简易机器人.doc

全 国 青 少 年电 子 制 作 锦 标 赛简易机器人(B型)竞赛() 简易机器人(B型) 构造(二) 简易机器人(B型) 原理(三) 简易机器人(B型) 制作(四) 简易机器人(B型) 竞赛() 简易机器人(B型) 构造简易机器人(B型) 全貌一. 简易机器人(B型)的机械组成1、躯干 2、上肢 3、下肢 4、C型脚 5、Z型连杆 6、L型连杆 7、曲柄 8、开关支架 9、花型螺帽 10、球型垫圈 11、附件：铁螺丝、木螺钉、垫圈。 二. 简易机器人(B型) 的电路组成1、电池盒 2、开关3、电动机 4、印刷电路板(二) 简易机器人(B型)的原理一. 简易机器人(B型)的控制电路 1.电路图 2.元器件印刷电路板( B型) 1 块电阻 30 k 1 只时基电路 NE-555 1 块 电阻 100 4 只 八脚座 (双排) 1 只 发光二极管 3 红 2 只 发光二极管 3 绿 1 只电容器 220F/50V 1 只电容器 0.1F (104) 2 只 三极管 8050 (NPN型) 1 只可变电阻 1M (105) 1 只 拨动开关 (单刀双掷) 1 只 可变电阻 100K(104) 1 只 电动机 (带变速箱) 1 只电池盒 (4.5V帶3V引线) 1 只 导线 (10cm长)黑、黄、蓝 各1根3. 印刷电路板(1) . 铜箔面图(2) . 无铜箔面图(元器件安装图)二. 简易机器人(B型) 的电路原理1、几点说明：（1）、电源开关采用拨动开关（单刀二掷），一挡为4.5V电源负极与电路地接通端，另一挡为电源“关”，同时又是电容器220f “放电清零”端。（2）电源电压分两档：4.5V为控制电路工作电源、3V为电机工作电源。2、电路原理分析： （1）、当拨动开关置于“关”的位置时，电容220f清零。由于4.5V电源处于“关”的状态，因此“555” 单稳态定时电路处于不工作状态,当然电机不转。（2）、当拨动开关置于“开”的位置时， “555” 单稳态定时电路开始工作，并由“稳态”转入“暂态” 。电源4.5V正极经电位器1M、100K、电阻100K后对电容（220f）开始充电，此时“555”单稳态定时电路输出端3脚，由原来输出低电位反转为输出高电位，使三极管8050导通，两个工作指示红色发光管点亮，同时电机开始转动，使“筒易机器人”动作。（3）、在对电容器充电的过程中，2(6) 脚的电位也隨之升高，只要2(6) 脚的电位U2(6) 2/3 U总(4.5V) 时,输出（3脚）总是高电位, 三极管8050总是导通, 电机总是在工作，定时电路处于“暂态”； 当2(6) 脚的电位U2(6) 2/3 U总(4.5V) 时, 输出（3脚）反转为低电位，三极管8050截止，电机停止工作，定时电路处于“稳态” ，这时集电极电位升高，使绿色发光管点亮，而红色发光管熄灭。（4）、 “555”单稳态定时电路“暂态”(定时)的时间长短，取决于电路R与C的大、小,由于电容是固定值，所以电路以调节可变电阻1M和100K的大小来调节定时时间，因1M电位器阻值大，调节较明显，称之“粗调”，而100K为微调。定时电路的电容器的充电时间即为“暂态”的时间，也就是简易机器人的定时时间。（5）、电路中二只0.1F电容，主要用来防止电机工作时产生的高频杂波的干扰。（6）、当拨动开关置于“关”时，绿色发光管熄灭，220F电容放电清零。准备再次工作，“筒易机器人”就如此可以周而复始地工作。(三) 简易机器人(B型) 制作一、上、下肢的装配和连接1.上肢的组装用中号木螺钉把上肢和Z型连杆连接起来。注意: 左、右上肢不同，上肢的光面向外。方向不能装反。 2.下肢的组装用小号木螺钉把下肢和C型脚连接起来。注意: 左、右下肢不同，下肢的光面向外，下肢的方向不能装反。 3.上、下肢的连接 、用中号铁螺丝、垫片把下肢和L型连杆连接起来。、用大号铁螺丝和花型螺帽把Z型连杆和L型连杆连接起来。 注意：L型连杆左右不同， Z型连杆在螺帽和L型连杆的中间。二.躯干的组装 1、画轴线 a、在底板的正、反面，沿躯干上身底边各画一条水平轴线。b、在底板的正、反面各画一条竖直的中轴线。2、安装电动机a、把电动机（带齿轮箱）放在底板的正面，使中缝线与竖直中轴线重合。b、用小号木螺钉把电动机固定在底板上注意：上方两只小木螺钉应装在水平轴线下面（但不超过1厘米为好）。