2018泰雅普积木式开源机器人
2018泰雅普积木式开源机器人
“室内导航挑战赛”竞赛规则/计分表
一、竞赛任务
比赛中，机器人从起点出发，完成倒车入库的任务后找到事先放置在圆形任务区的魔方，将魔方运送到正方形任务区的魔方放置点，之后小车回到到达区。
二、竞赛细则
1、比赛时间和计分方法
每个选手有两轮比赛机会，单轮比赛时间为2分钟。
单轮的比赛分=完成任务的分数+时间加成分数。
竞赛成绩统计时，取两轮的最好成绩为最终比赛成绩。
2、选手/队伍顺序
单轮比赛中，上一个选手开始比赛时，会通知下一个选手上场准备。
在规定时间内（裁判通知后的1分钟内）没有准备好的机器人的队伍将丧失本轮比赛机会，但不影响另一轮的比赛。
3、赛前搭建与调试
参赛队伍机器人可预先搭建和编程，比赛前一天有2小时编程调试时间。
每轮比赛开始前，机器人由裁判封存，参赛队员未经允许不得再接触机器人，否则将被取消参赛资格。
4、场地
比赛场地采用彩色写真布，有效尺寸1800mm*1100mm。
从场地上的起点区域出发，各个任务区之间无任何轨迹线引导。
下图是场地图形（该图仅供2017年泰雅普积木式机器人室内导航挑战赛示例参考用，实际场地以泰雅普官方提供或购买为准）：
图1.竞赛场地示意图
5、机器人规格和材料标准
（1）尺寸：机器人在起点区的最大尺寸为25cm×20cm×15cm（长×宽×高），离开出发区后，机器人的机构可以自行伸展，但必需确保通过终点区时的尺寸不大于25cm×20cm×15cm（长×宽×高）。
（2）控制器：每台机器人只允许使用一个控制器
（3）电机：机器人使用的直流电机或舵机数量不超过4个（包含4个）。
（4）传感器：机器人禁止使用带危险性传感器，如激光类传感器。
相同类型的传感器数量不超过3个（包含3个）。
（5）电源：每台机器人电源类型不限，但电源输出电压不能超过10V。
三、竞赛任务
1、竞赛任务设置
小学组和中学组任务相同。
2、竞赛中每轮比赛终止说明
（1）机器人到达终点区域，该轮比赛结束；
（2）竞赛中机器人脱离场地约束区，该轮比赛结束；
（3）竞赛中参赛选手主动放弃比赛，该轮比赛结束；
3、任务分解和评分标准
（1）出发
（a）任务说明
机器人垂直投影完全离开出发区域。
（b）得分说明
机器人成功完成出发任务记10分，失败记0分。
（2）倒车入库
（a）任务说明
机器人小车必须以倒车的形式完成停车入库动作。
（b）得分说明
机器人倒车进入黄色停车区，计20分；停车后任一车轮脱离黄色区域，扣10分。
（3）取魔方
（a）任务说明
图2.模型图
（b）得分说明
机器人进入圆形任务区，车体任何部分接触到魔方，则该环节计20分。
（4）放置魔方
（a）任务说明
需要机器人在没有引导线的情况下进入正方形任务区，将魔方放置在中央的绿色放置区。
（b）得分说明
机器人成功进入正方形任务区域计10分，失败记0分。
放置魔方后，魔方的投影面和绿色放置区重叠超过50%，计20分；低于50%，计10分。
成功进入终点区域的标志为，机器人的主投影面全部进入。
（5）回到达区
（a）任务说明
机器人在进入终点区域后停车。
（b）任务得分
成功完成停车任务记20分，失败记0分。
成功完成停车任务的标志为，机器人的所有主车轮（动力轮）全部停在到达区。
每个主车轮（动力轮）的地面接触点在停车后完全脱离到达区的，扣10分。
到达终点后，无停车动作的，则该环节失败。
四、相关名词
1、场地：包括场地写真布、场地模型、任务模型；
2、任务模型出界：移动物体的垂直投影与参照物（区域边界）分离即为出界，移动物体的垂直投影与参照物（区域边界）重叠或包含即为不出界。
3、出发：机器人离开起点的动作称为出发，完全离开起点即认为出发动作已完成。
4、终点：机器人的2个动力轮停在到达区即认为机器人到达终点。
5、终止比赛：
（1）比赛过程中，机器人或参赛队员故意破坏场地、干扰比赛或冲撞裁判
时，裁判有权直接终止比赛，之前得分有效，且不影响另外一轮比赛的成绩。
（2）比赛过程中，参赛队可以随时向裁判申请终止比赛，之前得分有效，且不影响另外一轮比赛的成绩。
五、其他
1、现场环境
（1）现场的电源
比赛现场提供当地标准电源接口，如果参赛队需要任何电压或者频率的转换器，请参赛队自行准备。
