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1、仙桃市青少年活动中心 http:/ 慧鱼创意机器人慧鱼创意机器人 初级教程初级教程 柳德胜 编著 学生听了就忘，看了就记住，做了就明白。学生听了就忘，看了就记住，做了就明白。 蒙特梭利蒙特梭利 内内 容容 简简 介介 本书主要通过“机器人起步技术包”全面而详细地介绍了慧鱼机器人拼装技巧以及编程方法，是专门 为喜欢机器人的学生设计的，主要传授机器人控制入门知识。利用说明书，学生能在很短的时间里组合各 种模型，其中有烘手器、停车栏杆、焊接机器人等。模型和程序是通过智能接口板连接起来的，能很方便 很快速地用图形化编程软件 ROBO Pro 对模型编程。 该组合包包含数量众多的 fischertech
2、nik 构件、 马达、 灯泡、传感器及齿轮箱。通过编程控制红绿灯，移动门、冲压机、停车栏杆，不断创新，不断改进程序， 使之达到最佳效果。该组合包配有实验手册。 版权声明版权声明 本书由仙桃市青少年活动中心内部发行，未经书面许可，任何单位和个人均不得以任何本书由仙桃市青少年活动中心内部发行，未经书面许可，任何单位和个人均不得以任何 形式复制或传播本书的部分或全部内容。形式复制或传播本书的部分或全部内容。 编辑：柳德胜 校对：吴忠辉 审稿：孙华清、何龙春 前前 言言 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
3、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。 慧鱼创意组合模型主要有组合包、培训模型、工业模型三大系列，涵盖了机械、电子、控制、气动、 汽车技术、能源技术和机器人技术等领域和高新学科，利用工业标准的基本构件（机械元件/电气元件/气 动元件） ，辅以传感器、控制器、执行器和软件的配合，运用设计构思和实验分析，可以实现任何技术过 程的还原，更可以实现工业生产和大型机械设备操作的模拟，从而为实验教学、科研创新和生产流水线可 行性论证提供了可能，世界知名的德国西门子、德国宝马、美国 IBM 等一大批著名公司都采用慧鱼模型来 论证生产流水线。 慧鱼创意组
4、合模型体现不同学科知识点的各种组合包，不仅可以应用于中小学各个年级学科教学、 还可以用于大学不同专业以及研究生工程实验和技术创新活动，现在以清华大学、上海交通大学为代表的 一批高校建立的慧鱼创新实验室就是利用慧鱼模型组合包系列建立的工程技术实验室，是创新教育的一个 全新平台。 慧鱼创意组合模型的使用有三个阶段，第一，是根据安装操作手册中的示范，简单模仿，从而获取技 术知识；第二，是根据现有的模型做出合理科学的改进，从而发挥想象力和创造力；第三，是根据实际应 用和知识的扩展，创造出新的模型，从而实现前所未有的创新。通过慧鱼模型的使用，不仅可以让我们的 孩子将多学科多领域的综合知识融会贯通于实践过
5、程中，更重要的是培养了他们的创新意识和创新能力。 慧鱼正日益为广大中国教育界人士接受和认可！ 2008 年 8 月，仙桃市青少年活动中心引进了价值 20 多万的慧鱼创意组合模型，为我们的下一代学习 科技提供了良好的平台。湖北省现仅有 5 家青少年活动中心拥有慧鱼创意组合模型，仙桃市青少年活动中 心是第一个启动慧鱼创意组合培训的机构。 创新是一个民族进步的灵魂，而慧鱼创意组合模型就是我们期待的创新教育的理想学具！ 慧鱼创意组合模型大多数涉及到了物理相关知识，如电学、热学，光学等，拼装锻炼了孩子的观察、 动手、动脑能力，编程培养了孩子的思维逻辑判断能力，为学习数学、物理等知识打下了良好的基础。 慧
6、鱼创意机器人只是创意组合模型的一部分，重点在于学习机器人技术及编程。本书既是孩子们学习 机器人的教材，也可作为家长了解机器人技术的读物。 本书由柳德胜编著，以德国慧鱼部分资料和手册为参考。由于作者水平和编写时间的关系，错误在所 难免，敬请各位学员和家长以及机器人爱好者批评指正。 作 者 2009 年 11 月 29 日 仙桃 目目 录录 第第 1 章：慧鱼机器人基础章：慧鱼机器人基础 1 第第 6 章：温度控制器章：温度控制器31 1.1 机器人的定义 1 6.1 温度控制器拼装31 1.2 重要构件 1 6.2 温度控制器编程34 1.3 认识接口板 3 6.3 温度控制器调试35 6.4
7、温度控制器程序下载36 第第 2 章：编程软件章：编程软件 ROBO Pro4 6.5 运行温度控制器36 2.1 ROBO PRO 的安装4 2.2 窗口的认识与操作 8 第第 7 章：冲压机章：冲压机37 2.3 程序的新建与打开 9 7.1 冲压机拼装37 2.4 模块的插入与编辑 10 7.2 冲压机编程40 2.5 连接各程序模块 12 7.3 冲压机调试41 7.4 冲压机程序下载43 第第 3 章：烘手机章：烘手机13 7.5 运行冲压机43 3.1 烘手机拼装13 3.2 烘手机编程16 第第 8 章：停车栏杆章：停车栏杆44 3.3 烘手机调试16 8.1 停车栏杆拼装44