3、安装电池盒 a、把电池盒放在底板的反面，使电池盒上边框与水平轴线重合，并使电池盒中缝线与底板竖直中轴线重合。b、用小号木螺钉把电池盒固定在底板上。4、安装开关a、用小号木螺钉把开关支架固定在底板头顶部，使它正好与顶部的园内接。b、用小号铁螺丝把开关固定在支架上。三.控制电路(印刷电路板)的制作1、印刷电路板的图文资料(1) . 铜箔面图17(2) . 无铜箔面图(元器件安装图)2、印刷电路板的装配和焊接、 检查元器件、插装元器件先小后大、先低后高、先难后易。 、焊接元器件和印刷电路板的引出导线元器件焊接要符合常规，多余引脚要剪平。、控制电路的连接电池盒白线 印刷电路板a点电池盒红线 电动机正端 电动机负端 印刷电路板b点黄线 电池盒黑线 开关单触点开关中间常触点 印刷电路板c点黑线开关另一单触点 印刷电路板d点蓝线四.整体装配1、固定印刷电路板用小号木螺钉把印刷电路板固定在底板反面的电池盒上方恰当位置（注意上下、左右的对称）。 2、上肢与躯干的连接用大号木螺钉穿过上肢中孔，再穿过球型垫圈把上肢与躯干连接起来。3、曲柄与L形连杆的连接在电动机轴两端分别装上曲柄，用中号木螺钉把曲柄和L型连杆连接来。五.调试1、手提调试手提机器人，接通电源，进行机械动作、定时时间的调试。 、机械动作的调试观察机器人机械动作，适当调节肩部、上下连杆间、曲柄与下连杆间的螺丝的松紧，使动作协调自如。、定时时间测试a、定时最大值的测试将1M、100K可调电阻调至最大值（逆时针方向旋到底），通电后记下机器人停止动作所用时间就是定时最大值。b、定时最小值的测试将1M、100K可调电阻调至最小值（顺时针方向旋到底）， 通电后记下机器人停止动作所用时间就是定时最小值。2、行走调试 、行走方问的调试若行走方问发生偏离，主要靠反复调试两侧的肩部螺丝、连杆上的各种螺钉来纠正的，还应检查左、右下肢是否有长短。、定点行走的时间调试a、粗调：根据比赛跑道长度和机器人行走的快慢估计所需时间，参考定时的最大值，粗调1M可调电阻，使机器 人行走定点在最高分值区（可能要进行多次试走和粗调）。b、微调在定点行走时间粗调的基础上再微调100K可调电阻尽可能使机器人行走定点在最高分值区的中间位置。(四) 简易机器人(B型) 竞赛一.简易机器人竞赛规则 1.竞赛项目(1)、青年(高中)、少年(初中)、几童(小学)组简易机器人制作竞赛（简称制作赛）；(2)、青年(高中)、少年(初中)、几童(小学)组简易机器人行走定点竞赛（简称定点赛）。2.竞赛办法(1)、简易机器人制作赛：参赛选手自带制作工具和未经任何处理的指定简易机器人制作套材，在规定时间内（40分钟），完成简易机器人的制作，并完成手提演示行走20秒内的定时功能调试。(2)、简易机器人行走定点赛：参赛选手在规定时间内（15分钟），在抽签决定的专用跑道上完成简易机器人的行走调试和定点调试，随后在该专用跑道上连续完成两次定点行走。3.评判规定(1)、简易机器人制作赛评判规定：凡属下列情况之一者，均判简易机器人制作不合格（无成绩）或给予加时处罚：、事先对简易机器人套材的元器件进行了加工处理；、未按图纸和说明书要求组装；、未按控制电路说明书要求制作；、未能在限定时间（40分钟）内完成制作；、手提演示行走动作不正常；、手提演示行走动作时，发生零部件脱落；、手提演示行走动作时，红、绿灯指示不正常；、手提演示行走动作时，控制电路未能调整到定时20秒内的功能；、控制电路的安装、焊接违反现场电子制作有关规定；、不服从裁判，又不按程序提出申诉，并严重影响竞赛进行者，违反锦标赛其他有关规定者。(2)、简易机器人行走定点赛评判规定： 凡属下列情况之一者，均判简易机器人这次定点行走无成绩：、裁判尚未发出“预备开始” 的口令，简易机器人已开始行走；、行走时跌倒； 、行走或停止时踩到或超越起跑线、边线、底线；、行走或停止时发生零部件脱落；、行走过程中提供任何人为帮助；、行走超过3分钟而不停止；、红、绿灯指示不正常；、更换了裁判做了标记的另部件；、不服从裁判，又不按程序提出申诉，并严重影响竞赛进行者，违反锦标赛其他有关规定者。4.名次评定(1)、简易机器人制作赛名次评定：简易机器人制作判定合格的选手，以其完成制作的时间作为制作成绩（精确到秒）。制作时间少者，名次在先。简易机器人制作判定不合格的选手，则无成绩，不参与名次的评定。(2)、简易机器人行走定点赛名次评定：参赛选手的简易机器人在行走定点赛中，停止行走时，所用时间为行走时间（精确到秒）；所在区域的分值为行走分值。