机电创新实践课程实践总结报告班级：机械工程系机电15-1班姓名：李振、陈再兴、董旭、刘洋洋、刘博文实践名称：慧鱼机器人创新组合与实践实践地点：实验1号楼203实践时间：2018.10.30指导教师：王仲文哈尔滨理工大学荣成学院完成时间：2018 年10 月31 日目录一、实践目的及内容 (3)1.1 实践目的 (3)1.2 实践内容 (3)二、实践用设备及仪器 (3)三、实践结果分析 (4)3.1 烘手机模型 (4)3.2 红绿灯模型 (5)3.3 温度控制器模型 (7)3.4 冲压机模型 (9)四、团队分工介绍 (11)五、个人收获与总结 (11)一、实践目的及内容1.1 实践目的1. 掌握ROBOPRO接线板基本组成，能够依据实际需求搭建配套硬件。

熟练使用ROBOPRO软件各类命令，能够依据需求完成软件编制，锻炼创新思维与创新设计能力。

2. 熟悉慧鱼机器人模型的各个模块，了解慧鱼机器人的基本结构。

了解慧鱼机器人组件的功能，掌握慧鱼机器人组件的组合方法。

3. 能够利用慧鱼机器人的组件和控制模块进行机构创新组合，能够运用编程软件对慧鱼机器人进行运动控制。

1.2 实践内容1. 对照ROBO接口板介绍手册，学习接口板构成以及数字量输入I1-I8、输出M1-M4或者O1-O8、模拟电压输入A1和A2、I/O扩展板用插槽等相关模块的作用以及使用方法。

对照软件功能介绍模块，结合接口板实际测试“输入”、“输出”、“开始”、“结束”、“赋值”和“延时”等19个软件功能模块命令特点以及实现形式。

2. 自行设计完成一个控制程序，并用软件完成编辑，下载到对应的接口板中。

3. 学习并认识“慧鱼”创意模型使用手册中已搭建的示例模型，选取3种手册中的示例模型并进行搭建，研究并完成的ROBOPRO软件编程及机器人控制。

进行创新设计，自我命题，并完成搭建、演示，讲解设计原理、运动原理以及规划用途等。

二、实践用设备及仪器1. 实验设备及仪器“慧鱼”创意模型组合包、“慧鱼”专用电源、个人计算机、“慧鱼”专用智能接口板和ROBOPRO软件。

2. 实验编程ROBOPRO软件简介ROBOPRO软件是一种图形编程软件，简单易用，实时控制。

用PLC控制器控制模型时，采用梯形图编程。

编辑程序的其最大特点是使用系统提供的工具箱中的功能模块就可以建立控制程序（无须其它高级计算机语言的背景做支持），图标式的功能模块简单易懂。

模型可用电脑、PLC或单片机对其进行控制。

3. 慧鱼机器人简介慧鱼机器人是以德国慧鱼创意积木所组成的仿生模拟机器人为其基本架构，透过圈形式人机介面LLWin，经由智慧型微电脑介面板去驱动机器人，使机器人细部动作很容易达到我们需求，进而取代以往由硬体描述语言所驱动架构，不但操作简易，更可使我们了解机械运作的原理。

通过慧鱼模型的组装，程序的编制，任务的完成，阐述机械机构之间的配合关系，各种传感器的安装和使用，以及软件程序的编制思维，实现对伺服电机和电磁线圈的控制。

三、实践结果分析3.1 烘手机模型按照搭建手册进行装配，是慧鱼机器人制作最基本的一种方法，通常慧鱼的各种组合包会附带一本搭建手册，准备好“机器人起步技术包”和元件盒，选择要制作的目标，按照如下的步骤进行：（1）先选出第1步骤所要的构件，放入元件盒。