8、3.4 烘手机程序下载18 8.2 停车栏杆编程47 3.5 运行烘手机18 8.3 停车栏杆调试49 8.4 停车栏杆程序下载50 第第 4 章：红绿灯章：红绿灯19 8.5 运行停车栏杆50 4.1 红绿灯拼装19 4.2 红绿灯编程21 第第 9 章章 焊接机器人焊接机器人 51 4.3 红绿灯调试22 9.1 焊接机器人拼装51 4.4 红绿灯程序下载23 9.2 焊接机器人编程54 4.5 运行红绿灯23 9.3 焊接机器人调试56 9.4 焊接机器人程序下载57 第第 5 章：移动门章：移动门24 9.5 运行焊接机器人57 5.1 移动门拼装24 5.2 移动门编程28 附录附录
9、 1 常见问题及解决方法常见问题及解决方法 58 5.3 移动门调试29 附录附录 2 部分章节改进程序部分章节改进程序59 5.4 移动门程序下载30 附录附录 3 参考资料参考资料63 5.5 运行移动门30 仙桃市青少年活动中心 http:/ - 1 - 第第 1 章章 慧鱼机器人基础慧鱼机器人基础 1.1 机器人的定义机器人的定义 说起机器人，大部人脑海中闪现的恐怕都是一系列钢筋铁骨且具有人类外形的机器，由于在科幻小说 和电影中接触到的机器人大多非常接近人的形状，因此许多人会误解为机器人应该是一种类人的自动机 器，至少要有人的形状。实际上我们生活中出现的机器人长得并不统一，大部分机器人
10、家族成员例如很多 工业机器人甚至一点也不像“人” ，在科学定义下，它们也是机器人。 “Robot” （读音罗伯特）也就是我们通常所说的机器人，由捷克文 robota 转变而来。机器人的定义， 每个人的理解均有不同，1988 年 ISO 给工业机器人下了一个统一的定义： “是一种能自动控制，可重复编 程，多功能、多自由度的操作机” 。 可见，机器人并不是人，它是一种机械和电子相结合的自动化机器，可以根据人类的需要编写相应程它是一种机械和电子相结合的自动化机器，可以根据人类的需要编写相应程 序，实现某些功能。序，实现某些功能。它并不一定要有人的形态，我们在学习和制作机器人的时候，要牢牢记住这一概念
11、。 1.2 重要构件重要构件 慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同 时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的 组合和扩充。 仙桃市青少年活动中心 http:/ - 2 - 常见重要构件常见重要构件 马达马达 驱动慧鱼模型。9V 直流，最大功率 1.1 瓦，转速 7000rpm。 齿轮箱齿轮箱 装在马达上，降低马达转速，输出比 64,8:1。 普通灯泡普通灯泡 9V 直流，0.1A。 聚光灯泡聚光灯泡 与普通灯泡相似，头上有透镜能聚焦光线 ，用来组成光幕。 光电管光电管 “感光传感器”，对亮度
12、有反映。它和聚焦灯泡配合使用，当有 光照在上面时，它产生电流，光遮住时没有电流。 触动开关触动开关 9V 直流，0.1A。 NTC 电阻电阻 热传感器， 可测量温度。 温度 20时， 电阻值为 1.5 千欧。 NTC 的意思是负温度系数，温度升高电阻值下降。 仙桃市青少年活动中心 http:/ - 3 - 1.3 认识接口板认识接口板 电源接口电源接口： 左上角有三个插孔，上负下正（外接 9V 电池） ，右为接地。左上角背面有一个电源插座，可接一个 9V1A 的直流电源。 程序开关程序开关： 在电源接口下方有 2 个红色按钮，上面一个为程序选择/程序启动按钮（Prog） 。接口板可永久保存 2
13、 个程序（Flash1 和 Flash2） ，通过长按此按钮选择程序 1、程序 2 或 RAM（内存存储器，断电会丢失程序） ， 短按此按钮启动所选择的程序。再短按一次就停止程序。 端口开关端口开关： 接口板与计算机相连可有 3 种连接方式，红外线、串口、USB。默认为自动选择。三个端口分别在 如图所示位置。 输入端口：输入端口： D1- D2：距离传感器输入 A1- A2：模拟电压输入 AX- AY：模拟阻抗输入 I1- I8：数字量输入 输出端口：输出端口： M1- M4：马达输出 O1- O8：灯输出（另一端接地） 距离传感距离传感器器 输入输入 模拟模拟电电压压 输入输入 模拟模拟阻阻
14、抗抗 输入输入 数字量数字量 输入输入 或或灯灯输出输出 O1- O8 马达马达输出输出 M1- M4 扩展槽扩展槽 串口串口 红外线红外线 9V 外外接接 电电源源 接接 地地 程序程序选择选择 /启启动动键键 端口端口 选择键选择键 USB 仙桃市青少年活动中心 http:/ - 4 - 第第 2 章章 编程软件编程软件 ROBO Pro 2.1 ROBO PRO 的安装的安装 安装 ROBO PRO 的系统要求： 一台计算机，奔腾处理器 600MHz 以上 32M 内存和 20M 硬盘。 分辨率 1024*768 以上的显示器 微软视窗操作系统 Windows 95，98，ME，NT4.0，2000 或 XP（本书以 XP 为例） 一个空闲的 USB 接口用以和 ROBO 接口板（货号 93293）相连。 首先，启动计算机进入 XP 操作系统。将安装光盘插入光驱，安装程序就自动启动了。 在出现的画面中点击最上面一行菜单中的安装安装，出现安装页面安装页面。 分别点击安装安装、升级升级、汉化汉化来完成慧鱼编程软件 ROBO Pro 的安装。 仙桃市青少年活动中心 http:/www.xtq
