上海英集斯自动化技术有限公司：大学版智能机器人用户使用手册（MT-UROBOT）

GENIOUS 大学版智能机器人用户使用手册 AUTOMAT口 N TECHN|cHAL 图2-5 MT-UROBOT感官部分 2.红外传感器 MT- UROBOT机器人的红外传感器共包含两种器件:红外发射管和红外接收管,看图 2-1或者图2-5就可以发现红外接收管可以安装于 MT-UROBOT机器人的正前方,两只红外 发射管安装于红外接收管的两侧:同时红外发射管也可以安装于 MT-UROBOT机器人的正 前方,两只红外接受管安装于红外发射管两侧。而且他们也可以安装到灭火风扇支架上面, 因而可以说 MT-UROBOT机器人提供给了用户更多的发挥自主创新的空间。 红外发射管可以发出红外线,红外线在遇到障碍后被反射回来,红外接收管接收到被 反射回来的红外线以后,通过AD转换送入CPU进行处理。 MT-UROBOT机器人的红外传 感器能够看到前方10cm-80cm,90°范围内的比210mmxl50mm面积大的障碍物,如果障 碍物太小太细、或者在它的可视范围以外,它可就没法看到 在 MT-UROBOT机器人的可视范围内,它的可视距离是可以调整的,具体参见后面传 感器部分。 3.光敏传感器 光敏传感器是由两个光敏电阻组成,它可以安装于机器人的传感器支架、灭火风扇支 架上的任意位置。 光敏传感器能够探测光线,不过在这里我们是让它看见特定的颜色。我们在 MT-UROBOT机器人的光敏传感器罩上了一层滤光纸,通过它的颜色来决定 MT-UROBOT 机器人能探测什么颜色的光线。 话筒 MT-UROBOT机器人的话筒的功能很强,它可以感受到声音的强弱。我们知道我们自 己的耳朵并不是所有声音都可以听见的,我们听见的声音在一定的频率范围内 MT-UROBOT的“耳朵”也是这样,它能听见的声音频率范围跟人能听到的范围大致是一样 的,大约是16Hz~20000z的机械波。 MT-UROBOT机器人在听到你的声音命令后,会根据你的指示(由程序事先输入)采 取行动。 MT-UROBOT机器人话筒也就是麦克风,在主板盒上面的右上方。如图22所示。 5.光电编码器 在 MT-UROBOT机器人里有码盘和光耦(光电编码器)。光电编码器主要作为控制的 反馈信号。光耦通过测定随轮轴一起转动的码盘的转动角度,得出轮子所转动的圈数,从而 测定距离。实物如图2-5所示。 6.地面灰度传感器 地面灰度传感器也叫寻迹传感器,它由一个红外光发射管和一个红外接受管组成, 由于地面的灰度不同,经过反射,接收管接收到的信号也会发生相应的变化,从而 可以得到地面上灰度的信息 7.金属接近开关