（2）按照手册原理图所示装配完成第1步。

（3）再选出第2步骤所要的构件，放入元件盒按照手册原理图所示装配完成第2步。

（4）按同样的方法依次类推直到完成最后一步。

（5）烘手机模型搭建完成，正确接线，程序调试。

烘手机模型搭建结果如图3-1所示。

图3-1 烘手机搭建模型烘手机编程要求为当光幕一被遮住，风扇就打开五秒后关闭。

然后等待下一次光幕再次被遮住，重复该过程。

所以编程时由聚光灯泡M2 和光电管I1 组成光幕，当有人用手遮住光幕时，风扇M1 就打开，模拟烘手，5 秒钟后风扇M1关闭。

返回到光电管I1 重新检测光幕是否被遮住，编程步骤如下所示。

（1）首先插入一个开始模块。

（2）插入马达输出模块，右击修改为“M2、灯”，其它默认值，不作修改。

（3）插入延时模块，不用修改，默认为“1、单位：1s”。

（4）插入数字判断模块I1，右击修改为“I1、类型：光电管、交换1/0分支位置”。

（5）插入马达输出模块，右击修改为“逆时针转”，其它默认值，不作修改。

（6）插入延时模块，右击修改为“5、单位：1s”。

（7）插入马达输出模块，右击修改为“停止”，其它默认值，不作修改。

（8）连线：依次由上至下顺序连接各模块出口和入口。

光电管I1 的1出口返回到光电管入口，最后一个模块M1停止的出口也返回到光电管入口。

烘手机利用ROBOPRO软件编程结果如图3-2所示。

图3-2 烘手机编写程序示意图编写程序后，调试并下载程序，运行结果如下。

（1）程序下载后，拔掉USB数据线，按住接口板上Prog键（程序选择/启动键），直到灯1亮（绿灯1，在Prog键下方）后释放，再点按一下Prog键，启动程序。

（长按Prog键选择程序，短按Prog键启动程序，灯1表示选择Flash1中的程序，灯2表示选择Flash2中的程序）（2）程序启动后，灯M2 亮，马达M1不转，当用手遮住光幕时，马达M1应立即转动，有风吹出。

（3）运行完毕，按一下Prog键，停止运行程序。

3.2 红绿灯模型利用慧鱼机器人模块将红绿灯模型拼装，先选出第1步骤所要的构件，放入元件盒，按照原理图图所示装配完成第1步。

再选出第2步骤所要的构件，放入元件盒，按照原理图图所示装配完成第2步。

选出第3步骤所要的构件，放入元件盒，按照原理图图所示装配完成第3步，按照接口板接口正确接线。

根据原理图可以搭建出红绿灯模型如图3-3所示，红绿灯模型的控制板连线如图3-4所示。

图3-3 红绿灯搭建模型图3-4 红绿灯模型接线图红绿灯编程要求为红绿灯通常情况为绿灯亮，当有行人按下按钮I1，3秒钟后绿灯灭，黄灯亮，4秒钟后黄灯灭，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，绿灯又亮。

