表演机器人构造与程序设计
目录
引言 1
一、创意之星-机器人套件（高级版）简介 2
（一）零件介绍 2
（二）软件介绍 3
二、机器人设计内容 4
（一）设计方案 4
（二）总的流程图 4
（三）程序流程图 4
三、机器人构造 5
（一）机器人的外观 5
（二）机器人的组成 6
（三）机器人各部位功能 6
四、程序设计 6
（一）程序中模块的功能 6
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
附录1-8 19
引言
机器人这个词汇最早是在1920年的一名作家写的一部著作中。他表现当时人们希望能够有一个很够代替劳动力给他们生产工艺品。
真正的机器人出现是在1959年，他仅仅只能做一些简单的工作，抓放东西，但是，随着科技的他被赋予了强大的功能，可以帮助人们做一些复杂的工作，更有可能他最终会替代人类工作。
在本论文中我们以创意之星-机器人套件（高级版）为机器人的构建基础，他所配套的软件为编写程序，按我们的指示进行工作。为我们以后设计机器人积累相关方面的经验，打下一定的基础。
一、创意之星-机器人套件（高级版）简介
（一）零件介绍
1. CDS5500系列机器人舵机
CDS5500系列机器人舵机属于一种集电机、伺服驱动、总线式通讯接口为一体的集成伺服单元，主要用于微型机器人的关节、轮子、履带驱动，也可用于其他简单位置控制场合。如图1-1所示：
优点：输出扭矩大，精度高，高速转矩，防尘防水已经其他一系列性能。
图1-1 C *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
DS5516舵机
2.MultiFLEX2控制器
MultiFLEX2控制器是一款专为智能机器人和小型智能设备设计的一个多功能控制器，适合成为为智能机器人的主控制器。如图1-2所示:
优点：尺寸小，能耗低，还有价格低，支持创意之星-机器人套件（高级版）设计开发。
3.传感器
传感器是采集情况从而有控制器进行分析，判断在执行相应工作，他是机器人不可缺少的一部分。也可以说他是机器人的眼睛，他指示机器人进行相关的好工作，而本论
所选取传感器中的灰度传感器、红外传感器和测距传感器。如图1-3所示：
由于范围广，灰度传感器的测量范围小，我们还会用摄像头作为采集数据。如图1-3所示：
图1-2MultiFLEX2-AVR控制器
图1-3传感器和摄像头
（二）软件介绍
由于各个厂家生产出来的机器人他们所用的编写控制程序不尽相同，本论文所用到的是northstar图形化开发环境这套软件，他用图形化可见的编写程序，并且同时生成相对应的c语言，可以在后台编译，下载到机器人中去执行，为我们大大节省了时间去操作，这样我们可以在线调试，并且找到相关缺点，我们在加以改进。
二、机器人设计内容
（一）设计方案
在机器人工作过程中，机器人将会在登上舞台斜坡停靠区旁边启动并走动，当到达舞台面并且找到话筒所在的位置，播放在我介绍。在找到有小球和圆柱组成的地方，把小球扔到舞台外，并且不能弄到圆柱，然后把圆柱推出场外。回到舞台“武”子上，在走到有铜锣的地方，敲击一下，在回到“武”子上，播放武术动作表演，在表演武术动作，最后离开舞台走另外一个斜坡离开舞台结束。
（二）总的流程图
首先我们开始组装机器人，机器人必须根据设计方案一系列所能实现要求组装的，我们可以参考一些经典的机器人模型构造，按装完成后在设计相应的配套工作程序，这样机器人便可以根据预想变成一个我们所需要的机器人，将设计好的计划程序下载到机器人的控制器中去，这样机器人便可以真正地动起来了，结束运行程序。下图2-1所示：
图2-1总程序流程图
（三）程序流程图
开始程序后，机器人首先开始上台，在舞台上找到话筒，播放自我介绍，在找到白色圆柱，将放在上面的小球丢出场外，在推白色圆柱到场外，回到舞台武子上，再到铜锣旁边敲击他，在回到舞台中央先播放下面表演武术动作，在表演武术动作，后离开舞台，结束。如图2-2所示：
图2-2程序流程
三、机器人构造
（一）机器人的外观
机器人设计外观如下图3-1，3-2所示：
图3-1机器人侧面图 图3-2机器人正面
（二）机器人的组成
