思靈機器人如何編程

① 樂高機器人的萬能程序有哪些

樂高教程:
n 觸動感測器

n 光電感測器

n 角度感測器

n 溫度感測器

n 感測器的使用方法與技巧

n 其他感測器

4.1簡介

馬達通過齒輪和滑輪傳動，可以讓你搭建的機器人動起來，他們就如同是移動機器人腿和手臂的肌肉。同時，你還可以使用感測器來裝備你的機器人，它們就如同是機器人的眼睛、耳朵和手指。

機器人套裝中包含兩種感測器：觸動感測器（兩種）和光電感測器。在本章中，我們主要是描述它們的特性，對於其它的感測器你可以單獨購買，如：角度感測器和溫度感測器。每一個設備都有其特定的作用，你將會因為它們的功能強大和所能涉及的范圍之廣而感到驚訝。當然也包括這種情況,可以用一種感測器仿效另一種感測器，以用來代替不能使用的感測器。利用RCX上的紅外光電，使用一些小技巧，你可以把把你的光電感測器變成一個雷達。

在閱讀本章的過程中，我們希望你能把機器人套裝放在身邊,這樣你可以跟隨我們的例子親自動手去做。為了保持其完整性，我們還會講一些機器人套裝的擴展套裝和技術套裝的內容。若你現在還沒有這些也不要擔心，這不會影響到你搭建體積較大的機器人。

4.2觸動感測器

觸動感測器（圖4.1）是樂高感測器大家庭中最簡單、最直觀的一種。它的工作方式非常像是你家門鈴上的按鈕：當它被按下時，電路接通，電流就會通過，RCX就能夠檢測到這個數據流，你的程序就會讀取觸動感測器的當前狀態：開或者關。

圖4.1 觸動感測器

如果你已經開始使用機器人套裝，閱讀了Constructopedia，並搭建了一些模型，你可能對感測器的一般用途比較熟悉，如緩沖器。緩沖器是與周圍環境相互作用的一種簡單方式，當你的機器人遇到障礙物時，可以用它們來進行檢測，並由此而改變運動狀態。

典型的緩沖器是一個重量較輕的可移動裝置，事實上，當它碰到障礙物時會把沖擊力傳遞給觸動感測器並使之關閉。你也可以發明出很多種緩沖器，但它們的外形應該能夠反映機器人的外形，而且還能反映出環境中障礙物的外形。如圖4.2中所示一個非常簡單的緩沖器，可以很容易發現牆壁，假如房間里有像椅子一樣等復雜障礙物，它的效果就不好了。在這種情況下，我們建議你通過實驗來進行。為機器人設計一個緩沖器，在房間的周圍離地板適當高度的地方移動它，檢查它是否能夠發現所有可能的碰撞點。如果你的緩沖結構較大，當它用最佳部位撞擊到障礙物並按下觸動感測器時，不要以為這就是正確的。圖例4.2是一個不太好的緩沖器，因為當碰撞發生時，它幾乎不能用橫軸的邊緣來關閉觸動感測器，說它是一個不好的緩沖器是因為它把整個碰撞產生的力直線傳輸給了感測器，也就是說，在機器人身上安裝一個非常穩固的支架對感測器的安裝是非常有必要的。

圖4.2簡單的緩沖器

根據經驗，應該嘗試不同的碰撞來看看緩沖器在各個位置是否能很好的工作。你可以編寫一個無限循環的小程序，當感測器被按下時，發出一聲蜂鳴聲用來測試你的緩沖器。

談起緩沖器，人們往往會想到當遇到障礙物時開關會被按下。這樣說似乎有點絕對，在發生碰撞的時候同樣可以松開開關。看一下圖4.3，橡膠皮筋可以使積木輕壓著感測器，當緩沖器的前面部分接觸到物體時，開關就會被釋放。

圖4.3 平常壓下的緩沖器

實際上，向你推薦這種緩沖器有這樣幾個重要的原因：

l 沖擊力不可能直接傳遞給感測器，感測器與標準的樂高積木相比更容易受損壞，因此應避免不必要的撞擊。

l 橡皮圈可以吸收撞擊力，這對你的感測器和機器人來說都會起到保護作用，當你的機器人速度非常快，或者重量大，或者反應比較慢，或者具備其中的一個因素時，這種保護作用顯得尤其重要。

緩沖器是一個非常重要的裝置，而且觸動感測器的應用也非常廣泛。當你想告之RCX一個事件發生時，你可以使用按鈕一樣人為的把它按下去。你能想像出類似的情況嗎？事實上，有很多。比方說，你可以按下銨鈕告訴RCX」現在讀取光電感測器的值」，從而進行讀取校準（我們將在以後的部分進行討論）。

另一個常用的作用就是把觸動感測器作為一個位置控制器來用。如圖4.4，機器人向前看時（圖4.4b）就關閉了頭部（圖4.4a）的觸動感測器。通過編程可以在水平面上實時的控制頭部的旋轉（向左或向右），當感測器被按下時，機器人的頭部就能轉回到正確的位置，值的注意的是，我們在這個例子中用到的凸齒輪在與觸動感測器相配合時是非常的有用，你可以讓軸通過三個十字孔個中的一個來選擇合適的距離去關閉觸動感測器。

圖4.4 用觸動感測器定位

在本書的第三部分我們還會介紹位置控制的其它一些應用。事實上，在搭建你的機器人之前需要你去研究一些不同的方法。

我們再舉幾個事例來說明感測器的應用。假如你想搭建一個電梯。你希望電梯可以在任何一層都能停下。首先你會想到在每一層安放一個觸動感測器，當按下其中一個時，電梯室會在那一層停下。這是一個好方法，但這里有一個小問題；你僅有兩個觸動感測器，對你來說，一個電梯僅有二層不是非常實際，你可以再買一個觸動感測器，但這只能再加高一層,並沒有解決實質性的問題。此時，RCX的三個輸入埠已經全部被佔用。突然，你會想到一個辦法：為什麼不把感測器放在電梯廂上而不是外面呢？在電梯廂上固定一個感測器，這樣只需一個感測器就可以加高更多的樓層了。從最初的方案到現在更好的方案，兩個系統是完全相同的嗎？答案是否定的。首先，你需要決定廂的絕對位置，當它在第二層時，你僅是可以知道它的相對位置。那麼，你需要一個初始點，從起始點開始計算就可以推斷出廂的位置.或者程序運行時，需要廂體在一個特定的位置，或者用第二個感測器來探測一個特定的樓層。例如，在最底層放置一個感測器，因此程序一開始就降下電梯到最底層。那樣就可以計算出廂體的絕對位置了。

現在，電梯就能夠准確的升降了。但你還有最後一個問題需要解決：如何告訴你的電梯它應該去哪一層呢？在每一樓層放置一個感測器去提示電梯是不切合實際的。在RCX上只剩下一個輸入埠了。你要用這一個觸動感測器來做什麼呢？你還可以採用以前的方法嗎？可以，你可以計算一個觸動感測器被按下的次數。比如說，被按下三次表示是三樓，依次類推。現在你就可以去搭建你的電梯了。

方法與技巧

計算按下次數

下面這個例子是用偽代碼來編寫的，一個代碼並不與實際編寫語言相對應，而是界於程序語言和機器語言之間。使用偽代碼編程在專業程序員中是一種非常普遍的做法。

計算觸動感測器被按下多少次需要一些小竊門。假如你寫了一些簡單的代碼，如下：

Counter =0

repeat

if Sensor1 is on then

Counter = Counter +1

end if

end repeat

當你保持觸動感測器被按下很短的間隔內，你的程序代碼就會在你的RCX上飛快的執行。然而，在記錄下一個新的按下之前，需要松開觸動感測器：

Counter = 0

repeat

if Sensor1 is on then

Counter =Counter+1

wait until Sensor1 is off

end if

end repeat

現在，你編寫的代碼正確地記錄了從斷開到閉合的變化。在你的代碼中，有一個重要的特點需要介紹一下：當它在一段時間內接收不到觸動信息時，你希望你的計數程序停止。為了實現這一點，你需要使用一個計時器用來測量上一次按下時間與最後一次時間的間隔：

