教育版机器人入门教程(乐聚机器人)

乐聚机器人目录Contents教育版机器人简介一二三简化版软件使用教育版机器人及软件介绍四传感器使用例程教育版机器人简介一内置传感器传感器扩展、输出口教育版简介：以AELOS机器人为核心，采用电脑编程、手柄控制的方式融入课堂。支持动作编辑、语音播放、各类竞技、传感器扩展、输出等多种功能。教育版设计理念：开放式的教育、研发平台教育版核心：任务驱动式开发教育版机器人介绍41.正面：教育版机器人介绍42.背面显示屏：1号输出端3号传感器2号传感器红外感应地磁感应教育版机器人介绍44、基本模块介绍：（1）1号端口为输出端（2）2、3、4号端口为自行选择安装传感器端口（3）5号传感器为红外测距传感模块（4）8号传感器为地磁传感模块（使用时需要重启一次机器人，并将机器人自转一圈来提高模块感应角度的灵敏度）注意：1号端口是输出端口，只能放置“LED灯”与“风扇电机”，误放可能会导致传感器或主板烧坏！！！教育版机器人介绍45.传感器介绍：（1）触碰开关：我们可以把它理解为一个开关，按一下打开，再按一下关闭。教育版机器人介绍4（2）：触摸传感器：和触碰开关相似。识别人体触摸信号，能编程达到当人触摸时机器人做欢呼等动作。教育版机器人介绍4（3）风扇：其原理是一个电机（英文：Electricmachinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。可进行灭火实验等。教育版机器人介绍4（4）火焰感应器：能够感应火焰的传感器。可用于机器人灭火实验。教育版机器人介绍4（5）：人体红外传感器：根据红外线反射的原理研制，根据反射光谱可识别人类的传感器。可分辨人类和其他障碍物。教育版机器人介绍4（6）：LED灯：其原理为发光二极管（英语：Light-EmittingDiode，简称LED）是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。教育版机器人介绍4（7）：气敏传感器：能够感应刺激性气体浓度的传感器。教育版机器人介绍4（8）：光敏传感器：光敏传感器能感知周围环境光线的强弱程度，观察背面显示屏，发现光线越暗数值越小，反之越大。教育版机器人介绍4（9）：湿度传感器：能够感应周围相对湿度的传感器。教育版机器人介绍4（10）：温度传感器：能够感应环境温度的传感器。教育版机器人介绍4（11）：颜色传感器：能够感应光线颜色的传感器。目录Contents简化版软件使用二软件安装1配置工程文件23手柄设置及连接机器人4机器人演示5如何给aelos添加舞蹈6如何给aelos新编动作软件安装11.【软件版本】AELOS机器人PC端简化版安装程序2.【运行条件】PC版：支持运行windows7/windows8/windows10系统3.【软件操作】3.1获取在U盘中找到AELOS机器人PC端简化版安装程序。图1-1.AELOS_简化版.exe文件软件安装13.2安装3.2.1安装之前请先确定PC端windows系统的版本。3.2.2点击安装，选择安装要使用的语言，和安装位置。图1-2.安装路径选择图1-3.选择安装位置软件安装13.2.3安装完成界面如下，点击完成即可。3.2.4安装完成后会弹出DirectX系统修复工具，点击OK。图1-4.安装成功界面图1-5.弹出DirectX界面软件安装13.2.4运行DirectX系统修复工具进行修复，点击“CheckandRepair”。图1-6.DirectX修复工具界面图1-8.修改程序设置成功界面软件安装13.3连接机器人3.3.1软件安装后双击桌面快捷方式图标，开启软件界面；图1-9.软件主界面软件安装13.3.2把机器人开关拨到“开机状态”；将USB数据线插入到机器人的USB接口，打开软件界面的数据接口；3.3.3连接串口：打开串口下拉菜单，点击串口COM6，在弹出的框中，点击下拉式列表框的三角形按钮，选择COM6串口（除COM1的另外一个串口就是机器人设备的串口）。图1-10.串口图标和串口选择软件安装13.3.4正确选择COM串口后，点击“打开串口”按钮，如果连接成功，将弹出“打开串口成功”的视窗，点击“确定”按钮即可。如果提示未连接成功，请检查USB数据线是否脱落，USB转串口驱动是否正确安装。图1-11.串口打开成功图标软件安装13.4断开机器人连接3.4.1点击“关闭串口”或直接拔掉机器人的USB数据线，机器人断开与电脑的连接。图1-12.关闭串口图标图1-13.串口断开提示配置工程文件21.打开软件双击软件快捷方式，打开软件界面之后，用USB线将机器人同电脑连接，打开“串口”。2.准备文件工程文件会放在附赠U盘内，名称为程序示例—简化版。打开文件夹如下图：图2-1.工程文件夹配置工程文件23.打开串口打开软件界面，打开串口，选择“打开”按钮4.选择文件夹选择桌面已配置好的“工程文件”选择其中一个文件，例如：足球。图2-2.软件界面“打开”图标图2-3选择文件配置工程文件25.选择.Pro文件选择文件夹里面的“.pro”文件，然后点击“打开”按钮。图2-4.选择.pro文件配置工程文件26.查看“动作命令”栏打开“.pro”文件之后，查看“动作命令”栏，记住每一个动作对应的“按键”序号，此序号和操控手柄的序号是相对应的；例如：“右守门”动作对应的按键序号是“10”号按键，在手柄上按“10”号按键，机器人就能实现该动作。。图2-5软件动作命令栏界面配置工程文件27.下载文件选择“一键下载”按钮，将“工程文件”导入到机器人图2-6.软件界面一键下载图标配置工程文件2下载过程如下图，提示窗口显示“下载成功”窗口，点击“OK”。弹出“串口断开”提示框，说明“工程文件”已成功下载至机器人。图2-7.下载成功提示图标2-8串口断开图标配置工程文件28.设置机器人信道