大学版智能机器人用户使用手册 16 图 2-5 MT-UROBOT 感官部分 2. 红外传感器 MT-UROBOT 机器人的红外传感器共包含两种器件：红外发射管和红外接收管，看图 2-1 或者图 2-5 就可以发现红外接收管可以安装于 MT-UROBOT 机器人的正前方，两只红外 发射管安装于红外接收管的两侧；同时红外发射管也可以安装于 MT-UROBOT 机器人的正 前方，两只红外接受管安装于红外发射管两侧。而且他们也可以安装到灭火风扇支架上面， 因而可以说 MT-UROBOT 机器人提供给了用户更多的发挥自主创新的空间。 红外发射管可以发出红外线，红外线在遇到障碍后被反射回来，红外接收管接收到被 反射回来的红外线以后，通过 A/D 转换送入 CPU 进行处理。MT-UROBOT 机器人的红外传 感器能够看到前方 10cm∼80cm ，90°范围内的比 210mmx150mm 面积大的障碍物，如果障 碍物太小太细、或者在它的可视范围以外，它可就没法看到了。 在 MT-UROBOT 机器人的可视范围内，它的可视距离是可以调整的，具体参见后面传 感器部分。 3. 光敏传感器 光敏传感器是由两个光敏电阻组成，它可以安装于机器人的传感器支架、灭火风扇支 架上的任意位置。 光敏传感器能够探测光线，不过在这里我们是让它看见特定的颜色。我们在 MT-UROBOT 机器人的光敏传感器罩上了一层滤光纸，通过它的颜色来决定 MT-UROBOT 机器人能探测什么颜色的光线。 4. 话筒 MT-UROBOT 机器人的话筒的功能很强，它可以感受到声音的强弱。我们知道我们自 己的耳朵并不是所有声音都可以听见的，我们听见的声音在一定的频率范围内， MT-UROBOT 的“耳朵”也是这样，它能听见的声音频率范围跟人能听到的范围大致是一样 的，大约是 16Hz∼20000Hz 的机械波。 MT-UROBOT 机器人在听到你的声音命令后，会根据你的指示（由程序事先输入）采 取行动。 MT-UROBOT 机器人话筒也就是麦克风，在主板盒上面的右上方。如图 2-2 所示。 5. 光电编码器 在 MT-UROBOT 机器人里有码盘和光耦（光电编码器）。光电编码器主要作为控制的 反馈信号。光耦通过测定随轮轴一起转动的码盘的转动角度，得出轮子所转动的圈数，从而 测定距离。实物如图 2-5 所示。 6. 地面灰度传感器 地面灰度传感器也叫寻迹传感器，它由一个红外光发射管和一个红外接受管组成， 由于地面的灰度不同，经过反射，接收管接收到的信号也会发生相应的变化，从而 可以得到地面上灰度的信息。 7. 金属接近开关

H GENWTONS 大学版智能机器人用户使用手册 金属接近开关为一种反射式接近传感器,可以探测到一定距离内的金属物体。其 安装方式如图2-6所示。 金属接近开 金属接近开 关安装支架 图2-6金属接近开关及其安装 22.3执行部分 MT-UROBOT机器人的执行部分是指机器人执行具体功能时所要用到的部件,如图2-7 MT-UROBOT执行部分所示, MT-UROBOT机器人的执行部分共有以下五种 扬声器 液晶屏 从动轮 直流电机 齿轮减速箱 主动轮 图2-7 MT-UROBOT执行部分 扬声器 MT-UROBOT机器人也可以通过扬声器发出一定频率的声音,也可以通过编程让机器 人演奏歌曲。 LCD MT-UROBOT机器人上的LCD为128×64,可以显示中文以及各种字符。利用LCD可

大学版智能机器人用户使用手册 17 金属接近开关为一种反射式接近传感器，可以探测到一定距离内的金属物体。其 安装方式如图 2-6 所示。 图 2-6 金属接近开关及其安装 2.2.3 执行部分 MT-UROBOT 机器人的执行部分是指机器人执行具体功能时所要用到的部件，如图 2-7 MT-UROBOT 执行部分所示，MT-UROBOT 机器人的执行部分共有以下五种： 图 2-7 MT-UROBOT 执行部分 1. 扬声器 MT-UROBOT 机器人也可以通过扬声器发出一定频率的声音，也可以通过编程让机器 人演奏歌曲。 2. LCD MT-UROBOT 机器人上的 LCD 为 128×64，可以显示中文以及各种字符。利用 LCD 可 金属接近开 关 金属接近开 关安装支架 扬声器 液晶屏 主动轮 齿轮减速箱 直流电机 从动轮

GENIOUS 大学版智能机器人用户使用手册 AUTOMAT口 N TECHN|cHAL 以单步显示程序运行的中间结果。 主动轮及其驱动机构 MT- UROBOT机器人的主动轮有两只,金属铝芯,橡胶外胎,能够完成向前直走,向 后转弯,左转,右转,这些平地上的技术动作;驱动机构由直流电机和减速比约为30:1 的齿轮箱构成,齿轮减速箱将直流电机输出的扭矩和转速转化为MI- UROBOT可以需要的 扭矩和转速。动力强劲,效率高,噪音小 从动轮 MT- UROBOT机器人有1只从动轮,和两只主动轮形成三角支撑着机器人的身体。从 动轮随着主动轮的方向改变自己的方向。众所周知,三点支撑结构是最稳定的结构,从动轮 和两个主动轮形成了一个稳定的支撑结构。 直流电机 在 MT-UROBOT机器人上有两个高速直流电机。 224 MT-UROBOT的能源 将 MT-UROBOT机器人头朝下翻过来,就能够看到它的底盘下安装有一个盒体,这就 是电池盒,电池盒里面装着电池。将主板盒拿掉,即可看见电池,见图2-8 MT-UROBOT的 电池。智能机器人的能量就来自于这个电池 电池盒 电池 图2-8 MT-UROBOT的电池 18