Counter=0

interval = <a proper valve>

reset Timer

repeat

if Sensor1 is on then

Counter = Counter + 1

wait until Sensor1 is off

or until Timer if greater then Interval

reset Timer

end if

until Timer is greater then Interval

假如你的時間間隔是兩秒。當計數程序開始時，計時器和計數器首先復位為0，然後開始檢測感測器的狀態。如果兩秒內沒有按下觸動感測器，它仍將保持復位狀態，如果有觸動感測器被按下，此動作將被記下並等待使用者釋放按鈕，計時器復位為零， 在程序停止運行之前，使用者可以在兩秒內第二次按下觸動感測器。

4.3光電感測器

用」看」來形容光電感測器的功能有點誇大其辭。實際上它只是用來檢測光並測量其強度。盡管受到限制，但其應用范圍仍比較廣。

圖4.5 光電感測器

光電感測器和觸動感測器的最大區別是，後者返回的是一些數值而不是單純的開/關狀態。你所讀到的數值由光電感測器在那個時候所檢測到的光強所決定。這些數值以0至100的百分數的形式返回，光值越大，百分數就越大。你可以用光電感測器來做什麼呢？你可以用它搭建一個由光電感測器所驅動的機器人，我們稱之為光的追隨者，它可以檢測周圍的環境，找到一個強光源（或者是最亮的）並朝著它前進。在一間足夠暗的房間里進行，以免產生干擾，你也可以用手電筒來控制你的機器人。

檢測外部光源的功能是非常有趣的，但是或許你不能用它來做最令人驚奇的事情。我們介紹一下光電感測器的另一個用途：它不但可以用來檢測光強，而且還可以自身發光。提供穩定光源的是一個紅色的發光二極體，因此你可以用來測量反射光並傳給感測器。

當你用來測量反射光時，你必須去避免一些來自其它光源的干擾。需要注意的是光電感測器對IR所發出的光也非常敏感，像典型的遠距離控制器發出的紅外光，如攝像機；或者是樂高紅外發射器。

設計與計劃

讀取周圍的光值

樂高光電感測器並不適合於測量外部光源來說，因為其靈敏度比較弱。紅色發光二極體所所發出的光太靠近檢光器以致於過多的影響了光值的讀取。如果你想測外部光源，你應該考慮盡可能的去減少紅色發光二極體的影響。一個簡單的辦法就是在光電感測器的前部放一個1×2的單孔積木塊，.更多的行之有效的辦法需要你對光電感測器有些細微的改動。在Ralph Hempel的網站中，他提到了如何對光電感測器作修改，既不是永久的改變也不會損害你的光電感測器。（見附錄A）

光在表面的反射率取決於許多因素，主要是表面的顏色，質地和它距光源的遠近。黑色物體的反射能力要弱於白色物體；黑色光滑表面的反射能力要強於黑色不光滑表面。另外，距離光電感測器越遠，光電感測器所檢測到的反射光就會越少。

這些因素都是相互依賴的，通過光感讀取的值，並不能說明是由哪個因素引起的。但你可以保持其它因素不便，而讓一個變化，這樣就可以通過讀取的數值來推斷出環境的一些變化。例如，如果你的光電感測器經常對著同一個物體，或者相同質地和顏色的物體，你能夠用它去測出它的相對距離。另一方面，你可以把不同的物體放置在光電感測器的前面，在恆定的距離內分辨出它們的顏色。

4.3.1測量反射光值

為了舉例說明測量反射光的原理，我們來做一個實驗。拿一個RCX並打開其電源，在任意一個輸入埠連接一個光電感測器，在你的程序中正確的設置其埠（紅色發光二極體應該發光）。准備一間光線較暗的房間，RCX有個控制模式，可以實時查看光感讀取的值。按RCX上的VIEW鍵，當小箭頭正確顯示在感測器所接的輸入埠位置。在顯示屏上會顯示出讀取的光線值。接下去你把光感放到桌上，在桌上以一定間隔（0.5cm,1cm,1.5cm）並排放置不同顏色的積木塊,保證積木之間的間距相等。查看數據，得到的是不同顏色的積木反射的光值是不同的。

再進行第二個實驗：將白色的積木快慢慢的移向光感，然後再慢慢的移開，觀察顯示屏上的數據，可以發現當光感與積木間的距離加大時數值將減小。我們的目的就是為了證明光感是不能同時判斷出距離和顏色的。我們重點強調在你使用光感時盡量避免外界光線的干擾。

方法與技巧

理解原始值的概念

了解原始值是很關鍵的，對於熟練的使用機器人套裝並不是必須的。但從另一個方面講，它可以幫助你理解感測器是如何工作的。

RCX把來自感測器（不管是什麼類型）的電信號全部轉變成范圍在0至1023之間的數字信號，我們稱之為原始數值。在程序中，你在一個埠上設置了一個特定的感測器，RCX會自動設定該感測器的原始數值范圍，例如，從觸動感測器讀取的數值范圍是1或者0，代表開或者關，當從溫度感測器讀取時就會轉變成攝氏溫度或華氏溫度。同樣地，光電感測器讀取時就會通過下面的方程式轉換成一個百分數：

百分數=146-原始數值/7

為什麼我們需要知道這種轉換呢？對於大多數應用程序來說，通過RCX返回的光感值的百分數形式更加有效，但也有這種情況，你需要所有光感變化值而百分數形式卻不能體現出光感值的一些變化。我們用一個例子來做一下說明。假設會有兩種不同的情形，光電感測器讀取707和713兩個不同的數值。把這兩個數值轉換成百分數，因為RCX只使用整數,需要將除的結果進行圓整。

146-(707/7)=146-101=45

146-(713/7)=146-101=45

在第二個方程式中數值101實際上是101.857…，去掉小數部分為101.就看部不出兩個值是不同的。我們知道在大多情況下數值的小數部分是不重要的。但也會有其它情況需要用到這樣一個微小的變化的數據

如果你用LEGO圖形化的編程環境為RCX編寫程序，你必須接受它的刻度值，否則無法處理原始數值。如果你選擇其它的編程語言，則可以直接處理沒有處理過的原始數值，在必須的時候，利用其優勢，可能會有更好的解決方案。

識別不同的顏色是光電感測器一個非常普通的應用。我們曾說過，光電感測器實際上並不是用來識別顏色的，而是用來讀取反射光值。因此，它很難把黑色和藍色的積木塊區別開。但目前來說，我們仍說它能識別顏色，在讀完之後您會明白真正的意思是什麼。

4.3.2沿線走

目前，光電感測器最普遍的使用方法就是用它搭建一個沿線走的機器人。

這個項目的設置是很簡單的，這也是之所以流行的一個原因。盡管其外觀簡單，這項工作仍需要引起足夠的重視，並需要你仔細設計和認真編程。我們將在第二部分詳細的討論這個主題的細節內容。當光電感測器在輕質地面上讀取一條黑線時，你要注意有什麼事情發生。

當把光電感測器放在地板上時，假設說讀取的數值為百分之七十，黑線為百分之三十。如果你想讓機器人緩慢的從地板移動到黑線或者是有污點的地方.你會注意到，數值不是從一個值突然跳到另一個值，而是會出現一系列的中間值。原因是光電感測器不是讀取一個點，而是光電感測器前部的一個小區域。所以當光電感測器穿過線的邊緣時，它所讀取的是地板和黑線的邊界值並返回一個中間值。