默认信道为3，如果可以控制机器人可以选择跳过此步骤.8.1打开信道图标双击软件快捷方式，打开软件界面之后，用USB线将机器人同电脑连接，打开“串口”。2.打开软件界面的“信道”图标，弹出“信道设置框”;图3-1.软件界面信道设置图标配置工程文件28.2设置信道数值。设置“信道”数值，范围在“1-99之间”，例如：设置信道值为：12，输入12即可，随机点击“确定按钮。”提示“信道设置成功”即可“断开串口”完成信道设置。图3-2.信道数值设置栏图3-3.设置信道成功图标机器人演示3手柄同机器人连接成功之后，根据每个按键的功能及“AELOS简化版”软件中“动作命令”栏的按键序号进行对应操作，例如：按“按键10”机器人就会操作“右守门”动作。图5-2.动作命令栏按键序号标识教程：如何给AELOS配置舞蹈？41.双击“AELOS_简化版”图标打开软件；2.连接机器人并将机器人开机（参照操作连接机器人流程）；3.在软件界面左上角，点击，添加电脑桌面放置的工程文件中的，然后点击（参照配置工程文件流程）。4.查看动作命令栏：按键1——江南style舞蹈按键2——祝福吉祥舞蹈按键3——最炫民族风舞蹈选择：。5.设置机器人信道，点击信道图标，设置为12（1-99都可)，然后点击“确定”。教程：如何给AELOS配置舞蹈？46.配置手柄信道（参照第手柄配置流程）将手柄信道设置为：12；即：A摇杆按一下+B摇杆按二下。7．将机器人和手柄同时打开连接，进行操作演示：按“1号键”——机器人会表演：跳江南style音乐+舞蹈。按”2号键“——机器人会表演“祝福吉祥”的音乐+舞蹈。按“3号键“——机器人会表演“最炫民族风”的舞蹈+音乐。按“复位BACK键”——机器人会立即复位，停止当前动作，回到初始站立姿势。8．手柄其它按键和摇杆的功能（参照手柄设置流程中各按键的功能进行相应调试操作）。教程：如何给aelos新编动作？5

现在我们已经知道怎么给机器人配置舞蹈及其他动作。但这显然是不够的，当我们想自己给机器人新编动作我们应该怎么办呢，下面就来教大家如何新编动作哦。我们以简单的摆臂为例：操作1新建工程和动作

1.打开软件，点击左上角“新建”，新建工程，并取名为“基本动作”。

2.完成新建工程后，在动作视图中点击“新建动作”按钮，并给新动作取名为“摆臂”。图6-1.新建“摆臂”动作教程：如何给aelos新编动作？5

操作2设计动作指令1.确认Aelos机器人与电脑通过正确串口相连接。首先保存Aelos机器人的标准站立动作，这是一帧动作关键帧。在机值视图中点击“插入动作”，即可在代码视图中看到标准站立的动作指令。图6-2.插入标准站立动作关键帧教程：如何给aelos新编动作？52.于是初调，不需要动作特别精确，因此可以采用手工扭转法进行动作设计。切记，手工扭转法需要对Aelos机器人对应的部位进行解锁。

