马达和履带驱动的作用，即使崎岖不平的路面也可畅行无阻，完成给定的任务。作为一种模型，还包括一个鸣蜂器和营救机器人。

实验任务：此实验模块主要以熟悉系统功能为主要任务,在一定时间段内完成模型的组装，实现模型的全部逻辑运动，并能编写简单的控制程序；理解机器人的工作原理。本次实验搭接以下六种模型：《机械与结构组合包》中的 “汽车差动模型”、“塔吊模型”，《电子技术包》中的“冲压机模型”、“砖块分送机模型”，《机器人技术入门包》中的“移动门模型”、“烘干机模型”。

实验方法与步骤：

1) 针对所选用的模型包类型，根据实验室提供的模型范例拼装图册,检查所用模型包内零件的完整性。

2) 在进行模型的每一步搭建之前，找出该步所需的零件，然后按照拼装图把将这些零件一步一步搭建上去。在每一步的搭建基础上，新增加的搭建部件将用彩色显示出来，已完成的搭建部分标上白色。

3) 按拼装顺序一步一步做。注意需要拧紧的地方（比如说轮心与轴）都要拧紧，否则模型就无法正常运行。

4）模型完成后，检查所有部件是否正确连接，将执行构件或原动件调整在预定的起始位置, 实现模型的全部逻辑运动。

5）借助《机器人技术软件手册》，学习手册中所介绍的程序范例来迅速掌握ROBOPro软件的作用，你也可以根据自己的需要来修改或扩充这些范例程序。

6) 实验完毕后必须清理所使用模型包中零件的数量，并向实验指导教师报告模型包的完好情况，然后将模型包及实验资料锁进抽屉。特别提醒：实验过程中不能丢失任何一件零件。若有丢失，照价赔偿。

实验考核：演示操控模型，提交实验报告。

2．实验二 创意模型设计与调试

实验方法与步骤： 1）根据教师给出的创新设计题目或范围，经过小组讨论后，拟定初步设计方案。

2）将初步设计方案交给指导教师审核。

3） 审核通过后，按比例缩小结构尺寸，使该设计方案可由慧鱼创意组合模型进行拼装。 4） 选择相应的模型组合包。 5） 根据设计方案进行结构拼装。 6） 安装控制部分和驱动部分。 7） 确认连接无误后，上电运行。

8） 必要时连接电脑接口板，编制程序，调试程序。步骤为：先断开接口板、电脑的电源，连接电

脑及接口板，接口板通电，电脑通电运行。根据运行结果修改程序，直至模型运行达到要求。 9） 运行正常后，先关电脑，再关接口板电源。然后拆除模型，将模型各部件放回原存放位置。 实验考核：演示操控模型；提交实验创意报告。

四． ROBO接口板介绍 1、概述

ROBO接口板可以使电脑和模型之间进行有效的通信，如图9。它可以传输来自软件的指令,比如激活马达或者处理来自各种传感器的信号。

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图9 ROBO接口板

2、ROBO接口板的构成

电源输入端口： 1）、用慧鱼9V电源适配器连到DC插座， 2）、用可充电电源连到+/-插座。

当采用前一种方案时，连接充电电池的插座就自动断开。电源连通之后，电源指示LED自动点亮而且两个绿色的LED交替闪烁，表明接口板可以正常工作。 空载电流：接口板的空载电流消耗为50毫安。 USB接口和串口：

接口板可通过串口和USB接口和电脑相连接。每块接口板都配备了相应的连接电缆。它兼容了USB1.1和2.0的规范，其数据传输率为12MB/S。 微处理器和存储器：

16位处理器，型号M30245，时钟频率16MHZ，128K RAM，128K flash。 数字量输入I1-I8：

可连接传感器，比如按钮、光电传感器和磁性传感器。电压范围9伏，ON/OFF的切换电压值为2.6伏，输入阻抗为10K欧。 输出M1-M4或者O1-O8：

可连接四个9V直流马达（向前，向后，停止，八级调速），连续运行电流250毫安，带短路保护;另外也可以连接8个灯或者电磁线圈到单个的输出O1-O8.(用电器的另一端可连接到接地端,灯或电磁线圈的分布情况在接口板上已标出) 模拟阻抗输入AX和AY：

可连接电位器、光敏和热敏电阻。测量范围为0—5.5k。 模拟电压输入A1和A2：

可连接输出为0—10伏电压的模拟传感器,例如慧鱼的颜色传感器。 距离传感器输入D1和D2：

专门用来连接慧鱼的两个距离传感器。 红外线（IR）输入：

利用红外线接收二极管，手持式红外线发射装置上各个键可以用做数字式输入。用键来激活的某项功能，则可以用ROBOPro软件来编程。

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26针插槽：

这个插座提供了所有输入和输出的引脚，因此可以通过带状电缆和1个26针插头来将模型和接口板相连。

I/O扩展板用插槽：

使用ROBO I/O扩展板，输入和输出的数量都可以得到扩展。扩展板上可以有额外的四路带速度控制的马达输出，八路数字量输入和一个0—5.5k欧的模拟阻抗输入。 无线射频通信模块用插槽：