這個功能有用嗎？當然，有時有用，有時沒有用。尤其當我們涉及到沿線走時，它是有用的。實際上，你可以（或者說應該）編寫一段程序讓你的機器人沿著邊界走而不是實際的黑線。這樣當機器人需要改變它的行進路線時，它知道往哪個方向轉身：如果所讀取的值太」暗」，它應該向亮的區域前進，或有污點的區域。

技巧與提示

校準讀取值

有時，你並不能預先知道光電感測器實際上所讀取的數值是多少。假如你要參加一個沿線走的比賽：你並不能確定你的感測器所返回的地板和黑線的數值。在這種情況下，一般的習慣是，在你的程序中不寫入預期的常數值是比較好的。但可以讓你的機器人通過一個簡單的測量程序來讀取這些數值。繼續我們沿線走的例子,你可以專設一個空的輸入埠用來接入一個觸動感測器，當你把機器人放在地板上時手動按下觸動感測器，然後再放在黑線上，因此它就可以保存下讀取到的最大值和最小值。或者你可以編寫一個小的檢測程序，以取消那些限制。

當你需要控制一個更復雜的區域時,舉例來說，區域包括三種不同的顏色， 想像一個檯面被劃為白色，黑色和灰色三個不同顏色的區域。在白色和黑色之間的邊界上你如何能區別出灰色區域? 這時你不能只做一個簡單的讀取，你必須深入考慮其它的因素, 像預先讀取,或者你可以使你的機器人在一個地方收集更多的數據並推斷它所在的位置。要處理這樣的情況，對軟體的要求就會變得更加復雜。

光電感測器如同一個萬能器，它有很多種使用方法。你可以在光電感測器的前部放置一個彩色的可以移動的樂高梁來搭建一個對稱形狀的裝置.圖4.6就是一個這樣的例子。當你推或者拉梁的上部時，光電感測器就會讀取不同的光值。

圖4.6 用光電感測器作一個模擬控制

光電感測器與燈相結合（不包括在頭腦風暴套裝中）可做成一個光電管（圖4.7）；當有物體擋在光電感測器和燈之間時，機器人就會察覺。值得注意的是，我們在光電感測器的前面放置了一個1×2的單孔梁，以減少來自周圍光線的干擾。

圖4.7 光電管

4.3.3接近探測

你可以用光電感測器做成一個雷達探測器用於檢測即將碰到的障礙物。這被稱之為接近探測。這項技術所基於的特性我們已經討論並探究過了，就是光電感測器可以根據反射光線來測定相對距離。假如你的機器人要直線前進，用一個光電感測器為它在前面引路。假如你的機器人要在一個暗室里移動，除了光電感測器上的紅色發光二極體之外沒有任何的光源。在向前移動的過程中，機器人連續不斷的讀取感測器所檢測到的光值。如果讀取值趨向於迅速增大，就可以推斷出機器人正向著一個物體前進。但不能推斷出障礙物的種類及與障礙物之間的距離，如果房間內沒有物體在移動，你確信機器人正在接近障礙物。現在我們有了一套系統可以躲避障礙物而不是局限於碰撞以後再檢測它們。

注意：

RCX內部的IR LED發射的是不可見光，光電感測器的紅色二極體發射的是可見光。

遺憾地是，當房間內有光源時，這項技術工作就有問題了，原因是你的程序不能區別自身反射回的紅色光還外界環境光線。你需要在機器人身上有一個更明顯的獨立光源提供更高的參考。

令人欣慰的是，正好有一個！RCX內部有一個IR LED可以發射信息給紅外發射儀或是另一個RCX。用RCX內部的IR LED以比特的編碼形式發送信息可以被紅外發射器所接收到。關於信息的內容我們並不關心；我們需要的僅僅是光。盡管紅外光對於肉眼來說是不可見的，卻與可見光具有相同的性質，LEGO光電感測器對此卻非常敏感。

所以，現在你的程序有了使用接近探測的所有條件。發送一個IR信息並立即讀取光電感測器的值.你最好把讀取的數值進行一下平均處理，這樣可以把外部光源所導致的影響降至最低（我們將會第12節討論這個竅門）。如果你注意到在隨後的二組值中有顯著的增加，舉例來說，百分之十，說明你的機器人很有可能正朝著障礙物前進。

4.4角度感測器

我們將要研究的第三個樂高感測器是角度感測器（圖4.8）。遺可是機器人套裝中沒有包含該部件，它的多功能性僅次於光電感測器。在3801 Ultimate Accessory套裝裡麵包含一個角度感測器，還有一個觸動感測器，一個燈,遙控器 和少量的其它附件。

圖4.8 角度感測器

方法與技巧

角度感測器是如何工作的呢？

因為角度感測器有四種不同的狀態，所以會返回四種不同的值。我們稱之為A，B，C和D。對於每一次完整的旋轉，它經過了四種狀態各四次—這也就是我們為什麼要用十六來計數的原因。如果角度感測器是順時針旋轉，它會讀序列ABCD…，如果是逆時針旋轉，讀取的結果會是ADCBA…，RCX會時刻檢測感測器，當RCX檢測到狀態發生變化時，它不但可以推斷出角度感測器已經轉動，而且還可以知道所旋轉的方向。舉例來說，從A轉變到B，或從D轉變到A，計數器將增加一個單位，然而，從D到C，或者是從A到D，計數器將減少一個單位。

角度感測器，顧名思義，是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當連結到RCX上時，軸每轉過1/16圈，角度感測器就會計數一次。往一個方向轉動時，計數增加，轉動方向改變時，計數減少。計數與角度感測器的初始位置有關。當初始化角度感測器時，它的計數值被設置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復位。

通過計算旋轉的角度，你可以很容易的測出位置和速度。當在機器人身上連接上輪子（或通過齒輪傳動來移動機器人）時，可以依據旋轉的角度和輪子圓周數來推斷機器人移動的距離。然後就可以把距離轉換成速度，你也可以用它除以所用時間。實際上，計算距離的基本方程式為：

距離=速度×時間

由此可以得到：

速度=距離/時間

如果把角度感測器連接到馬達和輪子之間的任何一根傳動軸上，必須將正確的傳動比算入所讀的數據。舉一個有關計算的例子。在你的機器人身上，馬達以3:1的傳動比與主輪連接。角度感測器直接連接在馬達上。所以它與主動輪的傳動比也是3:1。也就是說，角度感測器轉三周，主動輪轉一周。角度感測器每旋轉一周計16個單位，所以16*3=48個增量相當於主動輪旋轉一周。現在，我們需要知道齒輪的圓周來計算行進距離。幸運地是，每一個LEGO齒輪的輪胎上面都會標有自身的直徑。我們選擇了體積最大的有軸的輪子，直徑是81.6CM(樂高使用的是公制單位)，因此它的周長是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。現在已知量都有了：齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然後再乘以256。我們總結一下。稱R為角度感測器的解析度（每旋轉一周計數值），G是角度感測器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉一周角度感測器的增量。即：

I=G×R

在例子中，G為3，對於樂高角度感測器來說，R一直為16.因此，我們可以得到：

I=3×16=48

每旋轉一次，齒輪所經過的距離正是它的周長C，應用這個方程式，利用其直徑，你可以得出這個結論。

C=D×π

在我們的例子中：

C=81.6×3.14=256.22

最後一步是將感測器所記錄的數據-S轉換成輪子運動的距離-T，使用下面等式：

T=S×C/I

如果光電感測器讀取的數值為296，你可以計算出相應的距離：

T=296×256.22/48=1580 距離（T）的單位與輪子直徑單位是相同的.