首先我们将右手解锁：在机值视图中点击“右手解锁”前的复选框，确认“右手解锁”前的复选框显示为方框，而不是色块，表示左手处于解锁状态。

3.右手解锁成功后，尝试扭转机器人的右手臂至动作关键帧标示的位置。图6-3.右手解锁示意图教程：如何给aelos新编动作？5图6-4.扭转左手到预定动作状态教程：如何给aelos新编动作？54.手工扭转右手到位后，再次点击“右手解锁”前的复选框，确认“右手解锁”前的复选框显示为色块，而不是方框，表示右手处于加锁状态。点击“插入动作”，将此动作关键帧的动作指令插入动作中，相应的动作指令将出现在代码视图中。图6-5.插入右手臂动作关键帧教程：如何给aelos新编动作？55.同理，我们同时解锁右手和右手，扭转到预定动作状态，插入第三幅关键帧。图6-6.第三幅关键帧插入示例教程：如何给aelos新编动作？56.最后插入一幅站立动作关键帧。可看到与第一幅相同。图6-7.第四幅关键帧插入示例教程：如何给aelos新编动作？57.点击保存，一键下载到机器人，就能用手柄操作“摆臂”动作了。如果动作不够完美再进行调整。但当动作复杂之后，会出现重心不稳和动作衔接以及运动速度等问题。可参考教材第八章到第十三章。

注意：添加动作前一定要再次点击解锁复选框将舵机锁定，机器人才能读到当前舵机数值！图6-8.保存后一键下载到机器人手柄设置及连接机器人61.手柄按键功能介绍机器人手柄上共有15个按键和2个摇杆，每个按键对应一个发射信号。图4-1.手柄全景图及各按键识别标识手柄设置及连接机器人61.1开关键：为电源开关键。1.2BACK键：复位功能键，即按该键后，机器人马上停止动作，回到站立状态。1.3START键：不倒翁模式键，进入该模式，机器人处于最稳站立状态。1.4按键序号：1/2/3/4/5/6/7/8/9/10/11/12，12个按键对应12个动作设置。如果“动作命令”栏中有超过12的按键序号，例如：13或16为无效按键，手柄无法控制实现其动作功能。1.5A摇杆：即左摇杆，推动摇杆前后左右四个方向的功能是：1.6B摇杆：即右摇杆，推动摇杆前后左右四个方向的功能是：AB前（向前慢走）右（右移）左（左移）后（向后慢走）前（向前快走）后（向后快走）右（右转）左（左转）手柄设置及连接机器人62.遥控器信道数值的设置2.1确保遥控器电量充足的情况下，打开遥控器电源开关键，以红色提示灯亮为准。2.2进入信道设置模式：同时组合长按：“按键5”+“按键7”（即黄色Y键+绿色A键）5秒钟以上，当遥控器发出：“一声长响的轰鸣声”即进入信道设置模式。2.3设置信道值：该值设置的范围为：1~99；A摇杆：按一下代表10位。B遥杆：按一下代表个位，例如：把B摇杆按一下，就代表1.例如：将手柄信道设置为：12；即：A摇杆按一下+B摇杆按二下。（提示：通过摇杆设置信道值时，每按一下须听到摇杆听到发出一声“滴”声为准，否则速度太快没有听到提示音，代表数值输入失败）2.4确认信道设置：待数值输入之后，按“复位键”即：BACK键确认后，信道设置成功。手柄设置及连接机器人65.连接机器人5.1打开机器和手柄确认机器人电量充足，打开机器人电源开关键，以“机器人”的提示音和前面指示灯为准。5.2确定设备电量确认手柄电量充足；打开手柄电源开关键，以手柄电源“指示灯”为准；5.3连接信道等待3秒钟以上，等待“机器人”同“手柄”信道连接。5.4手柄操作无反应的解决办法5.4.1首先检查“机器人”和“手柄”电量是否充足。5.4.2在确保“机器人信道值”设置成功的前提下，按照【设置手柄信道】的方法重新设置“手柄信道”。手柄设置及连接机器人65.4.3双击打开“AELOS简化版”软件，重新设置机器人的“信道值”和查看“动作命令”栏每个动作对应的“手柄按键序号”。5.4.4再次按照【设置手柄信道】的方法重新设置“手柄信道”值，然后使“机器人”和“手柄”再次开机连接。图5-1.软件界面信道与按键对应标识目录Contents教育版机器人及软件介绍三软件界面介绍14编程指南3教育版机器人介绍2模块介绍软件界面介绍1教育版软件安装同简化版相似，这里就不再赘述。安装完成后在桌面生成教育版图标：打开软件界面如下图：1：工具栏2：指令栏3：程序视图4：动作视图5：机值视图图1-1.教育版软件界面软件界面介绍1串口打开方式与简化版区别：软件界面介绍1手柄信道设置与简化版区别：图1-2.左为专业版信道设置右为教育版信道设置模块介绍21.主要模块：（1）控制动作：控制机器人的主要模块；（2）基础动作：机器人基础动作集锦；（3）对抗动作：机器人对抗动作集锦；（4）足球动作：机器人足球动作集锦；（5）自定义动作：导入动作与自定义动作存放处；2.控制动作定义变量：定义变量的功能是用来定义一个初始的值；变量名称中输入一个随意的英文字母（不能使用非法字符），变量数值中输入一个随意的数字；比如：我们将变量设为A，数值为0。

