华北电力大学
综合性实验报告
项目名称：慧鱼创意模型开放实验
课程名称：科技创新实践
实验人员：沙理想
实验时间：
3 测控1201班 [1**********]8 刘 赛 测控1201班 [1**********]5 2015年11月28日
华北电力大学工程实训中心
慧鱼创意模型开放实验实验报告
一、实验目的
（1）认识了解“慧鱼”创意模型组合包中的各种硬件；
（2）了解ROBOPRO软件及编程；
（3）了解慧鱼创意模型是如何控制和协调机构运动的；
（4）锻炼机械创新设计能力，初步建立对机电一体化产品的认识。
二、实验器材
（1）“慧鱼”创意模型组合包；
（2）“慧鱼”专用电源；
（3）个人计算机；
（4）“慧鱼”专用智能接口板；
（5）ROBOPRO软件；
三、实验准备
认识“慧鱼”创意模型使用手册中已搭建的示例模型。
四、实验内容
2.红绿灯
（1）完成模型与接口板、接口板与计算机之间的连接；
（2）分别测试马达、灯、信号开关；
（3）编写控制程序，实现红绿灯通常情况为绿灯亮，当有行人按下按钮I1，3秒后绿灯灭，黄灯亮，4秒后黄灯灭，红灯亮，红灯持续亮10秒钟，接着红灯、黄灯同时亮3秒钟，随后红、黄灯灭，绿灯亮。
（4）写出实验报告：说明模型的工作原理，附上所编程序。
原理：利用计时器，当有人时，绿灯亮;当过一定时间后，红灯亮，绿灯灭；然后黄灯亮。当程序如下：
3.移动门
（1）完成模型与接口板、接口板与计算机之间的连接；
（2）分别测试马达、灯、信号开关、光电传感器，搞清马达、灯、光电传感器的作用；
（3）编写控制程序，并运行使模型实现按下按钮I3，门打开，5秒钟后关闭。编程注意事项：首先要关门，这是起始位置，马达旋转直到门碰到限位开关I1=0；查询按钮I3，如果按下，门打开，启动马达向左直到限位开关I2为1；5秒后再次关门（到程序开始处循环）
（4）编写控制程序，并运行使模型实现：在作业一的基础上增加光传感器，防止顾客动作慢，门夹住他。注意只有在光幕没有遮住时，门才能关闭；在关门时只要光幕被遮住，门应立即打开；只要光幕被遮住，即使按钮没有按下门也要打开。
原理：在门的一端安装感应器，当有人通过时，感应器传导信号至主控制器，然后通知马达
并监控马达转速，从而达到自动开关门效果。
（5）写出实验报告：说明模型的工作原理，附上所编程序。程序如图所示
4．温度控制器
（1）完成模型与接口板、接口板与计算机之间的连接；
（2）分别测试马达、灯、计数器、NTC电阻、位置传感器，搞清马达、灯、计数器、NTC电阻、位置传感器的作用；
（3）聚焦灯泡作为加热器连接输出M2，风扇作为冷却单元连接输出M1，NTC电阻测量温度输出连接输入AX。编写控制程序，并运行使模型实现温度高于设定上限温度（360）时，加热器停止，风扇工作直至冷却到下限值（320），然后风扇停止，加热器工作。注意：要用模拟量判断模块来设定这两个温度值，且温度的实际值通过面板显示的显示屏来显示。
（4）写出实验报告：说明模型的工作原理，附上所编程序。
答：该模型利用聚光灯泡给热敏电阻加热，设置温度的变化值。当温度低于设定温度是，灯泡打开，给其加热;当温度高于设定温度时，风扇打开给其降温。如此设计，就可以达到预期效果。程序如下：
5．焊接机器人
（1）完成模型与接口板、接口板与计算机之间的连接；
（2）分别测试马达、开关、灯、脉冲计数器，搞清马达、灯、接触开关的作用；
（3）运行给定的控制程序，这是一个可以实现空间定位焊接的程序，指出如何实现在同一平面内的点焊接；
（4）写出实验报告：说明模型的工作原理，指出程序中是如何判断焊接机器人到达焊点位置的，修改控制程序，实现同一平面点焊接，附上所编程序。
答：程序如图所示。基本工作原理：由用户导引机器人，一步步按实际任务操作一遍，机器人在导引过程中自动记忆示教的每个动作的位置、姿态、运动参数、焊接参数等，并自动生成一个连续执行全部操作的程序。完成示教后，只需给机器人一个起动命令，机器人将精确地按示教动作，一步步完成全部操作，实际示教与再现。焊接机器人分弧焊机器人和点焊机器人两大类。弧焊机器人可以应用在所有电弧焊、切割技术及类似的工业方法中。