實際上，在程序不僅僅會用到乘法和除法的數學運算，還有更多的需要多留心（有關內容我們將在第12章進行進一步的討論）。

使用角度感測器來控制你的輪子可以間接的發現障礙物。原理非常簡單：如果馬達運轉，而齒輪不轉，說明你的機器已經被障礙物給擋住了。此技術使用起來非常簡單，而且非常有效；唯一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數太多），否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它:在驅動輪旋轉的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。

在許多情況下角度感測器是非常有用的：控制手臂，頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是，當運行速度太慢或太快時，RCX在精確的檢測和計數方面會受到影響。事實上，問題並不是出在RCX身上，而是它的操作系統，如果速度超出了其指定范圍，RCX就會丟失一些數據。Steve Baker用實驗證明過，轉速在每分鍾50到300轉之間是一個比較合適的范圍，在此之內不會有數據丟失的問題。然而，在低於12rpm或超過1400rm的范圍內，就會有部分數據出現丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內時，RCX也偶會出現數據丟失的問題。

這僅僅是一個小小的問題，你可以上下調整感測器來使其處在合適的范圍內。

② 編程是學些什麼東西

編程主要學習編程語言，就是把物理的 數學的各種公式和方法用計算機語言來實現。學少兒編程可以提高孩子邏輯思維、專注力

編程先學邏輯，就是先執行什麼後執行什麼，能得出什麼樣的結果。接下來是學語法，比如for,if,while這些，都是根據不同語種學習不同的內容；到了高階就開始學習演算法，因為演算法可以協助做自己的框架，引擎等。用簡單的話來說，編程就是學習。一門計算機語言好比我們學習英文是為了跟外國人打交道，我們學習編程，就是跟計算機打交道。編程是編定程序的中文簡稱，就是讓計算機代碼解決某個問題，對某個計算體系規定一定的運算方式。C語言、Python、C++、JavaScript、Java、Swift、R等。C語言作為一種簡單靈活的高級編程語言，它是一個面向過程的語言，一般是作為計算機專業的基礎入門語言課程。Python是一種面向對象、互動式計算機程序設計語言。它的特點是語法簡捷而清晰。由於它的易學、易讀的特性，有些學校用它代替C語言作為基礎入門的語言。

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③ 少兒樂高機器人課程介紹

『壹』 樂高機器人是個什麼課程，適合多大孩子學習

樂高機器來人以搭建積木為主，自適合3至16歲的孩子。

『貳』 樂高課程，樂高機器人，是什麼東西

樂高課程主要學機器人設計、搭建、編程、操控。根據碼高機器人的課程體系，樂高課程分為初中高三階，
初級班用的教具是樂高，課程採用情景式教學方法，讓孩子通過自己的想像力和創意去搭建能解決實際生活問題的機器人作品，針對5到7歲年齡段。
中級班用的教具是樂高EV3，每節課都是以完成任務挑戰的方式上課，學習機器人設計搭建和圖像化編程，對接國內國際大型機器人比賽，針對8到9歲年齡段。
高級班採用的教具是vex-iq，學習的是機器人C語言代碼編程，對接國內國際大型機器人比賽，針對10到18歲年齡段。

『叄』 關於孩子學樂高機器人課程,有什麼好處,請告知

我對樂高也有一定的了解，我初中那會兒就接觸過樂高機器人。學習樂高專機器人課程不僅可以提屬高孩子的動手操作能力，還能讓孩子再操作中如何運用學習到的原理，從而提高孩子的想像力、創造力、綜合運用能力，在編程的過程中，也提高了孩子的邏輯思維能力，機器人的搭建也是指衫個團體合作的過程，所以，在孩子在共同探討的過程中，也提高了孩子的團隊合作意識。

『肆』 樂高機器人課程都包括哪些內容

樂博士機器人教育樂高課程包含以下內容

樂高的啟蒙課程包括—我的動物園、汽車總動員、海底探險家和我是建築師；讓孩子認識什麼是機器人、了解機器人構造、掌握機器人的基本原理

我的動物園

本系列活動讓孩子們探索動物世界，了解動物的特點及其生活習性，增長知識；發展數理邏輯智能及問題解決能力，了解搭建各種真實和幻想的動物模型及其生活的環境，引發孩子們對動物世界的好奇，激發孩子熱愛動物和關愛動物的情感。

汽車總動員

用百變套裝搭建出與運輸、建築有關的機械裝置，培養孩子精細動作發展與手眼協調能力並熟練使用螺絲刀

我是建築師

通過學習與結構、平衡相關的各種知識，鍛煉孩子的測量、比較、設計與估算等邏輯思維能力；通過讓孩子完成各種任務來培養他們分析問題和解決問題的能力；通過合作完成任務的方式提高孩子的團隊合作能力和人際交往能力。

海洋探險家

以環游世界旅行的故事為主軸來引入每節課的授課情境，老師會帶著孩子們來了解世界各地的風土人情，認識世界各地的知名地標或特有的建築，通過孩子們發表自己的意見、小組討論、參考搭建卡，最後再讓孩子進行自我創造一系列過程，訓練孩子們小肌肉的發展、腦力的開發、團隊協作力和交流溝通的能力，並且在對教具熟悉的基礎上建立空間的概念。

『伍』 樂高機器人是個什麼課程適合多大孩子學習

樂高玩具公司總部位唯昌腔於丹麥。在提供模擬兒童的創造力、想像力和學習能力的高品質產品和體驗方面，它是全球的佼佼者，其產品主要通過游戲性的活動來鼓勵游戲者動手、動腦創作，激發他們的興趣，並促進團結和共同思考。

從孩子父母角度來看，樂高是令人無法挑剔的。它安全、沒有暴力、干凈、容易清洗。它還是一種教育孩子的道具。通過它，孩子們可以使他們自己的想像力付諸實踐。有不少父母甚至也愛上了樂高玩具，他們有時花費好幾個小時搭建一些樂高復雜、龐大的設計，而他們毫不領情的下一代往迅卜往興高采烈地用幾分鍾就將它大卸八塊

3-12歲孩子每周都有體驗課後，推廣期最低價

『陸』 樂高課程是什麼

樂高抄課程是教孩子怎麼玩樂高，一般的是樂高積木課和ev3課。
老師根據研發的課件教孩子怎麼玩樂高，教授孩子怎麼搭建樂高，孩子掌握原理後自己摸索搭建出不同的結構，在這個過程中鍛煉了孩子動手能力、邏輯思維能力，對於有一些協同搭建的還可以鍛煉還在的協作能力和領導能力。
在玩耍的同時也學習到東西，這個比單純的學習好一些，畢竟大部分的孩子還是喜歡玩，不喜歡學習，來個兩個可以同時進行的，同時兼顧了孩子和家長。
樂高根據不同的年齡段又不同的課程

『柒』 樂高機器人課程主要內容是什麼

樂高機器人涉及到搭建、編程、NXT的學習，包括相關的競賽。可以根據孩子的現有程度選擇適合他的課程體系。

樂高教育:

樂高教育隸屬於樂高集團，1980年成立於丹麥，為全世界的教師和學生提供內容豐富、具有挑戰性、趣味性和可操作性的學習工具和教學解決方案。

樂高教育的獨特學習理念、教學指導、小組作業、教師培訓、安全環保的學具、趣味性的比賽方式，使孩子們發揮出天生的創意力和想像力，培養團隊精神、解決問題能力、應變能力、表達能力、社交能力等，幫助他們從容應對 21世紀所帶來的新挑戰。

