEN＝( ) then EXIT(FAIL) 3、n ← FIRST(OPEN) 4、if GOAL(n) THEN EXIT(SUCCESS) 5、REMOVE(n,OPEN)，ADD(n,CLOSED) 6、{m i ﹜← EXPAND(n) ①计算f(n,m i )=g(n,m i )+h(m i )，(自s过n，m i 到目标节点的耗散值) ② ADD(m j ,OPEN)，标记m j 到n的指针(m j 不在OPEN和CLOSED中) ③ if f(n,m k ) ＜ f(m k ) then f(m k ) ← f(n,m k )，标记m k 到n的指

三自由度直角坐标工业机器人设计论文

沈阳工程学院 课程设计 设计题目：三自由度微型直角坐标工业机器人模型设计 中文摘要 直角坐标机器人具有空间上相互垂直的两根或三根直线移动轴，通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部的空间位置，其动作空间为一长方体。直角坐标机器人结构简单，定位精度高，空间轨迹易于求解；但其动作范围相对较小，设备的空间因数较低，实现相同的动作空间要求时，机体本身的体积较大。 大型的直角坐标机器人也称桁架机器人或龙门式机器人是能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运动。近年来随着工业机器人的不断发展，工业机器人不断在工业领域得到广泛的应用，尤其是结构简单的直角坐标机器人，本次设计我主要是对三自由度的直角坐标机器人进行设计，完成一个大概的设计，在设计中我采用了各种光电传感器，还采用了C8051F系列单片机作为本次设计的主控芯片,各种算法的实现就是使用这款芯片实现的。随着直角坐标机器人的应用越来越广泛，直角坐标机器人的设计工作日益显得重要。成功的设计一台直角坐标机器人涉及到很多方面的工作，包括机械结构、动力驱动、伺服控制等等。 关键词：三自由度直角坐标机器人单片机硬件软件 - I -

目录 中文摘要...................................................................................................................................................... I 目录 .................................................................................................................................................................. I I 1设计任务描述.. (1) 2 设计思路 (2) 2.1系统总体结构的设计 (2) 2.2系统各环节设计 (2) 3 设计方框图 (3) 4 直角坐标机器人的硬件设计 (4) 4.1单片机最小系统电路设计............................................................................. 错误!未定义书签。 4.2单片机稳压电源设计...................................................................................... 错误!未定义书签。 4.3直流电机驱动设计 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 4.4步进电机驱动设计 (6) 4.5机械结构部分 (7) 4.6传感器选择 (8) 5直角坐标机器人的控制设计 (10) 5.1 示教再现功能 (10) 5.2运动控制功能 (10) 6 主要元器件介绍 (11) 7 小结 (12) 8 致谢 (13) 9.参考文献 (14) 附录 (15) - II -

“走迷宫的机器人”设计与制作

“走迷宫的机器人”设计与制作 走迷宫的机器人是移动机器人路径规划算法的典型应用，在国际上迷宫机器人一直是控制领域和计算机领域的研究热点问题，文章结合迷宫机器人走迷宫的实际特点，对机器人走迷宫的一些算法进行了研究和改进，从而实现了机器人在无人为干预下自主走迷宫的目标。 标签：迷宫机器人；单片机；数据通信；智能化 1 走迷宫的机器人设计的目的 随着科学技术的高速发展，國内的教育和科研机构也日益关注机器人事业，有关科研工作在深度和规模上逐渐提高。一些著名高校基本形成了完整的研究体系，对推动高校的科技创新和产学研一体化产生了重要作用，因此我们将设计一种机器人，能够在迷宫中寻找出最短路径。 2 走迷宫的机器人系统设计 本设计以STC89C52单片机系统为控制中心，通过4路红外电路检测黑线，并保证小车能够按照黑线前行，而当单片机检测到需要转向的传感器信号时，单片机通过改变PWM波的占空比来调整小车两侧的电机转速，从而使其两侧轮产生速度差，以实现小车的转向。同时超声波探测周围障碍物，并通过WIFI模块实时传输给计算机。小车遍历整个迷宫区域，同时计算机绘制出迷宫概况，并用递归算法计算出最短路径。 3 走迷宫的机器人硬件设计 3.1 总体硬件结构图 说明：小车以STC89C52单片机控制器，采用红外传感器及其处理模块实现对黑线的循迹；通过单片机产生PWM波对电机进行驱动并通过转速对小车的方向和速度进行控制；用WIFI模块将小车周边障碍物情况传送给电脑，电脑经过运算后将最优路径传输回小车。数据采集系统以单片机为控制核心，模拟实况、算法分析由计算机完成。 3.2 微处理器的选择 单片机我们选用STC89C52，该单片机是宏晶公司推出的新一代单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机；内部集成512字节RAM，具有EEPROM功能和看门狗功能，可上电擦除；通用I/O口32个，3个16位定时器/计数器，且功耗低。对于该项目，晶振不能采用常用12兆晶振，否则通信时便会产生积累误差，进而产生波特率误差，影响通信的同步性。采用11.0592兆晶振可以得到非常准确的数值，方便通信。

《机器人走迷宫》参考教案#(精选.)