红绿灯编程步骤如下所示。

（1）首先插入一个开始模块。

（2）插入马达输出模块，右击修改为“M3、灯”，其它默认值，不作修改。

（3）插入数字判断模块I1，不作修改。

（4）插入延时模块，右击修改为“3、单位：1s”。

（5）插入马达输出模块，右击修改为“M3，灯，停止”，再插入一个马达输出模块，右击修改为“M2，灯”，其它默认值，不作修改。

（6）插入延时模块，右击修改为“4、单位：1s”。

（7）插入两个马达输出模块，分别右击修改为“M2，灯，停止”、“M1，灯”，其它默认值。

（8）插入延时模块，右击修改为“10、单位：1s”。

（9）插入马达输出模块，右击修改为“M2，灯”，其它默认值。

（10）插入延时模块，右击修改为“3、单位：1s”。

（11）插入两个马达输出模块，分别右击修改为“M1，灯，停止”、“M2，灯，停止”，其它默认值。

（12）连线，次顺序单击各模块出口和入口连接各模块。

触动开关I1 的0 出口应返回到触动开关I1 入口，最后一个模块M2 停止返回到开始模块与M3灯之间。

根据ROBOPRO软件可以编程出红绿灯模型的程序，编写的程序如图3-5所示。

图3-5 红绿灯编写程序示意图根据ROBOPRO软件编写的红绿灯程序，进行调试与下载，将程序下载到接口板中，可以将红绿灯模型程序运行，运行结果如下所示。

（1）程序下载后，拔掉USB数据线，按住接口板上Prog键（程序选择/启动键），直到灯1亮（绿灯1，在Prog键下方）后释放，再点按一下Prog键，启动程序。

（长按Prog键选择程序，短按Prog 键启动程序，灯1表示选择Flash1中的程序，灯2表示选择Flash2中的程序）（2）程序启动后，M3绿灯亮，当按下I1 时，3秒钟后绿灯灭，黄灯亮，4秒钟后黄灯灭，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，绿灯又亮。

（3）运行完毕，按一下Prog键，停止运行程序。

3.3 温度控制器模型根据慧鱼机器人带有的模块拼装温度控制器模型，拼装的温度控制器模型如图3-6所示。

图3-6 温度控制器搭建模型温度控制器编程要求为聚光灯泡作为加热器连输出M2，“风扇”作为“冷却单元”连输出M1，NTC电阻测量温度连输入AX。

程序要求：温度高于设定上限温度时，加热器停止，风扇工作直至温度冷却到下限值。

然后风扇停止，加热器开始工作。

在编程时，用模拟量判断模块不断查询AX值，并与给定参数进行比较。

NTC电阻的值是随温度的增加而减小的，所以，AX值大于设定值时加热器工作。

AX值小于设定值时，风扇工作，编程步骤如下所示。

（1）首先插入一个开始模块。

（2）插入马达输出模块，设为“M2，灯”。

（3）插入模拟判断模块，设为“AX，<，340”。

（4）插入马达输出模块，设为“M2，灯，停止”。

（5）插入马达输出模块，设为“M1，马达，逆时针转”。

（6）在右边再插入模拟判断模块，设为“AX，>，400”。

（7）插入马达输出模块，设为“M1，马达，停止”。

（8）插入马达输出模块，设为“M2，灯”。

（9）按右图顺次连接各模块，在M1逆时针转和M2打开的下方返回到左边的模拟判断模块入口，M2下方。

左边的模拟判断模块的“N”连接到右边的模拟判断模块入口，右边的模拟判断模块的“N”返回到左边的模拟判断模块入口，M2下方。

运用ROBOPRO软件编写的温度控制器程序如图3-7所示。

图3-7 温度控制器编写程序示意图运行温度控制器模型程序，程序下载后，拔掉USB数据线，按住接口板上Prog键，直到灯1亮（绿灯1，在Prog键下方）后释放，再点按一下Prog键，启动程序。

程序启动后，灯泡和风扇应该不断地交替运行加热和冷却过程，实现温度控制，使NTC电阻值始终保持在设定的范围内，即保持一定的温度不变。

运行完毕，按一下Prog键，停止运行程序，温度控制器完成调试与运行。

3.4 冲压机模型按照搭建手册进行装配，搭建冲压机模型，根据慧鱼机器人搭建的冲压机模型如图3-8所示。

图3-8 冲压机搭建模型冲压机编程要求为冲压机在一个工作周期中对工件冲压四次但只有在操作者同时按下I3、I4（两手操作），而且光幕没被遮住时，机器才能工作。

如果在工作周期中光幕被遮住，机器应立即停止。

冲压机工作原理主要包括，首先，打开光幕的灯，然后使机器复位（连杆在机器上方的预定位置，并使I1为1）。

查询“等待”Y模块，结果I2、I3 和I4是否为1。

如果是，让连杆冲压工件四次（在光幕没被遮住的情况下），I1每被按下一次，“循环计数”模块就计一次数，并与给定值比较，看是否达到设定值。

一旦达到设定值，即完成了一个工件的加工。

等待下次I2、I3 和I4同时为1，再循环加工过程。