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简单机器人的主控制器与扩展板

来源:--     编辑:创泽   时间:2026/3/5   主题:其他 [加盟]

机器人套件里形形色色的传感器和执行器是如何连接到主控制器上的呢?大家拿出主控器,可以看到它的上面有很多金属插针,对应于图4-1中数字输入/输出端口、模拟输 入端口的位置,这些插针是我们连接所有传感器、执行器的插口。

我们的主控制器可以用这些插针和各种传感器或执行器共同工作。但是,在讲到这些插针的 具体含义之前,还可以用一种更加简单的方式 做同样的事情。



图4 - 2是我们为机器人配备的 扩展接线板。将它和主控制器插到 一起后,就 能很方便地用灰色的RJ11 线连接各种传感器 和执行器,而不用担心线路连错或连反。 这种简单的方法不是没有代价的,因为扩 展板占用的空间更大,所以提供的接口就少了 很多



它上面只有 D2、D3、D5、D6、A0、A1、A2 和 A3 共8个端口的位置(见图4- 3)。不过,这些端口目前已经足够用了。 本节课我们又要用到已经熟悉了的 LED 小灯模块,我们用一根灰色的连接线把它和主控器连起来。连接时如果听到“咔嚓” 一 声轻 响,就代表连接成功。机器人的连接如图4-4 所示。






机器人中最为流行的驱动方式-双轮差速驱动

常见的一种机器人驱动方式—双轮差速驱动,左轮和右轮以同样的速率向前转动,机器人向正前方前进;左轮和右轮 以同样的速率向后转动,转弯半径的大小取决于左右两个轮子的转动速度之差

机器龟的结构制作材料:底盘,执行器,传感器,中型减速电机,万向轮,标准舵机

机器龟有一个PWM驱动的活动 底盘,底盘上搭载了一个可旋转的传感器平台,机器人头部设置了一个距离传感 器,底盘下装有4个边缘传感器

机器人的避障功能原理:接触式传感器触发的“神经阻断”电路

制作静片使用的材料是端子芯和黄铜管,把一根有弹性的金属丝套在铜管里做开关的动 片,碰到物体后,金属丝和铜管内壁接触,电路导通,以用电阻引脚弯个圆圈做成静片

4足机器人的制作材料:微型减速电机,车条,曲别针,热缩管

电机的布局建议稍微靠后,给两条前腿留出多 一点活动空间。因为前面制作的CPG 是主-从神经元结构,前腿带着后腿走,前腿的动作幅度大于后腿。这样的设计可以使机器人跨越路面上的一些小障碍

机器人CPG(中枢模式发生器)的制作材料:74HC240,电阻,洞洞板,20脚PDIP插座,锂电池,LED

神经网络中最关键的元件是电阻R3,R3的阻值过小,左、 右两侧机体就无法协调运转,机器人就好像喝醉了一样。实际R3的阻值可以选取 1~10MΩ

蚂蚁机器人的制作材料:74HC240,光敏二极管,微型电机,电源端子,插头尾簧,洞洞板

,74HC240,4个,光敏二极管,2个,0.22μF无极电容,6个,微型电机,2个,1MΩ电阻,6个,1.5MΩ电阻,2个,PC电源端子(母,拆芯),2位,小型压线端子(拆芯),2位,3mm黄铜管(可选),1小段,RCA插头尾簧,1个

3D光电跟踪头的制作材料:74HC240,二极管,电容电阻,锂电池,开关端子

光电跟踪头的感光元件可以使用任何规格的光敏二极管或红外线接收二极管;74HC240 在这里作为两组神经元电路使用;74HC245 是小型BEAM 机器人常用的双向电机驱动芯片

2D光电跟踪头的构造:两个光敏二极管, 一 片数字逻辑集成电路,一个减速电机

电机为机器人制作中常用的N20 微型减速电机,标称电压为6V;感光元件串联在电源两端;芯片的第1/19脚为 使能端,实际使用中要接低电平;端子芯取自工业连接器里面的接线排座

寻光机器人电子部分的制作材料:三极管,光敏电阻或光敏二极管,红外线接收管,锂电池

机器人电子部分的主要元件使用的三极管是C1815, 可以替换成电流更大的8050,也可以使 用其他型号的小功率NPN 型三极管。锂电池充电器用一个报废的摩托罗拉手机充电器(标称输出 4.4V/1A)改造而成

寻光机器人机械部分的制作:车式底盘,传感器和控制器,车轮,盖形螺帽

机器人的身体。身体是一个由两个电机驱动的可以自由活动的小 车式底盘。身体相当于机器人的骨架,机器人的传感器和控制器都搭载在它上面。 车轮和电机构成了机器人的运动器官

机器人多指灵巧手的神经控制的原理:控制系统硬件,控制系统软件,复合控制方法

上位机软件负责根据误差信号,伺服控制器从主机得到控制指令,进行适当的处理后产生相应的PWM 电机控制信号控制电机转动,利用上位机的 CMOS 定时来实现,可以精确到微秒级

机器人自适应模糊控制: PID 模糊控制、自组 织模糊控制、自校正模糊控制

一种附加力外环的机器人力/位置自适应模糊控制方法,是把力控制器的输 出作为位置控制给定的修正值,通过提高位置控制的精度达到控制力的目的,并利用自 适应模糊控制的鲁棒性,使控制系统对不同的刚性环境具有自适应能力
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