第15课机器人走迷宫 【教学目标】 1．知识与技能 学习红外传感器，完成机器人走迷宫； 理解机器人走迷宫的策； 学会编写机器人迷宫程序流程图； 掌握子程序及复杂程序的编写。 2．过程与方法 通过视频播放机器人走迷宫，激发学生兴趣； 通过教师讲解左右手走，培养学生的编程思维； 通过让学生自己动手编程、调试，体会成功的乐趣。 3．情感态度与价值观 通过制作走迷宫的机器人，培养学生的想象力和创造力； 培养学生积极探索、敢于实践、大胆创新的精神和意识。 【教材分析】 机器人走迷宫是本节课在经过几节实验课后，在掌握了相关知识后的一项大的、传统的，并具有一定任务难度的活动课，它要求我们的同学能够综合运用前面所学的各种传感器，加上自己的创造、创新，去分析、解释任务，搭建机器人，理解机器人走迷宫的策，写出详细的流程图，并通过运行机器人来检验其正确性，通过反复调试最终完成学习任务。同时，走迷宫也是一项比较有趣的活动，可以有效地考验学生的记忆和判断能力。 在前面的课程中，我们学习了红外传感器的使用，了解了红外传感器在实际中的某些应用，本节课我们继续使用红外传感器，通过动手搭建迷宫机器人，理解机器人走迷宫的策，学习子程序及复杂程序的编写。 任务驱动、自主探究、分组协作。 【教学重点】 1．理解机器人走迷宫的策； 2．学会如何编写机器人走迷宫的流程图。

【教学难点】 1．机器人行走方向的判断； 2．掌握子程序及复杂程序的编写； 3．红外传感器在实际生活中的多元运用。 【教学过程】 一、创设情景，导入新课 教师活动 1．设置情景：欣赏走迷宫的机器人视频； 2．引入课题：引导学生分析机器人走迷宫的原理，观察走迷宫机器人中运用到的知识，引出本堂课的任务。 学生活动 欣赏视频，所学知识的整理和回顾，明确学习目标。 二。展现课标，引入任务 教师活动 实例讲解机器人走迷宫的原理：如果一个人在漆黑的迷宫场地中寻找出口，怎么才能走出迷宫呢？一般地，人会通过手的触摸来寻找行走路线，沿迷宫的围墙的某一侧行走可以使机器人走遍迷宫的每个地方，这是走迷宫的一般方法。由于场地漆黑，根据两手获得的墙壁触摸信息可以做出判断，我们称沿左侧行走的方法为左手走，称沿右侧行走的方法为右手走。让机器人假设按左手法则行走，用左手去摸索左侧的墙壁，以确定前进的方向，同时右手伸向前方，避免在前进的过程中撞到前方拐弯处的墙上。 学生活动 揭过观察和教师的讲解，了解机器人走迷宫的原理。 三、自立学习，任务探究 教师活动 1．布置学习任务一（走迷宫策——左右手走） 阅读教材，根据教师所讲解的内容以及自主理解，强化对左右手走的理解。2．指导学生以小组为单位，进行探究式协作学习，完成括建走迷宫机器人，鼓励完成快的同学当小组长，辅导制作有困难的学生。

迷宫机器人竞赛规则

迷宫机器人竞赛规则 一、比赛主题 迷宫机器人竞赛是一种利用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能的小型机器人比赛，它要求机器人在指定的迷宫中自动探索并找出通往终点的路径，赛中机器人需随时掌握自身的位置信息，准确获取墙壁信息并做记录，最终依靠记忆找出最佳路径并以最短的时间走出迷宫，赢得比赛。 二、参赛组别 1.本赛事针对小学组及中学组。 2. 参赛的机器人称为“迷宫机器人”，将迷宫机器人放入迷宫并启动操作的人称为“操作员”。 3. 每支参赛队可以带2台机器人进入比赛现场以备急用，在比赛时只能使用2台机器人中的1台上场用于全部比赛。 4. 每支参赛队伍参赛人数为2名学生。指导教师不得参与现场程序设计、调试。 三、场地尺寸及环境要求 1.迷宫场地由8×8个边长为180mm×180mm的正方形单元格组成（见图1）。