设计的机器人，我们给他一个底盘装了4个舵机外加轮胎作为他的移动装置，躯干我们主要以控制器为主体，在组装2个机器手臂有多个关节，手臂作为抓取工具，以摄像头放置在控制器上部中间。在有2个舵机连接底盘移动装置，这个可以弯曲使得躯体移动，还在底盘前装上4个红外传感器，底盘的最前方还安装测距传感器，底盘前后各有一个灰度传感器，最后就是外放音响。
机器人的手臂设计是为了方便抓取球，为了是其活动范围广。第一个舵机是水平活动关节，第二个是竖直活动，第三个是也竖直活动，手抓设计是为了好抓球。而身体2个舵机设计是为了是身体平衡。各个部分由相应零件连接。
（三）机器人各部位功能
底盘的4个舵机作为移动装置；盘前后2个灰度传感器用来检测机器人前后的底部路面的颜色；盘前2个红外传感器是用来较准与柱子的位置，是指正面面对；底盘两侧前的2个红外传感器，设定传感器在一定距离感知物体我们可以用来控制机器人里舞台边界的距离位置；底盘前面的一个测距传感器是用来测量离圆柱的距离；连接底盘的2个舵机是用来调整躯体状态，和保持平和；2个手臂各3个舵机他们是用来抓取物件；摄像头是用来追寻特点颜色物体；外放音响用播放机器人的语音。
四、程序设计
（一）程序中模块的功能
while循环语句：保证机器人在设定条件下能够正常运行，并且，再不给出中断指令的条件下，可以持续运行。
循环结束：当没有满足输入的条件时，循环就结束。
数字信号输入：随机产生一个数字信号输入，或自定义一个数字信号，为后续的if语句实现的功能提供输入条件。
数字信号输出：与输入信号匹配。
if语句：当条件满足时执行相关规定功能，条件不满足时，实现其他功能。
end if：if语句结束。
舵机：根据多级参数决定机器人执行什么样子的动作。
Delay模块：延时子程序，可以根据需要设点相关延时程序。
mp3：添加本设计所需要的语音。
（二）程序创建
设计不同的机器人，改程序他会有不同的要求，可能是他的舵机数不同，输入输出变量不同，还有可能是ad量采集数不同。因此，我们应该根据不同机器人，创建现对应的程序。我们的程序创建如下图4-1，图4-2，图4-3图4-4所示：
图4-1程序的整体选型
图4-4红外接近传感器定号
引言 1
一、创意之星-机器人套件（高级版）简介 2
（一）零件介绍 2
（二）软件介绍 3
二、机器人设计内容 4
（一）设计方案 4
（二）总的流程图 4
（三）程序流程图 4
三、机器人构造 5
（一）机器人的外观 5
（二）机器人的组成 6
（三）机器人各部位功能 6
四、程序设计 6
（一）程序中模块的功能 6
总结 16
参考文献 17
谢辞 18
附录1-8 19
引言
机器人这个词汇最早是在1920年的一名作家写的一部著作中。他表现当时人们希望能够有一个很够代替劳动力给他们生产工艺品。
真正的机器人出现是在1959年，他仅仅只能做一些简单的工作，抓放东西，但是，随着科技的他被赋予了强大的功能，可以帮助人们做一些复杂的工作，更有可能他最终会替代人类工作。
在本论文中我们以创意之星-机器人套件（高级版）为机器人的构建基础，他所配套的软件为编写程序，按我们的指示进行工作。为我们以后设计机器人积累相关方面的经验，打下一定的基础。
一、创意之星-机器人套件（高级版）简介
（一）零件介绍
1. CDS5500系列机器人舵机
CDS5500系列机器人舵机属于一种集电机、伺服驱动、总线式通讯接口为一体的集成伺服单元，主要用于微型机器人的关节、轮子、履带驱动，也可用于其他简单位置控制场合。如图1-1所示：
优点：输出扭矩大，精度高，高速转矩，防尘防水已经其他一系列性能。
图1-1 C *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
DS5516舵机
2.MultiFLEX2控制器
MultiFLEX2控制器是一款专为智能机器人和小型智能设备设计的一个多功能控制器，适合成为为智能机器人的主控制器。如图1-2所示:
优点：尺寸小，能耗低，还有价格低，支持创意之星-机器人套件（高级版）设计开发。
3.传感器
传感器是采集情况从而有控制器进行分析，判断在执行相应工作，他是机器人不可缺少的一部分。也可以说他是机器人的眼睛，他指示机器人进行相关的好工作，而本论
所选取传感器中的灰度传感器、红外传感器和测距传感器。如图1-3所示：