大学版智能机器人用户使用手册 18 以单步显示程序运行的中间结果。 3. 主动轮及其驱动机构 MT-UROBOT 机器人的主动轮有两只，金属铝芯，橡胶外胎，能够完成向前直走，向 后转弯，左转，右转，这些平地上的技术动作；驱动机构由直流电机和减速比约为 30：1 的齿轮箱构成，齿轮减速箱将直流电机输出的扭矩和转速转化为 MT-UROBOT 可以需要的 扭矩和转速。动力强劲，效率高，噪音小。 4. 从动轮 MT-UROBOT 机器人有 1 只从动轮，和两只主动轮形成三角支撑着机器人的身体。从 动轮随着主动轮的方向改变自己的方向。众所周知，三点支撑结构是最稳定的结构，从动轮 和两个主动轮形成了一个稳定的支撑结构。 5. 直流电机 在 MT-UROBOT 机器人上有两个高速直流电机。 2.2.4 MT-UROBOT 的能源 将 MT-UROBOT 机器人头朝下翻过来，就能够看到它的底盘下安装有一个盒体，这就 是电池盒，电池盒里面装着电池。将主板盒拿掉，即可看见电池，见图 2-8 MT-UROBOT 的 电池。智能机器人的能量就来自于这个电池。 图 2-8 MT-UROBOT 的电池 电池盒 电池

H GENWTONS 大学版智能机器人用户使用手册 23 MT-UROBOT的传动机构 23.1齿轮传动机构 齿轮,顾名思义就像是带了齿的轮子。齿轮传动机构就是齿轮作为主要传动件的传动 机构。工作时,首先有一只主动轮先转动起来,转动过程中与另一个从动轮的齿一个一个的 咬和下去,这个与它咬和的齿轮也会跟着旋转,这样运动就从主动轮传递到从动轮,这叫做 齿轮的啮合传动。 齿轮的种类很多,它们通过不同的配合可以实现不同的传动类型,如图2-9传动类型示 意图 图29传动类型示意图 图2-9(a)所示的传动类型能够改变运动的形式,齿轮是旋转运动,下方的齿条则是直线 运动 图2-9(b)所示传动类型能够改变了旋转运动的速度; 图2-9(c)所示传动类型不仅改变了运动的速度而且改变了旋转运动的轴线方向 232 MT-UROBOT的齿轮箱 也许你会感到纳闷了:为什么齿轮箱里的传动系统不能用一级传动呢?这是因为如果只 用两个齿轮啮合,为了达到改变速度的要求,就必须一个齿轮超小,一个齿轮超大,这样不 仅会造成空间上的浪费,并且对小齿轮性能指标的要求也很高。所以,为了达到一定的传动 比,我们有时候需要采用几级传动,一级一级的改变它的速度,直到将输出轴的速度调整到 所需要的指标。 对于改变速度的传动形式来说,就有一个传动比的概念。对于齿轮传动,传动比可以用 两个齿轮的齿数来定义: Z1.为主动齿轮的齿数,Z2为被动齿轮的齿数 输出的速度可表达为: V动力×I

