文山東省臨沂沂州實驗學校 徐書晗

DIY擂臺機器人

文山東省臨沂沂州實驗學校 徐書晗

我將自己的擂臺機器人命名為小真。它主要由主機、馬達、傳感器組成。機器人的主機如同人類的大腦，控制機器人的一舉一動，主機通過編程“指揮”馬達、判斷傳感器運行。

小真的傳感器相當于人的眼睛，用于檢測周圍環(huán)境以確定對手的位置或判斷擂臺的邊緣。傳感器將檢測結(jié)果傳給主機后，主機就可以根據(jù)結(jié)果命令馬達運轉(zhuǎn)。

一、傳感器

1.紅外檢測傳感器

小真的四輪如同人的四肢，它采用后輪驅(qū)動帶動前輪運動的方式。

這雙看上去楚楚可憐的“大眼睛”就是機器人“左膀右臂”中的“左膀”——紅外檢測傳感器。小真能在擂臺上呼風喚雨、如鷹一般檢測到對手可離不開它。

紅外檢測傳感器利用紅外線進行傳感，包括光學系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路三大部分。光學系統(tǒng)按結(jié)構不同可分為透射式和反射式。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件。

熱敏檢測元件中最常見的就是熱敏電阻，熱敏電阻受紅外線輻射時溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。電信號傳到小真的“大腦”中，主機憑此檢測到對手后就可以向著目標進行猛烈撞擊。

二、灰度傳感器

灰度傳感器

若紅外檢測傳感器是機器人的“左膀”，那“右臂”就非灰度傳感器莫屬了。機器人不慎掉下擂臺怎么辦？不用擔心，灰度傳感器會自動檢測擂臺的邊緣。

灰度傳感器是模擬傳感器，它利用光敏電阻對不同顏色的檢測面對光的反射程序不同，其阻值變化也不同，以此進行顏色深淺的檢測。灰度傳感器的一根發(fā)光二極管和一只光敏電阻被安裝在同一個面上。

在有效的檢測距離內(nèi)，發(fā)光二極管發(fā)出白光，照射在檢測面上，檢測面反射部分光線，光敏電阻檢測此光線的強度并將其轉(zhuǎn)換為機器人可以識別的信號。主機在接受到信號后便會自動進行調(diào)整，使自己重返擂臺。

三、程序介紹

1.編程軟件

機器人編程是為使機器人完成某種任務而設置的動作順序描述。機器人運動和作業(yè)的指令都由程序控制。我運用的編程軟件是“啟智園三維仿真系統(tǒng)”。

2.最終程序

模塊是程序的基礎，一個個獨立的模塊連接起來就是一套完整的程序。在模塊家族中，每個模塊都有自己的功能。“while”循環(huán)模塊可以使機器人多次執(zhí)行程序，“if”條件判斷模塊可以讓機器人有選擇地進行競技，“moter”電機模塊可以使機器人沖向?qū)κ帧?/p>

這次程序的主旨是通過運用“灰度傳感器檢測機器人是否處于擂臺邊緣”這個大判斷條件（if模塊）進行分類，若灰度傳感器檢測結(jié)果為機器人處于擂臺上則執(zhí)行A類程序。反之，若檢測機器人處于擂臺邊緣則執(zhí)行B類程序。

A類程序下又有三個判斷條件（if模塊）和一個“反之”，三個判斷條件用來判斷對方機器人位于自己的前方、左方還是右方。若三個方位都未檢測到目標便會執(zhí)行“反之”——機器人自己原地旋轉(zhuǎn)，直到前、左、右這三個方位有一個方位出現(xiàn)目標，這時機器人就會跳出“反之”，執(zhí)行看到目標的判斷條件（if模塊）。

B類條件下有5個條件判斷（if模塊），這是因為擂臺機器人左前、左后、右前、右后4個方位安裝了4個判斷擂臺位置的灰度傳感器。5個判斷條件（if模塊）分別判斷4個灰度都在臺外、只有左前方灰度在臺外、只有左后方灰度在臺外、只有右前方灰度在臺外、只有右后方灰度在臺外這5種情況，根據(jù)機器人偏離擂臺的方位不同，機器人會通過電機進行調(diào)整。

四、制作過程

1.運用零件搭建碰撞機器人。

組裝機器人所需的零件

組裝完成后的擂臺機器人

2.運用編程軟件對機器人進行程序設計和微調(diào)。

兩臺機器人調(diào)試實戰(zhàn)

同學們，擂臺機器人小真是不是很有趣？自己也制作一臺吧。（指導老師：徐勤波）