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簡單機器人的主控制器與擴展板

來源:--      編輯:創澤      時間:2026/3/5      主題:其他   [加盟]

機器人套件里形形色色的傳感器和執行器是如何連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屬插針,對應于圖4-1中數字輸入/輸出端口、模擬輸 入端口的位置,這些插針是我們連接所有傳感器、執行器的插口。

我們的主控制器可以用這些插針和各種傳感器或執行器共同工作。但是,在講到這些插針的 具體含義之前,還可以用一種更加簡單的方式 做同樣的事情。



圖4 - 2是我們為機器人配備的 擴展接線板。將它和主控制器插到 一起后,就 能很方便地用灰色的RJ11 線連接各種傳感器 和執行器,而不用擔心線路連錯或連反。 這種簡單的方法不是沒有代價的,因為擴 展板占用的空間更大,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個端口的位置(見圖4- 3)。不過,這些端口目前已經足夠用了。 本節課我們又要用到已經熟悉了的 LED 小燈模塊,我們用一根灰色的連接線把它和主控器連起來。連接時如果聽到“咔嚓” 一 聲輕 響,就代表連接成功。機器人的連接如圖4-4 所示。



  



機器人中最為流行的驅動方式-雙輪差速驅動

常見的一種機器人驅動方式—雙輪差速驅動,左輪和右輪以同樣的速率向前轉動,機器人向正前方前進;左輪和右輪 以同樣的速率向后轉動,轉彎半徑的大小取決于左右兩個輪子的轉動速度之差

機器龜的結構制作材料:底盤,執行器,傳感器,中型減速電機,萬向輪,標準舵機

機器龜有一個PWM驅動的活動 底盤,底盤上搭載了一個可旋轉的傳感器平臺,機器人頭部設置了一個距離傳感 器,底盤下裝有4個邊緣傳感器

機器人的避障功能原理:接觸式傳感器觸發的“神經阻斷”電路

制作靜片使用的材料是端子芯和黃銅管,把一根有彈性的金屬絲套在銅管里做開關的動 片,碰到物體后,金屬絲和銅管內壁接觸,電路導通,以用電阻引腳彎個圓圈做成靜片

4足機器人的制作材料:微型減速電機,車條,曲別針,熱縮管

電機的布局建議稍微靠后,給兩條前腿留出多 一點活動空間。因為前面制作的CPG 是主-從神經元結構,前腿帶著后腿走,前腿的動作幅度大于后腿。這樣的設計可以使機器人跨越路面上的一些小障礙

機器人CPG(中樞模式發生器)的制作材料:74HC240,電阻,洞洞板,20腳PDIP插座,鋰電池,LED

神經網絡中最關鍵的元件是電阻R3,R3的阻值過小,左、 右兩側機體就無法協調運轉,機器人就好像喝醉了一樣。實際R3的阻值可以選取 1~10MΩ

螞蟻機器人的制作材料:74HC240,光敏二極管,微型電機,電源端子,插頭尾簧,洞洞板

,74HC240,4個,光敏二極管,2個,0.22μF無極電容,6個,微型電機,2個,1MΩ電阻,6個,1.5MΩ電阻,2個,PC電源端子(母,拆芯),2位,小型壓線端子(拆芯),2位,3mm黃銅管(可選),1小段,RCA插頭尾簧,1個

3D光電跟蹤頭的制作材料:74HC240,二極管,電容電阻,鋰電池,開關端子

光電跟蹤頭的感光元件可以使用任何規格的光敏二極管或紅外線接收二極管;74HC240 在這里作為兩組神經元電路使用;74HC245 是小型BEAM 機器人常用的雙向電機驅動芯片

2D光電跟蹤頭的構造:兩個光敏二極管, 一 片數字邏輯集成電路,一個減速電機

電機為機器人制作中常用的N20 微型減速電機,標稱電壓為6V;感光元件串聯在電源兩端;芯片的第1/19腳為 使能端,實際使用中要接低電平;端子芯取自工業連接器里面的接線排座

尋光機器人電子部分的制作材料:三極管,光敏電阻或光敏二極管,紅外線接收管,鋰電池

機器人電子部分的主要元件使用的三極管是C1815, 可以替換成電流更大的8050,也可以使 用其他型號的小功率NPN 型三極管。鋰電池充電器用一個報廢的摩托羅拉手機充電器(標稱輸出 4.4V/1A)改造而成

尋光機器人機械部分的制作:車式底盤,傳感器和控制器,車輪,蓋形螺帽

機器人的身體。身體是一個由兩個電機驅動的可以自由活動的小 車式底盤。身體相當于機器人的骨架,機器人的傳感器和控制器都搭載在它上面。 車輪和電機構成了機器人的運動器官

機器人多指靈巧手的神經控制的原理:控制系統硬件,控制系統軟件,復合控制方法

上位機軟件負責根據誤差信號,伺服控制器從主機得到控制指令,進行適當的處理后產生相應的PWM 電機控制信號控制電機轉動,利用上位機的 CMOS 定時來實現,可以精確到微秒級

機器人自適應模糊控制: PID 模糊控制、自組 織模糊控制、自校正模糊控制

一種附加力外環的機器人力/位置自適應模糊控制方法,是把力控制器的輸 出作為位置控制給定的修正值,通過提高位置控制的精度達到控制力的目的,并利用自 適應模糊控制的魯棒性,使控制系統對不同的剛性環境具有自適應能力
 
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