fll机器人技术指南

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1、第一章机器人技术指南第一节机器人的主体一个完整FLL机器人的组成部分包括主体和附加装置。主体决定了机器人的运动能力，例如速度、转向能力、直线性（机器人直线行走时是否会走偏）等等；主体还决定了机器人附加装置的安装位置和运动方式可而附加装置决定了机器人完成任务的效率，它们是解决任务的策略的体现。机器人的主体可以分成3个部分：底盘、附加装置的动力输出和传感器的安装。下面将分别介绍这3个部分。一、底盘机器人采用什么样的底盘完全由它所处环境的地面情况，以及所要完成的任务决定。如果环境的地面是崎岖不平的，或者任

2、务要求机器人越过障碍物，那么机器人就要采用履带式底盘或者4轮驱动底盘。如果环境的地面很平坦，任务也仅仅是要求机器人爬上较缓的斜坡，那么机器人就完全可以采用快速灵活的后轮驱动的轮式底盘。图1-1中的就是本指南中FLL挑战机器人采用的底盘。马达A马达C前轮导轮传动后轮图1－1FLL挑战机器人的底盘由于“FLL”的场地中没有需要机器人跨越或者爬上的障碍，因此机器人完全可以从追求速度和转弯的灵活性方面考虑，采用图1-1中的后轮驱动的轮式底盘。另外，任务中唯一的的斜坡也是很平缓的，因此机器人甚至可以不采用越野

3、轮胎，而选择摩擦力更小的大轮子来搭建底盘。接下来对图1-1中的底盘进行一些说明：1、后轮机器人采用后轮驱动，左边轮子由马达A驱动，右边轮子由马达C驱动，两个后轮之间的间距较大，因此机器人运动非常平稳。选用大的摩托车轮做轮子保证了这个机器人的运动速度，以及转向性能。2、传动中机器人轮子上的是40齿的大齿轮，马达上的是24齿的中齿轮（见图1-1），经过适当的减速后，机器人的速度不会过快，控制起来更加的精确。而且由于减速传动使得轮子上的扭矩增大，机器人转弯就变得更加容易。3、前轮图1-1中机器人的前轮是由

4、两个有较小间距的大滑轮组成的，这使得机器人有着很好的直线性能和转弯能力。因为两个大滑轮之间的间距使这个机器人成了4轮机器人，直线性能自然能够保证。而由于两个大滑轮的间距很小，实际上这个机器人仍然可以看成3轮机器人，再加上滑轮与地面的摩擦系数很小，所以转弯仍然很灵活4、导轮机器人的两侧靠近前轮的位置各装了一个由中滑轮组成的导轮，保证机器人能够沿着场地的边框前进而不会被卡住。二、附加装置的安装位置FLL挑战机器人完成任务的时候需要使用不同的附加装置，而这些附加装置所需要的安装位置，以及安装位置上的动力输

5、出的形式往往也是不同的。有的附加装置要安装在机器人的侧面，有的附加装置需要安装在机器人的前面；有些附加装置需要前后运动，有些附加装置需要左右运动，也有可能是上下运动；有的时候需要输出有很快的速度，而有的时候却需要很大的力量。这就要求机器人上预留有足够的安装位置，并且这些安装位置上能够提供足够多的动力输出形式。图1-2中机器人上有4个预留的附加装置的安装位置，由马达B为这4个安装位置附提供动力。这4个安装位置有各自的特点，下面就逐一进行说明。离合齿轮马达B位置2位置3位置1位置4图1－2附加装置的安装

6、位置1、位置1位于机器人的左侧，输出的是从前到后（也可以是从后往前）的旋转运动。速度与马达的转速相比为1/3，所以转动速比较快的，产生的作用力相对较小，适合用来连接一些对作用力要求不大，但是对速度要求较快的附加装置。并且由于是动力是通过离合齿轮传递过来的，所以当安装在位置1上附加装置运动到达极限位置后，不会继续运动，以至于对附加装置和机器人造成破坏。2、位置2位于机器人的右侧，动力输出形式上与位置1完全相同。因此可以在两个位置上共同连接一个附加装置。3、位置3位于机器人前部的左侧，输出的是从左到右（

7、也可以是从右到左）的旋转运动。速度与马达的转速相比为1/24，所以转动速度比较慢，产生的作用力很大，适合用来连接一些对作用力要求较大，但是对速度要求不快的附加装置。4、位置4与位置3的效果和功能完全相同，唯一区别是转动方向相反。三、传感器的安装按照FLL机器人挑战赛的规则，FLL机器人上除了可以使用1个RCX，3个马达以外，还可以使用2个光感、2个触感和1个角度传感器共5个传感器。图1-3上的机器人使用了2个光感、1个触感和1个角度传感器，光感3预留位置光感3触感1延长杆触感3角度传感器22光感1触

8、感1图1－3传感器的安装1、光感1用于检测场地上的黑线，连接在RCX的1号输入端口。2、触感1用于检测机器人前端是否撞到场地的边框或者场地上的任务模型，连接在RCX的1号输入端口，与光感1叠加在一起使用。通常对着地面的光感1检测到的数值最大不会超过60，而一旦触感被触发，光值会立刻上升到90以上。根据这个原理就可以在一个端口上连接1个光感和1个触感，在编程的时候使用光感图标代替触感图标。3、触感1延长杆机器人前端的触感1延长杆与物体或者场地边框进行接触后，产生的力推动