『捌』 少兒機器人課程介紹

第一節課，老師教授了玩轉發明獨有的「學習趣味添加創新法」，同時帶孩子了解基礎的電路知識，認識電子器元配件，以體驗靈感啟發飛鏢的游戲方式引導同學們上台演說自己的想法。
第二節課，開始動手製作「益智文具盒」。本節課涉及到電路安裝，需要同學們認真對待，嚴格按照使用規范執行。還好孩子們都很聰明，從拼裝外形到黏貼數字華容道磁片，再從安裝電路到裝飾創意美化，每位同學都順利的完成了，部分優秀的同學還上台分享了自己的收獲，非常棒！
第三節課，孩子們學習了「缺點列舉創新法」和基礎電路知識，了解人體紅外線感測器及電機的操作原理，認識到各種有趣的發明創意。
如隨行杯、無邊界訂書機及磁吸筆，這些發明案例都是在原有的物品上，根據缺點想出新創意重新改良的。簡單的案例引導同學們充分發揮了想像力和觀察心，各個都爭先舉手發表自己在生活中遇到的常用物品的缺點，並聰明的給出了改良創意哦！
第四節課，是時候展現同學們真正的實力了！到了我們動手製作智能操場的時刻啦！
智能操場，需要同學們完成三個步驟，第一步是自主拼裝，每個同學按照老師課堂所教的知識，自主將智能操場的配件組合；
第二步是安裝電路，安裝電路有個難點是連接電路，在這個過程必須要戴好護目鏡，尤其是使用熱熔槍的時候，禁止嬉戲打鬧，不過同學們滿腦子都是作品，還真沒什麼心思打鬧呢，表現很棒；
第三步是裝飾美化，也就是考驗同學們審美的時候啦。統一完成後，同學們還相互測試彼此作品的功能，每個都製作成功了！

『玖』 樂高機器人培訓課程介紹

樂高根據孩子年齡階段不同研發了不同的課程
3—5歲的孩子生理和大腦處在對世界元素的感知、發現階段,以具體形象思維為主，教授孩子使用樂高積木教學搭建不同的主題結構。 通過穿越游戲、樂創工程等趣味性系列主題，引導孩子自主搭建主題結構，激發探究興趣，通過直接感知、親身體驗，認識社會生活元素，學習發現問題、分析問題和解決問題。在快樂的活動中，引導幼兒通過觀察、比較、操作、實驗等方法，鍛孩子的動手能力、提升想像力及團隊協作能力；同時趣味性的主題搭建能幫助孩子集中注意力，提高對事物的專注。
5—6歲的孩子對世界的認識逐漸加深，語言、動手、創新能力有一定的基礎，使用樂高建築類器材，可教孩子們建構出無論功能還是結構都更加復雜與多樣的裝置和現實模型，充滿創新的主題活動，更促進孩子們探索科學的興趣。在主題搭建活動中，孩子不僅可以學習建築和科技人文知識，了解各類不同建築的結構和功能，而且從中掌握簡單機械結構在人類生活中重要的應用，提高了動手實踐能力和創新思維，能進行假設和猜想，喜歡與人合作和交流。
6—8歲的孩子對世界的認識逐漸加深，語言、動手、創新能力有一定的基礎，也掌握了一定的自然、科學、社會等知識。可以教孩子們建構出無論功能還是結構都更加復雜與多樣的裝置和現實模型，充滿創新的主題活動，不但可以進一步提高孩子們動手能力和想像力，更促進孩子們探索科學的興趣。
9歲以上還是動手能力相對較強，可以學習樂高ev3課程，通過機器人圖形化編程技術編寫機器人運行程序。基於小學科目與技術探究課程的解決方案包括了結構與力、簡單機械、動力機械、能源轉化等活動案例，在每一個活動里，我們向活動小組成員提出了挑戰任務，給他們能夠創造出自己解決方案的工具，學生們親自動手製作與日常生活密切相關的模型，通過這種方法，初步建立對相關基礎知識、原理的認識與理解，讓學生真正體驗到實踐成功後的喜悅和興奮。
教給孩子科學正確的思維方法，包括分析、綜合、比較、抽象、概括等，培養耐心、團隊合作技巧等。培養孩子對數學、物理等學科的興趣。
讓孩子們以一些實際的生活例子為主題，培養孩子在生活中解決實際問題的能力。鍛煉孩子的邏輯思維能力、語言組織表達能力、動手能力、社交能力等。
開啟孩子獨立思考、獨立解決問題的能力，培養耐心、團隊合作技巧等，激發數理化的興趣，提升計算機的應用能力。通過解決問題的過程延伸到培養他們的創造力、合作能力、交流能力和獲取新知識的能力等

『拾』 少兒機器人課程內容有哪些

少兒機器人抄可以可以適合3-16歲孩子襲學習，以丹麥樂高教具為載體，從設計、搭建、編程到控制，讓孩子從簡單到復雜，從單一到復雜層面了解機器人的製作過程，在學習綜合類學科知識的同時，鍛煉孩子的思維方式和各項能力。讓孩子從玩中學，學中玩，具備各種能力後，孩子文化課的學習更加容易了，去博特叔叔機器人學一下，可以了解的更多。

④ 機器人編程和少兒編程的區別

一、編程方式不同

1、機器人編程：為使機器人完成某種任務而設置的動作順序描述。

2、少兒編程：是通過編程游戲啟蒙、可視化圖形編程等課程，培養學生的計算思維和創新解難能力的課程。

二、內容不同

1、機器人編程：包括示教、編輯和軌跡再現，可以通過示教盒示教和導引式示教兩種途徑實現。由於示教方式實用性強，操作簡便，因此大部分機器人都採用這種方式。

2、少兒編程：在中小學階段設置人工智慧相關課程，逐步推廣編程教育。

三、特點不同

1、機器人編程：最流行的編程語言有BASIC/Pascal；工業機器人編程語言；LISP；硬體描述語言（HDLs）；Assembly；MATLAB；C#.NET；Java；Python；C/C++。

2、少兒編程：正式作為體制內考試科目出現在學校的課程體系之中，重要性將隨時間逐步增加，甚至有進入必修科目的可能。

⑤ 淺談機器人示教編程和離線編程的區別

隨著科學技術日新月異的進步，工業機器人已成為當今工業生產上重要的組成部分，它可以很精確的完成形形**的任務和操作。相比於人類的局限性而言它們有更為廣泛的應用空間。機器人技術的提出大約也有五六十年的時間了，到了七十年代後，隨著計算機的發展，機器人才廣泛應用於工業的生產上。隨著機器人的廣泛應用，機器人技術也由單一的工業生產方面進一步向各個領域延伸和應用，由此出現了一批能夠應用於建築、醫療、飛行領域的機器人。
九十年代以後，由於人工智慧、機械電子和計算機技術以及感測器技術的迅猛發展，使得機器人技術更上一個新的台階，所以說機器人技術將沿著智能化、復雜化的趨勢發展下去。
簡單的說機器人就是一種能夠自動執行程序，完成工作的機械裝置，它可以通過預先設定好的程序進行工作，也可以通過某種通訊設備與人類進行溝通已完成預定的任務。
既然機器人的智能化發展是一個大的趨勢，那麼對於它是如何完成既定的工作的話我們就要談到機器人的編程方式了。
首先說一下機器人編程是為了讓機器人自動執行某項操作任務而人工為其編寫的動作順序程序。根據機器人控制器類型以及晶元復雜程度的不同，通常可採用多種方式為其編程。通常的機器人編程方式有以下兩種：
第一種是手動示教編程即操作人員通過示教器，手動控制機器人的關節運動，以使機器人運動到預定的位置，同時將該位置進行記錄，並傳遞到機器人控制器中，之後的機器人可根據指令自動重復該任務，操作人員也可以選擇不同的坐標系對機器人進行示教。下面是從網上搜到的一個示教編程圖片，看的小萌著實捏了一把汗，看來為了做示教編程，還得馬上減肥去，然後再練練深蹲，劈叉，乾脆還是練瑜伽好了~