由于范围广，灰度传感器的测量范围小，我们还会用摄像头作为采集数据。如图1-3所示：
图1-2MultiFLEX2-AVR控制器
图1-3传感器和摄像头
（二）软件介绍
由于各个厂家生产出来的机器人他们所用的编写控制程序不尽相同，本论文所用到的是northstar图形化开发环境这套软件，他用图形化可见的编写程序，并且同时生成相对应的c语言，可以在后台编译，下载到机器人中去执行，为我们大大节省了时间去操作，这样我们可以在线调试，并且找到相关缺点，我们在加以改进。
二、机器人设计内容
（一）设计方案
在机器人工作过程中，机器人将会在登上舞台斜坡停靠区旁边启动并走动，当到达舞台面并且找到话筒所在的位置，播放在我介绍。在找到有小球和圆柱组成的地方，把小球扔到舞台外，并且不能弄到圆柱，然后把圆柱推出场外。回到舞台“武”子上，在走到有铜锣的地方，敲击一下，在回到“武”子上，播放武术动作表演，在表演武术动作，最后离开舞台走另外一个斜坡离开舞台结束。
（二）总的流程图
首先我们开始组装机器人，机器人必须根据设计方案一系列所能实现要求组装的，我们可以参考一些经典的机器人模型构造，按装完成后在设计相应的配套工作程序，这样机器人便可以根据预想变成一个我们所需要的机器人，将设计好的计划程序下载到机器人的控制器中去，这样机器人便可以真正地动起来了，结束运行程序。下图2-1所示：
图2-1总程序流程图
（三）程序流程图
开始程序后，机器人首先开始上台，在舞台上找到话筒，播放自我介绍，在找到白色圆柱，将放在上面的小球丢出场外，在推白色圆柱到场外，回到舞台武子上，再到铜锣旁边敲击他，在回到舞台中央先播放下面表演武术动作，在表演武术动作，后离开舞台，结束。如图2-2所示：
图2-2程序流程
三、机器人构造
（一）机器人的外观
机器人设计外观如下图3-1，3-2所示：
图3-1机器人侧面图 图3-2机器人正面
（二）机器人的组成
设计的机器人，我们给他一个底盘装了4个舵机外加轮胎作为他的移动装置，躯干我们主要以控制器为主体，在组装2个机器手臂有多个关节，手臂作为抓取工具，以摄像头放置在控制器上部中间。在有2个舵机连接底盘移动装置，这个可以弯曲使得躯体移动，还在底盘前装上4个红外传感器，底盘的最前方还安装测距传感器，底盘前后各有一个灰度传感器，最后就是外放音响。
机器人的手臂设计是为了方便抓取球，为了是其活动范围广。第一个舵机是水平活动关节，第二个是竖直活动，第三个是也竖直活动，手抓设计是为了好抓球。而身体2个舵机设计是为了是身体平衡。各个部分由相应零件连接。
（三）机器人各部位功能
底盘的4个舵机作为移动装置；盘前后2个灰度传感器用来检测机器人前后的底部路面的颜色；盘前2个红外传感器是用来较准与柱子的位置，是指正面面对；底盘两侧前的2个红外传感器，设定传感器在一定距离感知物体我们可以用来控制机器人里舞台边界的距离位置；底盘前面的一个测距传感器是用来测量离圆柱的距离；连接底盘的2个舵机是用来调整躯体状态，和保持平和；2个手臂各3个舵机他们是用来抓取物件；摄像头是用来追寻特点颜色物体；外放音响用播放机器人的语音。
四、程序设计
（一）程序中模块的功能
while循环语句：保证机器人在设定条件下能够正常运行，并且，再不给出中断指令的条件下，可以持续运行。
循环结束：当没有满足输入的条件时，循环就结束。
数字信号输入：随机产生一个数字信号输入，或自定义一个数字信号，为后续的if语句实现的功能提供输入条件。
数字信号输出：与输入信号匹配。
if语句：当条件满足时执行相关规定功能，条件不满足时，实现其他功能。
end if：if语句结束。
舵机：根据多级参数决定机器人执行什么样子的动作。
Delay模块：延时子程序，可以根据需要设点相关延时程序。
mp3：添加本设计所需要的语音。
（二）程序创建
设计不同的机器人，改程序他会有不同的要求，可能是他的舵机数不同，输入输出变量不同，还有可能是ad量采集数不同。因此，我们应该根据不同机器人，创建现对应的程序。我们的程序创建如下图4-1，图4-2，图4-3图4-4所示：
图4-1程序的整体选型
图4-4红外接近传感器定号
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