图1：场地分格平面示意图 2. 用于隔开每个单元格的围板称为墙壁，迷宫场地的墙壁高50mm，厚12mm，因此两堵隔墙所构成的通道其实际宽度为168mm（示例场地图见图2）

图2 示例场地图 3.四周的隔墙将整个迷宫封闭，迷宫隔墙的侧面为白色，顶部为红色。迷宫的地面为 木质，使用油漆漆成黑色。迷宫地面上印有墙壁的定位线，作组装场地时定位墙壁的标记，隔墙侧面和顶部的涂料需能反射红外线，地板的涂料需能吸收红外线。 4.迷宫的起始区所在单元格必须有三面隔墙，余下一个出口。例如，若没有隔墙的出口端为“北”向时，那么迷宫的外墙就构成“东”、“南”、“西”方位的隔墙。 5. 符合本规则的迷宫场地设计方案数量众多，但迷宫的单元格数始终是8×8格，四边的围墙不变，变化的是围墙内部的各个墙壁，本次比赛具体使用场地方案（见第九），由组委会赛前公布。 6. 迷宫场地中，将每个正方形单元格的四角每两边相交的位置的点我们定义为“格点”。除了停泊区域中心的格点外，其余每个格点至少要延伸出一面隔墙或与一面隔墙相接触。由格点延伸出去的墙壁的组合方式多种多样，以迷宫左下角的一个格点为例，如下图中黑色部分为格点，示例场地图见下图。 7. 竞赛结束时迷宫机器人的停泊区域，就是设在迷宫中的唯一的一个没有墙壁延伸的格点的四个单元格组成的区域。示例图见图3：

直角坐标机器人说明书

中南大学直角坐标机器人用户手册

目录第一章概述 一、机械部分 二、驱动部分 三、控制系统 第二章设备操作流程 一、设备操作流程 二、常用人机界面说明 第三章驱动器参数设置及报警显示 一、驱动器参数设置 二、报警显示及处理 第四章异常情况及处理 第五章附件 码垛机器人易损件清单

第一章概述 BAHR直角机器人实验平台是基于德国BAHR公司的直角坐标机器人定位系统开发的专门进行各种搬运码垛的自动化设备。该设备主要有以下几个特点： 1、运行过程平稳，无冲击； 2、运行速度快，加减速过程平稳； 3、搬运载荷大，过载能力强； 4、实时通讯，灵活性强； 5、定位精确，采用伺服系统驱动； 6、自动化程度高，PLC运动控制； 7、通过触摸屏操作，简单易用。 BAHR码垛机器人系统主要由BAHR直线定位系统及相关机械结构连接件、数字伺服驱动系统（包括伺服驱动器及伺服电机）、三菱PLC运动控制及相关模块、三菱触摸屏操作四个部分组成。 一、机械部分： BAHR码垛机器人系统的机械核心部件是德国BAHR公司生产的同步齿型带驱动直线定位单元。根据码垛需要的情况，我们将整个运动过程分为X方向运动、Y方向运动，Z方向运动。关于德国BAHR直线定位系统的详细技术指标和结构性能请参考相关说明资料《BAHR直线定位系统选型手册》。 1、X轴定位单元： X轴定位系统单元由两根QLZ60系列定位系统组成，其中一根为同步带驱动的主定位系统，另一根是由同步轴连接辅助定位系统，具体技术指标如下： 1）、主定位系统： 型号：QLZ60 长度：1580㎜

运动行程：1300㎜ 滑块长度：152㎜ 同步带规格：5M25 2）、辅助定位系统： 型号：QLZ60 长度：1580㎜ 运动行程：1300㎜ 滑块长度：152㎜ 同步带规格：5M25 2．Y轴定位单元： Y轴定位单元由一根ELZ60系列定位系统组成， 型号：ELZ60 长度：1290㎜ 运动行程：1000㎜ 滑块长度：170㎜ 3、Z轴定位单元： Z轴定位单元由一根EGT40系列定位系统组成， 型号：EGT40 长度：870㎜ 运动行程：700㎜ 滑块长度：118㎜ 3、定位单元的连接： Y轴定位单元和Z轴定位单元之间由法兰机构规格尺寸可参考相关图纸。