模块介绍23.变量赋值:变量赋值用来改变定义变量中对应变量的数值；比如我们将A变量设为66。4.传感器端口:传感器端口的功能是用来读取对应传感器端口的数值，来改变定义变量或变量赋值中的变量数值；需要先定义变量。比如我们选用红外传感器放到端口2。模块介绍25.While循环：While循环的功能是将while循环模块中的程序一直循环，不再执行while循环模块外的程序；比如右图模块，aelos会一直执行下蹲动作。另外红色的开始到结束本身就是一个大循环。模块介绍26.For循环：For循环的功能是用来设置for循环模块中动作执行的次数，双击“多次循环”后会弹出一个设置循环次数的窗口；比如我们将循环次数设置为3，遥控器设置为1。如右模块机器人会连续拍手3次。7.If条件：If条件的功能是用来判断所预设的变量的值并进入所相对应的分支；模块介绍28.遥控器:遥控器的功能是让手柄能够控制机器人完成对应设定的动作；示例：加上遥控器模块后点击每个动作后右上角可以进行选择使用几号按键执行对应的动作；比如点击下蹲，遥控器设置为1，当我们按1键时，机器人会下蹲一次。模块介绍29.输出模块:输出模块中输出端口只能使用1号端口，输出信号为0是输出低电平（LED灯亮，风扇关闭），输出信号为1时输出高电平（LED灯灭，风扇转动）.10.延时模块:延时模块的功能是用来等待静止机器人的动作一段时间，延时单位为ms，右图中的延时时间为3秒.编程指南3首先利用USB线将机器人和电脑相连接，然后打开机器人开关，确认机器人通过串口已经正确地与电脑相连，界面中会显示当前的舵机数值。软件使用指南如下：（本节只讲解操作方法，有关逻辑控制在第四节讲到）第一步：双击打开教育版AELOS软件。第二步：打开后操作主界面如图2-1所示。图2-1.操作主界面编程指南3第三步：如图2-2操作界面1所示操作，拖曳“挥手”至“开始”与“结束”的中间线上完成编程的初始步骤，并设置机器人的“接受频率”如图2-2操作界面2所示。图2-2.操作界面1图2-3.操作界面2编程指南3第四步：保存，如图2-4操作界面3所示保存成一个“huishou20161202.ael”文件。注意：现在许多软件的使用中仍不支持汉字命名文件。所以，一般使用汉语拼音作为代替，而为了便于记忆、存储和更改，将会加入命名时间作为文件主名的组成部分。图2-4.操作界面3编程指南3第五步：将程序下载入机器人里。如图2-5操作界面4所示。点击“下载”，然后等待下载，完成之后点击“确定”。图2-5.操作界面4传感器使用例程四1.红外测距传感器（5号模块)：红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，[1]利用的红外测距传感器LDM301发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后利用CCD图像处理接收发射与接收的时间差的数据。经信号处理器处理后计算出物体的距离。在我们乐聚机器人身体里也内置的就是一个夏普红外测距传感器，用来实时监测我们与周围物体的距离。我们可以在aelos背后的LED信息屏中看到SAP就是红外测距传感器的实时监测数据。首先，通过试验，我们发现SAP的数值随着物体与机器人的距离增大而减小，也就是说当物体和机器人距离越小的时候,SAP的数值就越大，反之，物体和机器人距离越大的时候，SAP的数值就越大。我们选取了SAP数值是否小于50作为判断条件，在两种不同的情况下执行不同的动作指令。传感器使用例程四程序模块图如下：编译下载后，机器人遇前方障碍物时，背面数值小于50慢走，大于50会左转。传感器使用例程四2.地磁传感器（8号模块)：在我们乐聚机器人身体里内置的另一个传感器就是地磁传感器，端口位置为8号端口，LED显示屏中MAG的数值就是地磁传感器的数据。首先将aelos放在平坦的地面上，然后缓慢转动aelos，观察led屏幕上MAG数值的变化。我们会发现MAG的数值变化范围是0到360。正好是一个圆周的度数范围，所以我们可以把MAG数值和方向的关系在一个圆上表示出来，就可以得到这样一个对应图。认识了地磁传感器后，我们就试着来做一个“一路南行”的程序吧。程序效果是将aelos随机放在一个位置，然后通过地磁传感器感知所处位置，如果机西270度东90度南180度北0度器人正好朝南则一直向前行，如果并不朝南，则根据实际位置进行左转或右转调整位置。考虑到实际运行中存在的一部分干扰因素，我们将地磁传感器使用例程四传感器的数据范围分为三个部分，0度到170度意味着此时方向偏东，机器人需要右转调整方向，190度到360度则意味着此时方向偏西，机器人需要左转调整方向。如果是在170到190范围内我们认为机器人是面向正南方向的，不需要调整。我们通过if分支结构的嵌套来实现三部分数据的分类讨论，第一层if结构中判断条件为角度是否大于170，若小于170则执行右转，大于170的情况下进入第二层if条件判断。第二层判断条件为是否小于190，若大于190则执行左转，反之则为正南方向，一直前行。传感器使用例程四程序模块图如下：编译下载后，机器人在角度小于170时会右转，大于190时左转，在170和190之间向前慢走。传感器使用例程四3.触碰开关和触摸传感器：触碰开关是我们学习的第一块外接传感器，它与触摸传感器原理相似，这里就一起讲述。其工作原理是按下后改变电阻，并通过控制器处理后输出信号。把触摸传感器放到aelos的端口上时，我们可以看到此时对应端口的数值为255，即高电平，当我们用手按压下触碰开关的时候，端口的数值就变成0，即低电平，再按压一次则恢复为高电平。所以我们可以把它理解为一个开关，按一下打开，再按一下关闭。我们可以据此来设计我们的程序。下面以触碰开关为例：传感器使用例程四程序模块图如下：编译下载后，按下开关机器人会背手鞠躬。传感器使用例程四4.LED灯：