然後再說說示教器，各家機器人的示教器可謂五花八門，操作也不一樣，還是現在智能手機好，蘋果和安卓兩家一統下了。下面是小萌從網上搜到的一些示教器的圖片分享給各位想學機器人編程的小夥伴。

這只是小萌搜到的一部分示教器圖片，看到他們，不禁感嘆，縱使小萌我青春年少，可要把他們都學會，得何年何月啊，難道要交給我的接班人小小萌來完成?
以上是對示教編程的一個總結，想必大家對示教編程也有一定的了解了，下面總結一下示教編程的弊端：
1、示教在線編程過程繁瑣、效率低。
2、精度完全是靠示教者的目測決定，而且對於復雜的路徑示教在線編程難以取得令人滿意的效果。
3、示教器種類太多，學習量太大。
4、示教過程容易發生事故，輕則撞壞設備，重則撞傷人。
5、對實際的機器人進行示教時要佔用機器人。
手動示教編程暫且就先說到這里，下面就來說說第二種機器人編程方式即離線編程。
離線編程是當前較為流行的一種編程方式，首先談談什麼是離線編程，在小萌看來，所謂示教編程，因為示教器與機器人要通過線纜連接，而且必須在工作現場編程，所以又可以叫在線編程或現場編程。離線編程，顧名思義，就是不用在環境吵雜的現場，這對小萌這樣愛美的小女子來說，是多大的福音啊，感覺瞬間變的高大上了，彷彿從卓大師的《摩登時代》一下跨進了美國大片《阿凡達》。言歸正傳，離線編程，是通過軟體，是在電腦里重建整個工作場景的三維虛擬環境，然後軟體可以根據要工加零件的大小、形狀、材料，同時配合軟體操作者的一些操作，自動生成機器人的運動軌跡，即控制指令。離線編程克服了在線示教編程的很多缺點，充分利用了計算機的功能，減少了編寫機器人程序所需要的時間成本，同時也降低了在線示教編程的不便。
說到離線編程就不得不說說離線編程軟體了，提到這里大家能聽過的像RobotArt、RobotMaster、RobotWorks、RobotStudio等，這些都是在離線編程行業中首屈一指的大牛。以北京華航的RobotArt離線編程軟體為例，這款離線編程軟體雖說是國產的，但其公司技術背景一是北航機器人研究所與CAD中心數十年的航空航天項目經驗，二是數幾十人的優秀研發團隊，所以說和RobotMaster、RobotWorks、RobotStudio相比起來功能卻一點也不遜色，而且有航空航天背景，是目前離線編程軟體國內品牌中的頂尖的軟體。軟體最大特點是根據虛擬場景中的零件形狀，自動生成加工軌跡，並且可以控制大部分主流機器人，對國內機器人支持也是棒棒噠!軟體根據幾何數模的拓撲信息生成機器人運動軌跡，之後軌跡模擬、路徑優化、後置代碼一氣呵成，同時集碰撞檢測、場景渲染、動畫輸出於一體，可快速生成效果逼真的模擬動畫。廣泛應用於打磨、去毛刺、焊接、激光切割、數控加工等領域。下圖就是這款軟體的一個界面：

總結一下這款軟體的優點在於：
1.支持多種格式的三維CAD模型，可導入擴展名為step、igs、stl、x_t、prt(UG)、prt(ProE)、CATPart、sldpart等格式;
2.支持多種品牌工業機器人離線編程操作，如ABB、KUKA、Fanuc、Yaskawa、Staubli、KEBA系列、新時達、廣數等);
3.擁有大量航空航天高端應用經驗;
4.自動識別與搜索CAD模型的點、線、面信息生成軌跡;
5.軌跡與CAD模型特徵關聯，模型移動或變形，軌跡自動變化;
6.一鍵優化軌跡與幾何級別的碰撞檢測;
7.支持多種工藝包，如切割、焊接、噴塗、去毛刺、數控加工;
8.支持將整個工作站模擬動畫發布到網頁、手機端;
不過這款軟體對國外的一些小品牌的機器人暫且還不支持。
機器人離線編程系統正朝著一個智能化、專用化的方向發展，用戶操作越來越簡單方便，並且能夠快速生成控製程序。在某些具體的應用領域可以實現參數化，極大的簡化了用戶的操作。同時機器人離線編程技術對機器人的推廣應用及其工作效率的提升有著重要的意義，離線編程可以大幅度節約製造時間，實現機器人的實時模擬，為機器人的編程和調試提供靈活的工作環境所以說離線編程是機器人發展的一個大的方向。

⑥ 小學生機器人學什麼

《小學機器人教程》以機器人技術的「知識點」為基礎，以機器人實驗來促進學生對內容的理解。

以機器人的功能擴展來鞏固所學知識，以參與設計機器人活動來培養相應能力，並達到由淺入深、由低到高地完成知識積累的目的，促進知識的靈活運用，並「以點帶面」實現知識的系統化。

