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机器人巡线挑战赛的器材与步骤:机器人,绝缘胶布1卷,制作货仓和卸货塔的硬纸板,检测传感器

来源:机器人的天空      编辑:创泽      时间:2026/3/18      主题:其他   [加盟]

看起来在巡线挑战赛中机器人似乎需要完成很多的工作,我们的机器人目前已经具 备了这些能力吗?同学们遇到这类复杂的问题时,先应该想到我们已经教会大家的“分 而治之”的思考方法。我们来看看机器人都需要完成哪些工作:巡线、通过各种路口、在 卸货塔(障碍物)前停下、驱动机器人的运货机构(机器人的手臂)卸载货物、转身回家。这 样看来,似乎所有这些工作所需的能力,我们的机器人都已经具备,只需要把它们整合起 来就可以完成比赛了。

实验器材

· 组装好的小机器人;

· 计算机及编程环境;

· USB 下载线;

· 黑色绝缘胶布1卷;

· 用于制作货仓和卸货塔的硬纸板、矿泉水瓶等材料若干;

· 地面灰度检测传感器4只;

· 舵机1~2个;

· 红外避障传感器1~2个。

实验步骤

1.连接和组装机器人

将地面灰度传感器连接到A0~A3 端口,红外避障传感器连接到2号端口,舵机连接 到有PWM 输出功能的3号、5号或9号端口。

2.制作货仓机构

下面就来制作机器人的运货机构。请同学们用1~2个舵机做它的驱动器,然后尽量 用硬纸板、矿泉水瓶等生活中常见的材料制作一个高效的货仓。 货仓机构是比赛取得高分的关键,它应该非常便于快速地装载乒乓球货物,又能准 确、迅速地把货物投放到卸货塔里去。越大的货仓意味着能一次运送越多的货物,不过同 时它的自重很大也会影响机器人的发挥。制作一个好的货仓往往需要多次的实验尝试, 请同学们自己去动手试试看。图12-2中演示了两种不同的制作货仓装置的思路。

3.开始比赛

刚才已经分析过,完成这项比赛所有的技能我们的机器人都已经具备了,就请同学们 将前面课程中给出的程序整合起来,然后照老规矩进行下载和调试。

各个环节都调试成功之后,就可以进入激动人心的比赛环节了。在正式比赛中会有裁判为大家进行计分,不过如果我们组织一次同学们之间的友谊赛,就需要自己记录分 数。表12-1为我们提供了一个计分表格的示例。好了,现在就让我们开始比赛吧,看看 哪个小组能够取得Z高的分数。






机器人挥舞手臂需要的器材:机器人,USB下载线,主控制器 ,舵机

将舵机用金属件安装到机器人底盘上作为它的手臂。我们首先制作只是使用一只舵机,拥有一个关节的机器人手臂,并将舵机连接到有PWM 输出功能的9号端口

机器人舵机的控制:PWM信号,周期是20ms, 脉冲的宽度从1~2ms 秒之间

把舵机插到主控制板的9号端口上,然后让它在0°~180°之间不 停地反复运动;将舵机插到任何一个有PWM 功能的端口上,舵机转动到哪个角度,就用主控板发出那个角 度所对应占空比的PWM 信号就可以

机器人的舵机:对电机转动位置的精确控制

机器人的舵机是在直流减速电机的基础上增加了一个检测位置的微型传感器和一个控制器组成的闭环反馈控制系统,从而实现对电机转动位置的精确控制

会走迷宫的机器人需要的材料:主控制器,地面灰度检测传感器模块4块,红外避障传感器1个,黑色胶带1卷

首先将机器人、扩展板和地面灰度检测传感器模块连接好,地面灰度检测传感 器连接到A0~A3 端口。红外避障传感器连接到D3 端口,示例程序中给出的可能也不是最好的解决方案

机器人学会探测障碍:红外避障传感器的模块

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机器人过丁字路口:并排安装4个地面灰度传感器

并排安装4个地面灰度传感器,用杜邦连接线把它们按顺序分别 连接到主控板的A0~A3 端口,其中最左端的传感器连接A0口,最右端的连接A3口,只要是最左或最右端的传感器检测到了 黑线,就代表机器人遇到了路口

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智能巡线机器人的制作:digitalRead 、digitalWrite 、analogRead 、analogWrite、 pinMode 、delay

机器人传感器的位置在靠近黑线的左侧或者正好在黑线上;digitalRead 、digitalWrite 、analogRead 、analogWrite、 pinMode 、delay。它们构成了Arduino 中最为重要、最为常用的功能

微触开关传感器-很简单的传感器,用程序就能很准确地检测到它的开闭变化

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为机器人安上转向灯:连接机器人,编写程序,观察现象

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