一套完整的弧焊机器人系统，应包括机器人机械手、控制系统、焊接装置、焊件夹持装置。夹持装置上有二组可以轮番进入机器人工作范围的旋转工作台。 弧焊机器人通常有五个自由度以上，具有六个自由度的弧焊机器人可以保证焊枪的任意空间轨迹和姿态。这种弧焊机器人应具有直线的及环形内插法摆动的功能，共六种摆动方式，以满足焊接工艺要求。
6．自己设计创建模型
简要说明所拼装模型的功能及工作原理，并用机构运动简图表示模型的运动，用文字或方框流程图说明模型运动的控制思想，并将运行成功的模型运动控制程序，完成慧鱼创意实验后的体会。
设计模型：一个打猎机器人的设计方案
1.机器人系统设计为航空模型结构，运动方式为飞行，整体结构应该选择直升机方式或者其他飞行器模式。
2.机器人的控制方式为无线电遥控，同时机器人配备数字摄像机将野外的环境实时发送给控制者，控制者通过接收到的影像控制机器人的运动以及武器系统。
3.机器人的动力系统为锂电池和小型电动机，追求隐蔽性和快速性。
4.机器人的武器系统设计为现代小型实弹枪支，发射特制小型子弹，通过数字摄像机进行光学瞄准或加装激光瞄准器。
感受：机器人是21世纪人类的杰作，是社会发展的需要。它在某种程度上代替了手工制作，得到了手工业的解放，同时提高了生产效率。体现了21世纪是科技时代。它被广泛的运用于社会的各个领域。社会的进步推动了它的发展，让它趋于完美。
感受：慧鱼机器人是模拟生活中的机器或为了实现某一动作而设计的，目的在于让我们了解机器中的零部件及他们的功用，将理论与实际相结合。它蕴涵着“不怕做不到就怕想不到的”创新思想。它一方面带给了我们自己动手的机会，让我们在手工上得到了锻炼，另一方面让我们认识到创新的重要性。作为现代大学生不仅仅学习课本知识，更重要的是能力的培养。
制作慧鱼机器人的过程当中，认识了很多运动结构，并从中得到了启发。做出了智能机器人，可以说是小有成就。但回顾过去，曾遇到了种种困难，特别是在程序设计过程中，对此我们是一个地地道道的门外汉，通过老师的指导和大家的努力，终于小有收获。
在这次锻炼中，我特别感觉到一个团队更需要的是团结，一个团队就是一个集体，大家的力量才是真正的力量。只有团结，才能克服困难，走向成功。
华北电力大学
综合性实验报告
项目名称：慧鱼创意模型开放实验
课程名称：科技创新实践
实验人员：沙理想
实验时间：
3 测控1201班 [1**********]8 刘 赛 测控1201班 [1**********]5 2015年11月28日
华北电力大学工程实训中心
慧鱼创意模型开放实验实验报告
一、实验目的
（1）认识了解“慧鱼”创意模型组合包中的各种硬件；
（2）了解ROBOPRO软件及编程；
（3）了解慧鱼创意模型是如何控制和协调机构运动的；
（4）锻炼机械创新设计能力，初步建立对机电一体化产品的认识。
二、实验器材
（1）“慧鱼”创意模型组合包；
（2）“慧鱼”专用电源；
（3）个人计算机；
（4）“慧鱼”专用智能接口板；
（5）ROBOPRO软件；
三、实验准备
认识“慧鱼”创意模型使用手册中已搭建的示例模型。
四、实验内容
2.红绿灯
（1）完成模型与接口板、接口板与计算机之间的连接；
（2）分别测试马达、灯、信号开关；
（3）编写控制程序，实现红绿灯通常情况为绿灯亮，当有行人按下按钮I1，3秒后绿灯灭，黄灯亮，4秒后黄灯灭，红灯亮，红灯持续亮10秒钟，接着红灯、黄灯同时亮3秒钟，随后红、黄灯灭，绿灯亮。
（4）写出实验报告：说明模型的工作原理，附上所编程序。
原理：利用计时器，当有人时，绿灯亮;当过一定时间后，红灯亮，绿灯灭；然后黄灯亮。当程序如下：
3.移动门
（1）完成模型与接口板、接口板与计算机之间的连接；
（2）分别测试马达、灯、信号开关、光电传感器，搞清马达、灯、光电传感器的作用；
（3）编写控制程序，并运行使模型实现按下按钮I3，门打开，5秒钟后关闭。编程注意事项：首先要关门，这是起始位置，马达旋转直到门碰到限位开关I1=0；查询按钮I3，如果按下，门打开，启动马达向左直到限位开关I2为1；5秒后再次关门（到程序开始处循环）
（4）编写控制程序，并运行使模型实现：在作业一的基础上增加光传感器，防止顾客动作慢，门夹住他。注意只有在光幕没有遮住时，门才能关闭；在关门时只要光幕被遮住，门应立即打开；只要光幕被遮住，即使按钮没有按下门也要打开。
