初中信息技术川教版（2019）九年级下册第1节 城市建设机器人完美版课件ppt

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同学们从这个视频短片中看到了什么？是不是看到有的机器人在生产流水线上进行标准装配，有的机器人在和游客进行互动，还有的像人类的手臂一样做着精细的操作呢？请你说一说，你还见过哪些机械自动化的案例？
1.了解机械臂的控制原理，能够构建一个简单的机械臂模型。
2.理解舵机的工作原理，能使用多个舵机协调地完成一组动作。
3.掌握信号输入器件控制机械臂的方法。
一、项目分析，方案确定
二、系统搭建，功能实现
如果我们也想制作一个机械臂，以实现简单搬运的功能，将机械臂一侧的物体夹持住以后，把它移动到机械臂的另一侧，完成搬运功能。
（1）机械臂结构机械臂根据结构形式的不同分为：多关节机械臂、直角坐标系机械臂、极坐标机械臂、柱坐标机械臂等。
（2）驱动机构——舵机舵机作为机械臂的驱动机构，是一种位置（角度）伺服的驱动器，用于需要角度不断变化并保持相应位置（角度）的控制系统。
舵机主要由外壳、电路板、马达、齿轮与位置检测器构成，转动的角度是通过调节PWM（脉冲宽度调节）信号控制的，其转角范围为0°~180°。因为要使用PWM信息控制转动角度，所以在接线时舵机的引脚只能接Arduin上带“~”标志的3、5、6、9、10、11号端口。
按设计目标制作一个简易的三自由度机械臂，确定方案如下表：
机械臂的结构可以选用亚克力板为材料，借助CAD设计图和激光切割机制作。
三自由度机械臂主要由机械爪、前摆臂、后摆臂和底部转盘构成，由四个舵机控制。夹持舵机控制机械爪的开合；左侧舵机控制前摆臂的摆动，主要影响机械爪的前后移动；右侧舵机控制后摆臂的摆动，主要影响机械爪的上下移动；底盘舵机控制底部转盘的转动，影响机械爪水平方向的转动。
设计出电路接线图。将舵机与Arduin控制器连接好，并记好器件针脚对应表。
3.程序编写与角度调试
在Mixly里面，舵机控制模块有两个控制参数，分别是转动的角度和延时时间。
对机械臂各个“关节”转动的角度进行调试和校对。夹持动作闭合为80°、放开为160°，设计机械臂的夹持动作函数。
实践与记录：请将机械臂舵机转角的范围调试出来，并填写在下表中：
根据下图任务模型，设计程序，完成搬运任务。
1.使用电位器控制机械臂
电位器：电位器是阻值随电刷滑动变化的电阻，通常由三个引脚、电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与电刷的位移量成一定关系的电阻值或电压。
电位器的输入值可以作为舵机转动角度的依据，机械臂其余部件的控制方法与之类似。下图是选用一个电位器来控制机械臂底部转盘的运动接线图。
Arduin通过模拟端口（A0至A5）读入电位器的模拟数值，读取的模拟数值的取值范围为0~1023。
因为电位器输入的数值范围为0~1023，而舵机转动的角度范围为0°~180°，所以，用电位器控制舵机转动时，需要使用map( )映射函数，将读取的电位器的值映射为舵机转动的角度范围。
电位器控制舵机转动的程序如下图：
操作实践：请你参照上图的程序示例，增加3个电位器，以操作机械臂的另外3个舵机。
2.使用其他器件控制机械臂
操作实践：请你使用其他控制器件（如双轴按键摇杆）替换电位器，以更加灵活地控制机械臂。