LED灯属于输出模块只能放于1号输出端。其原理为发光二极管（英语：Light-EmittingDiode，简称LED）是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。通过机器输出的电压来实现灯的点亮和熄灭。在程序和足够的电压支持下，机器还可以完成更多LED灯的控制，甚至完成特定的灯光效果。输出信号为1，输出端口为1，代表将端口1上的led灯点亮。同样的，再添加一个输出模块，将输出信号设置为0，输出端口不变，目的是将端口1上的led灯熄灭。传感器使用例程四程序模块图如下：编译下载后，LDE灯会循环闪烁，间隔1秒。传感器使用例程四5.风扇：风扇属于输出输出模块只能放于1号输出端。其原理是一个电机（英文：Electricmachinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。输出信号为1时，风扇转动，输出信号为0时，风扇不转动。6.火焰传感器：火焰传感器是机器人专门用来搜寻火源的传感器，当然火焰传感器也可以用来检测光线的亮度，只是本传感器对火焰特别灵敏。火焰传感器的检测角度为60度左右，对一般的火焰检测距离为80cm左右，火焰越大，可检测的距离越大，反之，火焰越小，可检测的距离就越小。当在检测范围内检测到火光时，输出低电平0，没有火光的时候则输出高电平1。我们这将两个传感器结合编写一个灭火程序。传感器使用例程四程序模块图如下：编译下载后，机器人会向前慢走，遇到火焰风扇会转动并挥手。传感器使用例程四7.人体红外传感器：能够区分人类和其他障碍物的设备——人体红外传感器。红外线感应器是根据红外线反射的原理研制的。即当人体的手或身体的某一部分在红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后输出信号。我们根据此原理编以下程序：传感器使用例程四程序模块图如下：编译下载后，当人出现在机器人前方大于