(6)思靈機器人如何編程擴展閱讀：

《小學機器人教程》由電子工業出版社出版，語種為體中文，尺寸為25.4×18×0.4 cm；出版時間為第1版 (2010年8月1日)。

課程主要包括：機器人的感官、節能路燈、智能碰碰車、聲控機器人、自動干手機、尋光機器人、定時鬧鍾、機器人升旗、智能交通燈、自動售貨機。

⑦ 機器人控制演算法如何編寫

基於DSP運動控制器的5R工業機器人系統設計 摘要：以所設計的開放式5R關節型工業機器人為研究對象，分析了該機器人的結構設計。該機器人采 用基於工控PC及DSP運動控制器的分布式控制結構，具有開放性強、運算速度快等特點，對其工作原理 進行了詳細的說明。機器人的控制軟體採用基於Windows平台下的VC++實現，具有良好的人機交互 功能，對各組成模塊的作用進行了說明。所設計的開放式5R工業機器人系統，具有較好的實用性。 關鍵詞：開放式；關節型；工業機器人；控制軟體 0引言 工業機器人技術在現代工業生產自動化領域得到 了廣泛的應用，也對工程技術人員提出更高的要求，作 為機械工程及自動化專業的技術人才迫切需要掌握這 一 先進技術。為了能更好地加強技術人員對工業機器 人的技能實踐與技術掌握，需要開放性強的設備來滿 足要求。本文闡述了我們所開發設計的一種5R關節 型工業機器人系統，可以作為通用的工業機器人應用 於現場，也可作為教學培訓設備。 1 5R工業機器人操作機結構設計 關節型工業機器人由2個肩關節和1個肘關節進 行定位，由2個或3個腕關節進行定向，其中一個肩關節 繞鉛直軸旋轉，另一個肩關節實現俯仰，這兩個肩關節 軸線正交。肘關節平行於第二個肩關節軸線。這種構 型的機器人動作靈活、工作空間大，在作業空間內手臂 的干涉最小，結構緊湊，佔地面積小，關節上相對運動部 位容易密封防塵，但運動學復雜、運動學反解困難，控制 時計算量大。在工業用應用是一種通用型機器人¨。 1．1 5R工業機器人操作機結構 所設計的5R關節型機器人具有5個自由度，結構 簡圖如圖1所示。5個自由度分別是：肩部旋轉關節 J1、大臂旋轉關節J2、小臂旋轉關節J3、手腕仰俯運動 關節J4和在旋轉運動關節J5。總體設計思想為：選用 伺服電機(帶制動器)驅動，通過同步帶、輪系等機械機 構進行間接傳動。腕關節上設計有裝配手爪用法蘭， 通過不斷地更換手爪來實現不同的作業任務。 1．2 5R工業機器人參數 表1為設計的5R工業機器人參數。 2 5R工業機器人開放式控制系統 機器人控制技術對其性能的優良起著重大的作用。隨著機器人控制技術的發展，針對結構封閉的機 器人控制器的缺陷，開發「具有開發性結構的模塊化、 標准化機器人控制器」是當前機器人控制器發展的趨 勢]。為提高穩定性、可靠性和抗干擾性，採用「工業 PC+DSP運動控制器」的結構來實現機器人的控制：伺 服系統中伺服級計算機採用以信號處理器(DSP)為核 心的多軸運動控制器，藉助DSP高速信號處理能力與 運算能力，可同時控制多軸運動，實現復雜的控制演算法 並獲得優良的伺服性能。 2．1基於DSP的運動控制器MCT8000F8簡介 深圳摩信科技公司MCT8000F8運動控制器是基 於網路技術的開放式結構高性能DSP8軸運動控制器， 包括主控制板、介面板以及控制軟體等，具有開放式、 高速、高精度、網際在線控制、多軸同步控制、可重構 性、高集成度、高可靠性和安全性等特點，是新一代開 放式結構高性能可編程運動控制器。 圖2為DSP多軸運動控制器硬體原理圖。圖中增 量編碼器的A0(／A0)、B0(／B0)、c0(／CO)信號作為 位置反饋，運動控制器通過四倍頻、加減計數器得到實 際的位置，實際位置信息存在位置寄存器中，計算機可 以通過控制寄存器進行讀取。運動控制卡的目標位置 由計算機通過機器人運動軌跡規劃求得，通過內部計 算得到位置誤差值，再經過加減速控制和數字濾波後， 送到D／A轉換(DAC)、運算放大器、脈寬調制器 (PWM)硬體處理電路，轉化後輸出伺服電機的控制信 號或PWM信號。各個關節可以完成獨立伺服控制，能 夠實現線性插補控制、二軸圓弧插補控制。 2．2機器人控制系統結構及工作原理 基於PC的Windows操作系統，因其友好的人機界 面和廣泛的用戶基礎，而成為基於PC控制器的首選。 採用PC作為機器人控制器的主機系統的優點是：①成 本低；②具有開放性；③完備的軟體開發環境和豐富的 軟體資源；④良好的通訊功能。機器人控制結構上采 用了上、下兩級計算機系統完成對機器人的控制：上級 主控計算機負責整個系統管理，下級則實現對各個關 節的插補運算和伺服控制。這里通過採用一台工業 PC+DSP運動控制卡的結構來實現機器人控制。實驗 結果證明了採用Pc+DSP的計算結構可以充分利用 DSP運算的高速性，滿足機器人控制的實時需求，實現 較高的運動控制性能。 機器人伺服系統框圖如圖3所示。伺服系統由基 於DSP的運動控制器、伺服驅動器、伺服電動機及光電 編碼器組成。伺服系統包含三個反饋子系統：位置環、 速度環、電流環，其工作原理如下：執行元件為交流伺 服電動機，伺服驅動器為速度、電流閉環的功率驅動元 件，光電編碼器擔負著檢測伺服電機速度和位置的任 務。伺服級計算機的主要功能是接受控制級發出的各 種運動控制命令，根據位置給定信號及光電編碼器的 位置反饋信號，分時完成各關節的誤差計算、控制演算法 及D／A轉換、將速度給定信號加至伺服組件的控制端 子，完成對各關節的位置伺服控制。管理級計算機採用 586工控機(或便攜筆記本)，主要完成離線編程、模擬、 與控制級通訊、作業管理等功能；控制級計算機採用586 工控機，主要完成用戶程序編輯、用戶程序解釋，向下位 機運動控制器發機器人運動指令、實時監控、輸入輸出 控制(如列印)等。示教盒通過控制級計算機可以獲得 機器人伺服系統中的數據(脈沖、轉角)，並用於控制級 計算機控制軟體中實現對機器人的示教及控制。 3 5R工業機器人運動控制軟體設計 5R工業機器人控制軟體採用C++Builder編程， 最終軟體運行在Windows環境下。C++Builder對在 Windows平台下開發應用程序時所涉及到的圖形用戶 界面(GUI)編程具有很強的支持能力，提供了可視化 的開發環境，可以方便調用硬體廠商提供的底層函數， 直接對硬體進行操作，而且生成目標代碼效率高。 所設計的控制軟體為分級式模塊化結構。 管理級主模塊具有離線編程、圖形模擬、資料查詢 及故障診斷等功能，其結構如圖4所示。 (1)離線編程模塊利用計算機圖形學的成果，建立 機器人及其工作環境的模型，利用規劃演算法，通過對圖 形和對象的操作，編制各種運動控制，在離線情況下生 成工作程序。 (2)圖形模擬模塊可預先模擬結果，便於檢查及優 化。 (3)資料查詢模塊可以查閱當日工作及近期工作 記錄、相關資料(生產數量、班次等)，並可以列印輸出 存檔。 (4)故障診斷模塊可以實時故障診斷，以代碼形式顯 示出故障類型，並為技術人員排除故障提供幫助信息。 控制級主模塊軟體結構如圖5所示。 (1)復位模塊使得機器人停機時或動作異常時，通 過特定的操作或自動的方式，使機器人回到作業原點。 機器人在作業原點，機構的各運動副所受力矩最小，它 確定了機器人待機的安全位姿。 (2)系統提供兩種示教方法。第一種示教方法即 「下位機+示教盒」的示教方法：示教盒和下位機操作 界面上的手動操作開關分別對應著裝配機器人的各種 動作和功能。通過高、中、低速、點動等速度檔次的選 擇，對機器人進行大致的定位和精確的位置微調。並 存儲期望的運動軌跡上機器人的位置、姿態參數。第 二種方法即離線模擬的示教方法。這種示教方法是在 計算機上建立起機器人作業環境的模型，再在這個模 型的基礎上生成示教數據的一種應用人工智慧的示教 方法。進行示教時使用計算機圖示的方法分析機器人與作業模型的位置關系，也可以通過特定指令指定機 器人的運動位置…。 4結束語 所開發的開放式工業機器人系統具有以下特點： (1)採用分布式二級控制結構，運動控制由基於 DSP的運動控制器M'CT8000F8完成，增加了系統的開 放性，以及運行處理的快速性及可靠性。 (2)考慮到具有良好的通用性，可以作為通用機器 人使用，具有較好的產業化、商品化前景。 (3)計算機輔助軟體採用基於Windows平台的 c++編程，通過調用底層函數可以對硬體進行直接操 作，可視化環境可提供良好的人機交互操作界面。 通過本機器人系統的研究開發，可極大地滿足工 業現場對機器人的開放性要求，進一步提高我國工礦 企業自動化水平。同時，也可作為機器人技術訓練平 台，加強工程人員能力鍛煉。 [參考文獻] [1]馬香峰，等．工業機器人的操作機設計[M]．北京：冶金工 業出版社，1996． [2]吳振彪．工業機器人[M]．武漢：華中理工大學出版社， 2006． [3]蔡自興．機器人學[M]．北京：清華大學出版社，2003． [4]王天然，曲道奎．工業機器人控制系統的開放體系結構 [J]．機器人，2002，24(3)：256—261． [5]深圳摩信科技有限公司．MCT8000系列控制器使用手冊 [z]．深圳：深圳摩信科技有限公司，2001． [6]張興國．環保壓縮機裝配機器人的運動學分析[J]．南通 工學院學報，2004(1)：32—34，38． [7]張興國．計算機輔助環保壓縮機裝配機器人運動學分析 [J]．機械設計與製造，2005(3)：98—100， [8]本書編寫委員會編著．程序設計VisualC++6[M]．北京： 電子工業出版社，2000． [9]吳斌，等．OpenGL編程實例與技巧[M]．北京：人民郵電出 版社，1999． [10]江早．OpenGLVC／VB圖形編程[M】．北京：中國科學技 術出版社，2001． [11]韓軍，等．6R機器人運動學控制實驗系統的研製[J]．實 驗室研究與探索，2003(5)：103—104．

