慧鱼模型创新设计实验

1. 慧鱼模型创新设计实验

2. 1964年，慧鱼创意组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。

3. 材料：优质尼龙塑胶 辅件为不锈钢、铝合金 特点：工业燕尾槽机构，六面皆可拼接，反复拆装，无限扩充

4. 慧鱼模型 它可组装成多种类型、多种型号和功能的机器模型：如工业机器人、移动机器人、气动机器人、带传感器的机器模型以及计算机中的常用机构模型等等。通过简单的编程执行你预先设定的动作。

5. 慧鱼模型 “慧鱼”创意模块是一种由标准模块构成，可随意组装，并可用程序控制的机电一体化教学实验装置。

6. 慧鱼的主要构件分类 机械元件 齿轮、联杆、链条、履带、齿轮（齿轴、齿条、涡轮、涡杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、轮齿箱、铰链等。

7. 电气元件 直流电机（9V双向），红外线发射接收装置、传感器（光敏、热敏、磁敏、触敏），发光器件，电磁气阀，接口电路板，可调直流变压器（9V，1A，带短路保护功能）。

8. 气动元件 气缸、气阀（手动、电磁阀）、气管、管接头（三通、四通）、气泵、储气罐等等

9. 产品类别 工业模型系列 组合包系列 培训模型系列

10. 组合包模型 辅件类 教材类 基础类 机器人类

11. 培训模型 三自由度机械手 双工作台流水线 气动加工中心 带输送带的冲床

12. 工业模型 物流传输类 机械加工类

13. 慧鱼装配模块 结构模块

14. 慧鱼装配模块 结构模块安装例

15. 慧鱼装配模块 执行装置 行程监测装置

16. 慧鱼装配模块 控制板

17. 控制电路连接方法 传感器 执行器

18. 实训1——Robo移动组创新设计 训练目的 1、学生在熟悉慧鱼模型零件，掌握利用慧鱼模型，构建典型转动机构，在实现运动控制方法的基础上，按设计命题要求完成设计任务。 2、结合在慧鱼基础训练中积累的经验，并灵活运用已学过的相关专业知识，自主设计本实验题目软件程序和硬件结构，独立调试并撰写设计说明书。

19. 实训1——Robo移动组创新设计 实验准备 1、慧鱼模型组合包ROBO移动组组合包。 2、慧鱼专用电源两套。 3、PC机一台 4、LLWIN专用软件一套。 5、接口电路板一块。

20. 实训1——Robo移动组创新设计 设计内容 随着现代社会的发展，人们的作业环境愈加复杂化，为了完成某类特殊任务，人们不得不进入危险环境。然而人的生命健康是无价的，面临这样的问题人类不断探索智能化机器人以替代人的活动，从而降低人的劳动强度更避免危险环境的侵害。例如在具有高强度辐射环境或者高温度环境下作业或搜寻特殊珍贵物品，在具有不明爆炸物危险时，在地震导致土层酥松及地表面凸凹不平、出现较大沟壑等情况下开展救援或搜寻工作等，这些活动对操作人员存在巨大的生命威胁。设计要求机器人可以替代人完成高危任务。

21. 实训1——Robo移动组创新设计 设计具体要求 （1）机器人可以适应多种复杂路面环境 凸凹不平路面环境下可以稳定行走，跨越坡度障碍。感兴趣同学请考虑行进过程中如遇到沟壑可采用什么机构越过。 （2）灵活的行走路线控制 直行：可以沿指定直线方向行走，或需要快速到达目的地的情况；转弯：左、右向灵敏转弯； 360度逆转：完成任务返回或逆变行进方向时，机器人可以快速逆转； 蛇行搜寻：当获取物体位置不定时，需要机器人有搜寻并识别物体的功能，这时机器人可以小半径仿蛇形前进，来寻找目标。

22. 实训1——Robo移动组创新设计 移动组装配图样

23. 实训1——Robo移动组创新设计

24. 实训1——Robo移动组创新设计

25. 实训1——Robo移动组创新设计

26. 实训1——Robo移动组创新设计

27. 实训1——Robo移动组创新设计

28. 实训1——Robo移动组创新设计

29. 实训1——Robo移动组创新设计

30. 实训1——Robo移动组创新设计

31. 实训1——Robo移动组创新设计

32. 实训1——Robo移动组创新设计

33. 实训1——Robo移动组创新设计

34. 实训1——Robo移动组创新设计

35. 实训1——Robo移动组创新设计

36. 实训1——Robo移动组创新设计

37. 实训1——Robo移动组创新设计

38. 实训1——Robo移动组创新设计

39. 实训1——Robo移动组创新设计 组件装配完成

40. 实训1——Robo移动组创新设计 组件安装完成后开始编程： 一、ROBO接口板介绍 二、ROBO PRO 软件介绍

41. ROBO接口板介绍

42. 一、概述 目 录 二、ROBO接口板结构 三、ROBO接口板工作模式 四、ROBO接口板的编程语言 五、故障诊断 六、新旧接口板对比 七、扩展板简介 附录（ROBO软件介绍）

43. 一、概述 无线射频插槽 ROBO接口板可以使电脑和模型之间进行有效的通信.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。 红外输入 USB接口 9V电源 RS232接口 扩展槽 程序选择按钮 端口选择按钮 输出M1-M4 数字量输入 距离传感器输入 模拟电压输入 模拟阻抗输入

44. 二、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。

45. 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). 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。分辨率为10 位。 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。 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。

46. 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。 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。

47. 三、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。 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。

48. 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 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。 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。

49. 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。

50. 四、ROBO接口板的编程语言 对ROBO接口板的标准编程软件是图形化的编程语言ROBPRO。 ROBO接口板处理器也可以由C编译器来编程。在线模式下，接口板可以用任意想要的高级编程语言通过USB或串口来激活。