大学版智能机器人用户使用手册 19 2.3 MT-UROBOT 的传动机构 2.3.1 齿轮传动机构 齿轮，顾名思义就像是带了齿的轮子。齿轮传动机构就是齿轮作为主要传动件的传动 机构。工作时，首先有一只主动轮先转动起来，转动过程中与另一个从动轮的齿一个一个的 咬和下去，这个与它咬和的齿轮也会跟着旋转，这样运动就从主动轮传递到从动轮，这叫做 齿轮的啮合传动。 齿轮的种类很多，它们通过不同的配合可以实现不同的传动类型，如图 2-9 传动类型示 意图： (a) (b) (c) 图 2-9 传动类型示意图 图 2-9(a)所示的传动类型能够改变运动的形式，齿轮是旋转运动，下方的齿条则是直线 运动； 图 2-9(b)所示传动类型能够改变了旋转运动的速度； 图 2-9(c)所示传动类型不仅改变了运动的速度而且改变了旋转运动的轴线方向。 2.3.2 MT-UROBOT 的齿轮箱 也许你会感到纳闷了：为什么齿轮箱里的传动系统不能用一级传动呢？这是因为如果只 用两个齿轮啮合，为了达到改变速度的要求，就必须一个齿轮超小，一个齿轮超大，这样不 仅会造成空间上的浪费，并且对小齿轮性能指标的要求也很高。所以，为了达到一定的传动 比，我们有时候需要采用几级传动，一级一级的改变它的速度，直到将输出轴的速度调整到 所需要的指标。 对于改变速度的传动形式来说，就有一个传动比的概念。对于齿轮传动，传动比可以用 两个齿轮的齿数来定义： I=Z1/Z2 Z1 为主动齿轮的齿数，Z2 为被动齿轮的齿数 输出的速度可表达为： V 输出＝V 动力源×I

GENIOUS 大学版智能机器人用户使用手册 AUTOMAT口 N TECHN|cHAL 我们在 MT-UROBOT机器人上用到的齿轮箱展开图(注:为了能看的更清楚,我们将齿 轮箱展开,实际情况会略有不同)见图2-10: 13 欧巨 0.2A 9齿轮2 齿轮3 16平蛰M37小轴套 10 15中间轴6大轴套 技术耍求 14齿轮15齿轮箱 13弹垫M2.54齿轮4 12平墊M253齿轮藉体 11M2.5x42輪出轴套 10电机1输出轴 图2-10齿轮箱展开图 当然, MT-UROBOT机器人的脚除了齿轮箱以外,还有其他的部件,轴就是其中一个关 键的部件 轴在日常生活中是比较常见的,它依靠轴孔、轴承配合支撑带孔的零件(如齿轮、涡轮 等)并与之一起旋转以传递运动、扭矩或转矩的机械零件。 观察上图,我们可以发现在齿轮头里有三根轴,它们是齿轮的支架,在整个齿轮传动中 我们根据轴的功能将轴分为三种 1.输入轴一直接与动力源的输出轴联接 2.输出轴一直接与其他的相关传动件联接的轴 3.中间轴一齿轮传动中仅作为齿轮支架的轴 24 MT-UROBOT的动力与驱动 24 MT-UROBOT的动力 MT-UROBOT的动力来源于位于机器人底盘内的电池。 电池提供电能,而机器人运动需要的是动能。这两种能量是怎么转化的呢? 电能转化为动能是利用了一种专门的设备一电动机,这种设备是现代工业必不可少的 是工业电气化的标志

大学版智能机器人用户使用手册 20 我们在 MT-UROBOT 机器人上用到的齿轮箱展开图(注：为了能看的更清楚，我们将齿 轮箱展开，实际情况会略有不同)见图 2-10： 图 2-10 齿轮箱展开图 当然，MT-UROBOT 机器人的脚除了齿轮箱以外，还有其他的部件，轴就是其中一个关 键的部件。 轴在日常生活中是比较常见的，它依靠轴孔、轴承配合支撑带孔的零件（如齿轮、涡轮 等）并与之一起旋转以传递运动、扭矩或转矩的机械零件。 观察上图，我们可以发现在齿轮头里有三根轴，它们是齿轮的支架，在整个齿轮传动中， 我们根据轴的功能将轴分为三种： 1. 输入轴—直接与动力源的输出轴联接； 2. 输出轴—直接与其他的相关传动件联接的轴； 3. 中间轴—齿轮传动中仅作为齿轮支架的轴。 2.4 MT-UROBOT 的动力与驱动 2.4.1 MT-UROBOT 的动力 MT-UROBOT 的动力来源于位于机器人底盘内的电池。 电池提供电能，而机器人运动需要的是动能。这两种能量是怎么转化的呢？ 电能转化为动能是利用了一种专门的设备—电动机，这种设备是现代工业必不可少的， 是工业电气化的标志