慧鱼避障机器人模型控制系统

提要：本文以慧鱼避障机器人模型为对象，研究通过LLWin软件与VB编程实现对其避障动作的控制。

关键词：慧鱼模型 避障机器人 串行通信 LLWin

1、慧鱼机器人模型简介

慧鱼创新组合模型（fischertechnik）,又称为“工程积木”,是一种模块化、可拼装的、灵活、易扩充的创新教学工具,拥有一般工程机械制造所需要的各种型号和规格的零件，慧鱼创新组合模型是由德国慧鱼公司开发，由机械构件，微型电机，传感器，气动元件，电脑接口板以及控制软件组成，它以机械传动为核心，融传感器技术，计算机技术，自动控制技术，机器人技术为一体的教学及仿真模型。避障机器人模型控制系统实质上是一个小型的微型机算机控制系统。

微型机算机控制系统是由计算机和对象两大部分组成。系统基本框图如图1-1所示。

图1-1计算机控制系统框图

图1-2避障机器人模型控制系统框图

在微型机算机控制系统中，只要运用各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序。微处理器执行这样的程序，就能实现对被控对象的控制。

避障机器人模型控制系统框图如图1-2所示。微处理器中存有电脑程序，可根据不同的DI量发出相应的指令。系统中的I/O量都是数字量，所以只需要使用智能接口板中的DI/O功能。根据DO量，马达可以正转、反转或停止，使避障机器人模型向不同的方向运动。当模型遭遇障碍时，触敏传感器――开关被按下，反馈DI量到微处理器。

2、慧鱼避障机器人模型结构及功能

慧鱼机器人模型的所有构件主料均采用优质的尼龙塑料，辅料采用不锈钢芯、铝合金架等。

在避障机器人模型中采用了机械构件、电器构件。

机械构件主要包括：齿轮、联杆、齿轴、凸轮、曲轴、万向节、涡轮、涡杆、差速器、齿轮箱等。

电器构件主要包括：直流电机、传感器（触敏）、电脑接口电路板、可调直流变压器。

模型实现的功能：

（1）开始运行程序，机器人前进或后退；

（2）左、右前方出现障碍时，机器人停止――倒退――左转――前进；

（3）正前方出现障碍时，机器人后退――左转――前进；

（4）后放出现障碍时，机器人前进。

3、基于VB的避障机器人模型控制系统

3.1VB简介

VB是一种可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，可用于开发Windows环境下的各类应用程序。在VB环境下，利用事件驱动的编程机制、新颖易用的可视化设计工具，使用Windows内部的应用程序接口（API）函数，以及动态链接库（DLL）等技术，可以高效、快速地开发出Windows环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件系统。

3.2VB串行通信控件MSComm

4、属性说明

（1）CommPort属性：用于设置或返回通信连接端口号码。

（2）Setting属性：用于设置初始化参数。以字符串的形式设置或返回联机速率、奇偶校验、数据位、停止为4个参数。默认值是“9600,N,8,1”；

（3）PortOpen属性：用于设置或返回通信连接端口的状态。串行通信端口各项功能都是在PortOpen的True与False之间完成的；

（4）Input属性：用于从输入缓冲区返回并删除字符；

（5）Output属性：用于将要发送的数据输入传输缓冲区；

（6）InputLen属性：用于指定由串行端口读入的字符串长度或字节数；

5、程序开发

模块(module)是相对独立的程序单元。在VB中主要有两种模块，即窗体模块、标准模块。

6、标准模块设计

本程序中的标准模块Main.bas只含有全局变量声明而不含任何过程，VB解释程序不对它进行任何指令解释。这样的标准模块在所有基本指令开始之前进行处理。全局变量用Public说明。

7窗体模块设计

本程序的窗体模块命名为FischerMain.frm。

程序中的strHexToByteArray过程用于将字符串表示的十六进制数据转化为相应的字节串并返回转化后的字节数，该过程中还将调用另一个过程ConvertHexChr将字符表示的十六进制数转化为相应的整数，如果错误则返回-1。

8、小结

通过LLWin软件与VB编程实现慧鱼避障机器人避障动作的控制，实验证明：基于图形化程序设计软件LLWin实现模型的避障功能，用VB开发控制系统中各环节的相关程序块，并用MSComm控件实现RS-232串行通信控制，可以完美地实现慧鱼机器人模型的避障功能。

参考文献：

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