行走时间和行走分值为一次定点赛成绩。连续两次定点赛成绩之和为该选手最终成绩。分值多者名次在先，分值相同时，以行走时间少者名次在先。行走分值是以机器人停止行走时，接触跑道的C型脚所在区域的分值为准。若C型脚同时接触两个区域，则取分值少者为行走分值。5.奖励办法(1)、个人单项等级奖：按竞赛项目(简易机器人制作赛和定点赛)分别以高中、初中、小学3个组别统计单项名次。根据参赛人数和单项名次，各单项(简易机器人制作赛和定点赛)分别设一、二、三等奖若干名。(2)、个人全能名次奖：个人全能名次，以个人各单项(简易机器人制作赛和定点赛)名次之和排列个人全能名次（不得缺项），排名并列，以总时间少者名次在先。各组分别有10人(含)以上选手参赛的取前6名，6-9人参赛的取3名，3-5人参赛的取1名。(3)、单项团体等级奖：各组别男、女各3人(含)以上选手获得个人单项(简易机器人制作赛和定点赛)名次的团体，可参加单项团体奖的评定。分别以成绩最好的男、女各3名选手名次之和排列组别单项(简易机器人制作赛和定点赛)团体名次，根据各组别参赛队数按比例取一等奖、二等奖、三等奖若干名（已获得组别全能团体名次的队，不再参加组别单项团体等级奖评比）。(4)、全能团体名次奖：各组别男、女各3人(含)以上选手获得个人全能名次的团体，可参加全能团体名次奖(即团体奖)的评定，分别以成绩最好的男、女各3名选手名次之和排列组别团体名次，排名并列，以总时间少者名次在先。各组分别有10个队(含)以上团体的组别取前6名，6-9个队参赛的取3名，3-5个队参赛的取1名。(5)、其他奖励：竞赛组委会将根据各队或各地组织竞赛活动的情况和指导选手获奖成绩，评选优秀组织奖和优秀辅导员若干名。报到时请提供单位盖章的申报材料。6.竞赛场地(1)、简易机器人行走定点赛场地（简易机器人竞赛专用跑道），要求平整、无明显坡度、无障碍。(2)、专用跑道长198厘米、宽100厘米 ，区域间隔见示意图，区域间隔线宽0.5厘米。(3)、专用跑道示意图：二. 简易机器人竞赛程序1.简易机器人制作竞赛程序(1)、检录：参赛选手自带参赛证、未经处理的指定简易机器人套材和制作工具（电烙铁、烙铁架、松香焊锡丝、钭嘴钳、螺丝刀、镊子等），按竞赛日程表规定的检录时间到检录室报到，检录裁判说明检录注意事项并进行相关检查，样机不得带入检录室和赛场。(2)、入场：由检录裁判按序、分批将参赛选手带入指定赛场。赛场裁判指挥选手对号入座。参赛选手展示参赛证、自带未经处理的指定器材和制作工具。(3)、宣讲：赛场裁判长宣讲制作竞赛注意事项，并进行安全教育。(4)、检查：赛场裁判检查选手参赛证、自带的未经处理的指定器材和制作工具。(5)、准备：接通电源。赛场裁判在躯干（底板）、印刷电路板上做规定的记号。在完成相关准备工作后，由赛场裁判长向发令裁判长示意。(6)、开赛：根据发令裁判长的指令，计时裁判回表，当发令裁判发出“预备开始” 的指令后，计时开始。(7)、完成：参赛选手在完成简易机器人的制作和相关的调试（行走、30秒内的定时功能）后，即可起立、报号、离座，计时裁判随即终止该选手的制作计时（精确到秒）。(8)、评判：赛场裁判根据选手制作的机器人的制作情况、行走情况、30秒内定时功能情况来评判制作的机器人是否合格，并说明判不合格的依据。评判后的机器人放在桌上角，选手不得接触、调试。(9)、签字：赛场裁判将记有制作是否合格和制作时间的成绩表交选手签字认可。若对评判不服，可在签字后注明要申诉，并按有关程序进行申诉。(10)、结束：简易机器人制作赛限时40分钟，结束前3分钟发令裁判长会发出“还有最后3分钟” 的提示。限定的时间到后，发令裁判长会发出“时间到” 的口令，制作赛结束，未完成制作者，作超时论处，制作赛无成绩。2.简易机器人行走定点竞赛程序(1)、准备：赛场裁判长宣讲定点竞赛注意事项，抽签确定选手跑道，准备工作完成后，赛场裁判长应向发令裁判长示意比赛准备就绪。(2)、调试：当发令裁判长发出“调试开始”的口令后，选手即可在既定的跑道上进行行走、定点的调试，调试时间限定15分钟，在调试结束前3分钟，发令裁判长会发出“还有3分钟”的提示。制作赛不合格而兼报定时赛的选手，允许在这15分钟内继续完成制作和调试。“时间到” 的口令发出后，停止任何操作。裁判对在调试时间内继续完成制作的机器人应确认是否合格，能否参加定点赛。参加定点赛的机器人按序排放在跑道边，不得再进行校正或