郭 璐(哈爾濱市122中學(xué) 高二11班 黑龍江 哈爾濱 150000)

隨著人工智能的快速發(fā)展，機器人在人類的生產(chǎn)生活中已經(jīng)屢見不鮮。機器人是集合計算機工程，電子電氣工程，自動化工程等多種學(xué)科的高技術(shù)產(chǎn)物［1］。青少年參加機器人比賽能夠拓寬視野，培養(yǎng)邏輯思維和動手能力。該機器人設(shè)有多項國內(nèi)和國際賽事，可以使青少年在比賽過程中，通過自主設(shè)計，制作，安裝，編程和調(diào)試完成比賽任務(wù)，能夠培養(yǎng)青少年在科學(xué)，數(shù)學(xué)，工程和技術(shù)等領(lǐng)域的興趣［2］。學(xué)生不在只學(xué)習(xí)書本上的知識，也能培養(yǎng)自己動手能力和團隊協(xié)作能力，并為培養(yǎng)具有創(chuàng)新型工程師奠定基礎(chǔ)。本文通過對VEX機器人的特征，從設(shè)計，安裝，編程和調(diào)試等幾個方面，探討VEX機器人高效設(shè)計技巧，為讀者提供設(shè)計借鑒。

1 VEX機器人結(jié)構(gòu)特點

1．1傳動機構(gòu)特點:馬達、舵機和傳感器。馬達舵機等傳動機構(gòu)，作為機器人的“肌肉”主要起到執(zhí)行命令并使機器人完成任務(wù)。VEX機器人具有多種配件，如VEX－IQ機器人，該類機器人的配件數(shù)量為160多個。優(yōu)質(zhì)材料是實現(xiàn)機器人完成高難度動作的保障，同時可以增強機器人在比賽過程中的可靠性。制作材料強度高，可以使機器人在比賽或應(yīng)用過程中具有較強的抗沖擊力。一般來說機器人輪轂ABS注塑材料，輪胎為天然橡膠。

各類傳感器系統(tǒng)作為機器人的神經(jīng)中樞，起到傳遞各項指令重要作用;不同傳感器具有不同的功能，在使用過程中要注意其邏輯順序以及傳感器參數(shù)設(shè)置等問題，保證傳感器響應(yīng)正常。

1．2編程軟件特點:Easy C。軟件采用Easy C軟件［3］，該軟件能夠提供更專業(yè)的編程環(huán)境，具有齊全的邏輯模塊，可以提高代碼的效率，并且可以在線調(diào)試以及數(shù)模轉(zhuǎn)換等先進功能。Easy C軟件模塊化的程序設(shè)計適用強，對于使用而言，形象化的模塊設(shè)計更加容易地理解程序含義，從而實現(xiàn)高效編程。

2 VEX機器人高效設(shè)計方案

根據(jù)上述VEX機器人結(jié)構(gòu)特點和機器人賽事特點，本文將從以下五個方面對如何進行VEX機器人高效設(shè)計進行探討，旨在能夠為讀者提供借鑒。

2．1比賽前，首先要明確機器人需要完成的任務(wù);VEX機器人是工程機器人，對于不同的機器人比賽類別，機器人具有不同的結(jié)構(gòu)。因此在設(shè)計機器人之前，首先明確目的是至關(guān)重要的;

2．2根據(jù)任務(wù)特點選擇機器人需要的部件;VEX機器人具有上百個部件，選擇合適的硬件是機器人有能力完成任務(wù)的外在保障。對于機器人部件的選擇，既要滿足其完成各項任務(wù)的作用，又要講究機器人的美觀性。因此，進行機器人部件選擇時，需要慎重。

2．3根據(jù)設(shè)計圖紙進行實體拼裝;VEX機器人拼裝過程中，講究安裝的循序性，由內(nèi)及外，由局部到整體，對于各類傳感器可以優(yōu)先拼裝，保證在安裝過程中傳感器，電機和舵機等傳動部件不受損傷，并完成最終的機器人實體。

2．4采用Easy C軟件進行編程，為VEX機器人賦予“思想”?？紤]機器人完成各項任務(wù)時，需要進行各個動作，將其通過Easy C軟件轉(zhuǎn)化為各個子程序。為提高編程效率，需要將機器人的每一個動作做到量化，可以制定一個量化標(biāo)準(zhǔn)。比如，VEXIQ機器人進行環(huán)環(huán)相扣比賽時，機器人以怎樣的角度和高度才可以順利將環(huán)取走并套在制定位置處。

設(shè)機器人所使用的馬達轉(zhuǎn)速為n，機器人速度轉(zhuǎn)換比為m，機器人輪轂直徑為D，則在比賽過程中機器人需要移動的距離s和時間T的關(guān)系可以滿足以下定量關(guān)系式:

s=m×n×π×D×T (1)

因此在比賽過程中，可以通過可以控制馬達的始停時間T，即可完成機器人精準(zhǔn)的位移，從而提高機器人比賽效率。

2．5調(diào)試機器人，保證機器人控制系統(tǒng)和傳動機構(gòu)能夠有機的結(jié)合，提升機器人的適應(yīng)能力。

3 總結(jié)

本文通過對VEX機器人的結(jié)構(gòu)特征分析，給出了其結(jié)構(gòu)特點。然后從VEX機器人選件，設(shè)計，安裝，編程和調(diào)試等方面，給出了高效設(shè)計機器人的方法。其中，本文定量分析法將機器人編程和機器人運行過程相聯(lián)系，提高參賽者的編程效率以及模型化處理問題的能力，從而整體實現(xiàn)VEX機器人高效設(shè)計。