原理：在门的一端安装感应器，当有人通过时，感应器传导信号至主控制器，然后通知马达
并监控马达转速，从而达到自动开关门效果。
（5）写出实验报告：说明模型的工作原理，附上所编程序。程序如图所示
4．温度控制器
（1）完成模型与接口板、接口板与计算机之间的连接；
（2）分别测试马达、灯、计数器、NTC电阻、位置传感器，搞清马达、灯、计数器、NTC电阻、位置传感器的作用；
（3）聚焦灯泡作为加热器连接输出M2，风扇作为冷却单元连接输出M1，NTC电阻测量温度输出连接输入AX。编写控制程序，并运行使模型实现温度高于设定上限温度（360）时，加热器停止，风扇工作直至冷却到下限值（320），然后风扇停止，加热器工作。注意：要用模拟量判断模块来设定这两个温度值，且温度的实际值通过面板显示的显示屏来显示。
（4）写出实验报告：说明模型的工作原理，附上所编程序。
答：该模型利用聚光灯泡给热敏电阻加热，设置温度的变化值。当温度低于设定温度是，灯泡打开，给其加热;当温度高于设定温度时，风扇打开给其降温。如此设计，就可以达到预期效果。程序如下：
5．焊接机器人
（1）完成模型与接口板、接口板与计算机之间的连接；
（2）分别测试马达、开关、灯、脉冲计数器，搞清马达、灯、接触开关的作用；
（3）运行给定的控制程序，这是一个可以实现空间定位焊接的程序，指出如何实现在同一平面内的点焊接；
（4）写出实验报告：说明模型的工作原理，指出程序中是如何判断焊接机器人到达焊点位置的，修改控制程序，实现同一平面点焊接，附上所编程序。
答：程序如图所示。基本工作原理：由用户导引机器人，一步步按实际任务操作一遍，机器人在导引过程中自动记忆示教的每个动作的位置、姿态、运动参数、焊接参数等，并自动生成一个连续执行全部操作的程序。完成示教后，只需给机器人一个起动命令，机器人将精确地按示教动作，一步步完成全部操作，实际示教与再现。焊接机器人分弧焊机器人和点焊机器人两大类。弧焊机器人可以应用在所有电弧焊、切割技术及类似的工业方法中。
一套完整的弧焊机器人系统，应包括机器人机械手、控制系统、焊接装置、焊件夹持装置。夹持装置上有二组可以轮番进入机器人工作范围的旋转工作台。 弧焊机器人通常有五个自由度以上，具有六个自由度的弧焊机器人可以保证焊枪的任意空间轨迹和姿态。这种弧焊机器人应具有直线的及环形内插法摆动的功能，共六种摆动方式，以满足焊接工艺要求。
6．自己设计创建模型
简要说明所拼装模型的功能及工作原理，并用机构运动简图表示模型的运动，用文字或方框流程图说明模型运动的控制思想，并将运行成功的模型运动控制程序，完成慧鱼创意实验后的体会。
设计模型：一个打猎机器人的设计方案
1.机器人系统设计为航空模型结构，运动方式为飞行，整体结构应该选择直升机方式或者其他飞行器模式。
2.机器人的控制方式为无线电遥控，同时机器人配备数字摄像机将野外的环境实时发送给控制者，控制者通过接收到的影像控制机器人的运动以及武器系统。
3.机器人的动力系统为锂电池和小型电动机，追求隐蔽性和快速性。
4.机器人的武器系统设计为现代小型实弹枪支，发射特制小型子弹，通过数字摄像机进行光学瞄准或加装激光瞄准器。
感受：机器人是21世纪人类的杰作，是社会发展的需要。它在某种程度上代替了手工制作，得到了手工业的解放，同时提高了生产效率。体现了21世纪是科技时代。它被广泛的运用于社会的各个领域。社会的进步推动了它的发展，让它趋于完美。
感受：慧鱼机器人是模拟生活中的机器或为了实现某一动作而设计的，目的在于让我们了解机器中的零部件及他们的功用，将理论与实际相结合。它蕴涵着“不怕做不到就怕想不到的”创新思想。它一方面带给了我们自己动手的机会，让我们在手工上得到了锻炼，另一方面让我们认识到创新的重要性。作为现代大学生不仅仅学习课本知识，更重要的是能力的培养。
制作慧鱼机器人的过程当中，认识了很多运动结构，并从中得到了启发。做出了智能机器人，可以说是小有成就。但回顾过去，曾遇到了种种困难，特别是在程序设计过程中，对此我们是一个地地道道的门外汉，通过老师的指导和大家的努力，终于小有收获。
在这次锻炼中，我特别感觉到一个团队更需要的是团结，一个团队就是一个集体，大家的力量才是真正的力量。只有团结，才能克服困难，走向成功。