无线射频通信模块是一个可选的无线接口模块。有了它，电脑和接口板之间的电缆连接不再是必须的。射频数据链接可以与电脑的USB端口通讯，范围为10米。

3、接口板工作模式

在线模式：

接口板始终和电脑相连（通过USB，串口或者无线射频通信模块）。程序在电脑上运行，显示器作为用户界面。 下载模式：

在这种模式下，程序被下载到接口板上且独立于电脑运行。两个不同的程序可以同时下载到FLASH存储器中，而且断电后程序也可以保存在内。也可以将程序下载到RAM中，一旦电源中断或者启动FLASH中的程序，原先RAM中程序就被删除。

1）接口板与电脑连接端口的选择

接口的选择可通过编程软件来实现。接口板自动访问正在接收数据的接口，然后分配到的端口对应的LED点。如果未收到任一接口的数据，则这两个灯交替闪烁。

2）红外测试功能

如果你多次按动―port‖按钮，使得IR LED点亮，那么你可以通过手持式红外线发射装置来控制接口板的输出，而不需要直接将接口板连到电脑上。如果这个功能被激活，那么USB和串口会被关闭。你还可以再多次按动―port‖按钮，使得USB和串口的LED交替闪烁来回到自动选择端口状态

3）FLASH存储区中程序的选择和启动

按下并保持―prog‖按钮，按钮旁的绿色LED指明了所选的程序（1或者 2）。LED只在FLASH区中确实存储有程序才会点亮。选择所需程序释放 按钮。再按一下―prog‖按钮，程序就会启动了。在程序运行时，LED闪动。再按一下―prog‖按钮，程序就会停止。在程序停止时，LED持续点亮。

4）RAM存储区中程序的选择和启动

按下并保持―prog‖按钮，直至按钮旁的两个绿色LED同时点亮，然后松开按钮。只有RAM中有程序两LED才会同时点亮。再按一下―prog‖按钮，程序就启动。在程序运行时，两个LED都闪动。再按一下―prog‖按钮，程序就停止。在程序停止时，两个LED持续点亮。 注意:

在测试阶段，程序只需要先装载到RAM中。比较理想的是，把最终的程序存储到FLASH中。这样，可以延长FLASH的寿命，它的极限大约是擦写10万次。

五．图形化的编程语言ROBPRO软件相关基本知识

为了更好和更快地编程，下面将介绍一些基本的编程和操作知识。 1．软件程序的作用

你很想知道机器人是如何准确地完成预定任务的，象是有一种超自然的力量在控制它们。其实，不仅仅在机器人领域，在其它很多地方我们都会碰到控制和自动化技术。

当你将制作好的机器人模型与智能接口板、电源和计算机相连接好以后，他们彼此之间就建立了一种联系（或称为通讯），机器人上的状态信号通过接口板传递给计算机，人们的控制意图也要通过计算

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机，再通过接口板传递给机器人，以达到控制和自动化的目的。计算机就需要有一种能力和方式接受和处理这些信息，其能力的体现靠计算机硬件支持，而方式的体现就依赖软件来解决。

关于计算机软件的基础知识请同学自学《计算机基础》。 2．安装ROBPRO

PC机的最低配置：

? 处理器100MHz,32M内存，20MB可用硬盘空间； ? 微软操作系统：Windows95/98/2000/NT/xp;

? 可用的RS232串口（COM1~COM4）或打印口（LPT1~LPT2）。

? 打开计算机，把安装软盘放入光驱，安装程序会自动运行，在每个对话框中输入相应内容即

可。

3． ROBPRO用户界面 （简略）

采用弹出下拉式中（英）文菜单，所有操作软件所需的命令都在菜单中，除了对程序进行管理、编程、调试的命令，还有有关编程选项和在线帮助的命令。工具条中的图标是最重要和常用的命令。用工具箱中的功能模块就可以在屏幕上建立控制程序流程图了。

学生自学和体验用户界面的功能。 4．编程前的简短硬件测试（重要提示）

必须先连接好接口板，检查硬件连接是否正确，连接方法请参见《模型装配指导书》。

为了使电脑和接口板的连接工作正常，ROBOPro必须对当前使用的接口板进行设置。在工具栏中选择 弹出图10窗口，选择与电脑的连接端口和接口板的类型。

图10 选择接口板端口

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与电脑连接无误后，应该用工具栏中的―

‖来检查接口板和模型硬件情况。

图11 测试接口板

出现图11窗口 。窗口显示了在接口板上可用的输入输出端口，底下的绿条指示接口板与计算机之间的连接状态：

Simulation mode——定义接口板未选择计算机端口，模拟状态；No connection to interface——没有准确连接，状态条变红；Connection to interface O.K——已可靠连接。为了改变接口板和连接的设置，点击菜单“Settings-setup – Interface‖,出现窗口，在“port‖选择计算机端口COM1或COM2。如果选择“None‖,系统在模拟状态。

5．检查接口板各输入和输出端口

连接没有问题后，我们用“Check interface‖来检查接口板和所连接的模型状态。 输入端口

I1~I8是数字量（指0或1状态）输入端口，AX、AY、A1、A2是模拟量输入端口。传感器连接在输入端口，如：按钮、开关、光电三极管等。

做一个小试验：如图12所示，用一个按钮来检查输入，把按钮的接线

2 常闭 端1、3接到I1上（常开状态），当你按下按钮时，接线端1与3（常开变

成闭合）接通，屏幕上对应I1输入的显示从0变成1，如果换接线端1、2，1 常开

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那么先显示1，按下后显示0。

图12按钮接线图 输出端口

接口板的输出是M1~M4,执行机构就在上面，如马达、电磁铁和灯等。

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