⑧ 樂高機器人用的什麼編程語言

樂高機器人編程軟體叫LEGOMINDSTORMSNXT、ROBOLAB。

⑨ 樂高機器人巡線抓物怎樣編程

一、前言；在機器人競賽中，「巡線」特指讓機器人沿著場地中一；二、光感中心與小車轉向中心；以常見的雙光感巡線為例，光感的感應中心是兩個光感；所以在實際操作中，一般通過程序與結構的配合，在程；三、車輛結構；巡線任務的核心是讓機器人小車按照場地中畫出的路線；1、前輪驅動；前輪驅動的小車一般由兩個動力輪和一個萬向輪構成，；2、後輪驅動；後輪驅動的小車結構和轉向中心與

一、前言
在機器人競賽中，「巡線」特指讓機器人沿著場地中一條固定線路（通常是黑線）行進的任務。作為一項搭建和編程的基本功，巡線既可以是獨立的常規賽比賽項目，也能成為其他比賽項目的重要技術支撐，在機器人比賽中具有重要地位。
二、光感中心與小車轉向中心
以常見的雙光感巡線為例，光感的感應中心是兩個光感連線的中點，也就是黑線的中間位置。而小車的轉向，是以其車輪連線的中心為圓心進行的。很明顯，除非將光感放置於小車轉向中心，否則機器人在巡線轉彎的過程中，探測線路與做出反應之間將存在一定差距。而若將光感的探測中心與轉向中心重合，將大幅提升搭建難度並降低車輛靈活性。因此，兩個中心的不統一是實際存在的，車輛的轉向帶動光感的轉動，同時又相互影響，造成機器人在巡線時對黑線的反應過快或者過慢，很多巡線失誤由此產生。
所以在實際操作中，一般通過程序與結構的配合，在程序中加入一定的微調動作來彌補其中的誤差。而精準的微調，需要根據比賽場地的實際情況進行反復調試。
三、車輛結構
巡線任務的核心是讓機器人小車按照場地中畫出的路線行進，因此，根據任務需要選擇合適搭建方式是完成巡線任務的第一步。
1、前輪驅動
前輪驅動的小車一般由兩個動力輪和一個萬向輪構成，動力輪位於車頭，通過左右輪胎反轉或其中一個輪胎停轉來實現轉向，前者的轉向中心位於兩輪胎連線中點，後者轉向中心位於停止不動的輪胎上。由於轉向中心距離光感探測中心較近，可以實現快速轉向，但由於機器人反應時間的限制，轉向精度有限。
2、後輪驅動
後輪驅動的小車結構和轉向中心與前輪驅動小車類似，由於轉向中心靠後，相對於前輪驅動的小車而言，位於車尾的動力輪需要轉動較大的幅度，才能使車頭的光感轉動同樣角度。因此，後輪驅動的小車雖轉向速度較慢，但精度高於前輪驅動小車。對於速度要求不高的比賽而言，一般採用後輪驅動的搭建方式。
3、菱形輪胎分布
菱形輪胎分布是指小車的兩個動力輪位於小車中部，前後各有一個萬向輪作為支撐。這樣的結構在一定程度上可以視為前輪驅動和後輪驅動的結合產物，轉向速度和精度都介於兩者之間。這種結構的優勢在於轉向中心位於車身中部，轉彎半徑很小，甚至能以自身幾何中心為圓心進行原地轉向，適合適用於轉90°彎或數格子行進等一些比較特殊的巡線線路。
這種結構最初應用於RCX機器人足球上，居中的動力源可以讓參賽選手為機器人安裝更多的固定和防護裝置，以適應比賽中激烈的撞擊，具有很好的穩定性。而對於NXT機器人而言，由於伺服電機的形狀狹長不規律，將動力輪位於車身中部的做法將大幅提升搭建難度，並使車身重心偏高，降低轉彎靈活性。
4、四輪驅動
四輪驅動的小車四個輪胎都有動力，能較好地滿足一些比賽中爬坡任務的需要。小車的轉向中心靠近小車的幾何中心，因此能進行原地轉彎運動，具有較好的靈活性，特別適用於轉90°彎或數格子行進等任務一些比較特殊的巡線線路。雖然與後輪驅動小車相比，轉向中心比較靠前，轉向精度較小，但四輪驅動小車沒有萬向輪，轉彎需要靠四個輪胎同時與地面摩擦，加大轉彎的阻力，因而轉彎精度應介於菱形輪胎分布的小車和後輪驅動小車之間。
四輪驅動的小車最大優勢在於具有普遍適應性，熟練掌握此結構的參賽選手能在參加FLL工程挑戰賽、WRO世界機器人奧林匹克等一些比較復雜的比賽中占據一定優勢。
四、編程方案
1、單光感巡線
單光感巡線是巡線任務中最基礎的方式，在行進過程中，光感在黑線與白色背景間來回晃動，因此，這種巡線只能用兩側電機交替運動的方式前進，行進路線呈「之」字形。這種巡線方式結構簡單易於掌握，但由於只有一個光感，對無法在完成較為復雜的巡線任務（如遇黑線停車、識別線路交叉口等），且速度較慢。
基本思路：光感放置於黑線的左側，判黑則左輪不動右輪前進，判白則右輪不動左輪前進，如此交替循環。參考程序如下圖：

2、單光感巡線+獨立光感數線
在很多比賽中，機器人需要做的不僅僅是沿著黑線行進，還需要完成一些其他任務，如在循跡路線上增加垂直黑線要求停車、放置障礙物要求躲避等內容。此時，單光感巡線已不能滿足要求。下面以要求定點停車為例，簡要介紹單光感巡線+獨立光感數線的編程模式。
基本思路：在此任務中要求在垂直黑線處停車，則需要跳出單光感巡線的循環程序體系，可以通過設置循環程序的條件實現這一功能。由於程序的設定，負責巡線的3號光感在行進時始終位於黑線的左側，不會移動到黑線右側的白色區域，因此在黑線右側設置一個光感（4號）專門負責監視行進過程中黑
線右側的區域，當此光感判黑時，即可判斷出小車行進到垂直黑線處，於是終止單光感巡線的循環程序，執行規定的停車任務，然後向前行進一小段距離駛過垂直黑線，繼續單光感巡線任務。參考程序如下圖：

上述程序只適用於停車一次的需要，在實際比賽中需以定點停車、蔽障任務為基點，將巡線賽道劃分為若干個小段依次設定程序，或採用兩重循環的程序，重復執行巡線→→定點停車任務：

3、雙光感巡線
雙光感巡線是機器人競賽中最常見的巡線模式，兩個光感分別位於黑線兩側，以夾住黑線的方式行進。根據兩個光感讀取的數值不同，可以將光感的探測結果分為左白右黑、左黑右白、雙白和雙黑四種情況，根據這四種探測結果，分別執行右轉、左轉、直行和停車四種動作的程序命令。由於這種方法能讓兩個電機同時工作，機器人運動的速度較快，同時採取兩個光敏監測黑線，精度也有所提高。
基本思路：使用兩重光感分支程序疊加，為四種探測結果設定與之對應的程序反應，形成循環程序結構，參考程序如下圖：