距离参赛队最近的电源接口可能距离参赛队的指定调试桌有一定的距离，请参赛队自行准备足够长的电源延长线，同时在现场使用延长线时请注意固定和安全。
（2）现场的光线
比赛现场为日常封闭照明，但是大赛组织方不保证现场光线绝对不变。
随着比赛的进行，现场的光线可能会有变化。
现场可能会有照相机或摄像机的闪光灯、补光灯或者其他赛项的未知光线影响，请参赛队员自行解决。
（3）场地平滑度
现场比赛的场地铺在地面上，组委会会尽力保证场地的平整度，但不排除场地褶皱等情况。
2、竞赛争议
竞赛期间，规则中如有未尽事项以竞赛裁判委员会现场公布为准。
2018年江苏省普及机器人大赛
泰雅普积木式机器人“室内导航挑战赛”记分表
参赛选手：___________________ 组别：小学初中高中
计分裁判：____________________
裁判长：_____________________
监督员：_______________________。
《认识开源机器人》教案 陶立樱公开课教案教学设计课件资料
5. 第五章：2课时。
《认识开源》教案
教学内容：
第六章：开源的技术原理
6.1 硬件组成
6.2 控制系统
6.3 传感器与执行器
第七章：开源的网络通信
7.1 网络通信原理
7.2 利用网络通信控 常见的编程语言介绍
8.2 使用编程语言控制
8.3 编程语言在开发中的应用
第九章：开源的项目实践
9.1 项目实践的意义
9.2 项目实践的流程
9.3 项目实践案例分享
第十章：开源的未来发展
10.1 行业的发展趋势
10.2 开源平台的未来发展
10.3 学生未来职业规划与展望
教学方法：
1. 讲授法：讲解开源的技术原理、网络通信、编程语言等基础知识；
2. 编程实践：评估学生在编程、调试开源方面的技能水平；
3. 项目实践：评价学生在项目实践和创新方面的能力；
4. 课后作业：巩固学生对课堂知识的理解和应用。
教学资源：
1. 开源硬件设备；
2. 开源编程软件；
3. 相关教材和参考资料；
4. 网络资源：介绍开源相关的网站、论坛、教程等；
5. 项目实践案例：提供成功的开源项目实践案例供学生参考。
3. 团队项目：评价学生在团队协作和创新方面的能力；
4. 课后作业：巩固学生对课堂知识的理解和应用。
教学资源：
1. 开源硬件设备；
2. 开源编程软件；
3. 相关教材和参考资料；
4. 网络资源：介绍开源相关的网站、论坛、教程等。
教学进度安排：
1. 第一章：2课时；
2. 第二章：2课时；
3. 第三章：3课时；
2.3 家庭领域
Mixly软件使用说明书 V.1.0
软件与驱动安装1.根据自己的电脑系统，安装相应版本软件，资料包中有相应的软件安装包（如图1-2所示），也可以在Mixly 官网下载（如图1-3所示），下载地址：/explore/software/mixly-arduinoWindows系统版的米思齐软件打开后界面如图1-5所示。
米思齐mac版下载，下载完成后解压，运行Mixly.jar文件即可在mac上打开米思齐软件如果软件不能运行，请在“偏好设置”-“安全与隐私”中，选择“通用”页面中，允许软件使用。
3)安装驱动如果Mixly软件安装好后，我们编写了代码，如果想要运行到设备上去，则还需要安装串口驱动，串口驱动为下载文件的CH341SER_MAC,该软件直接安装即可，安装成功后，“关于本机”-“概览”页面-“系统报告”-“USB”中，看到新增的设备。
到这里就基本安装完成了。
编译环境介绍Mixly的软件界面如图1-8所示。
●垃圾箱：用来移除不需要的积木块。
基础模块区和库模块区介绍Mixly 的基础模块区和库模块区，分为Mixly软件自带的一些积木块和自己导入的库积木块。
这些积木块都能够一一对应C语言代码，可以通过拼接不同的积木块来编写自己喜欢的程序，我们甚至不需用了解每块积木对应什么代码，因为当我们拖拽出积木块后，程序就被我们写好了，我们点击“代码”这个字段，就可以看到这些C语言代码了。
图1-9和1-10分别是模块和代码部分。
基础模块介绍Mixly的脚本标签下有多种种积木类型，有输入/输出，控制，数学，文本，数组，串口，通信，等，如果有兴趣可以自己去尝试实践，这里不做赘述，我们主要了解一下控制，数学，串口和逻辑这4个积木类型。
1)控制类积木里面都是控制程序执行流程的积木，主导程序，如图1-11。
图1-11 图1-12块积木一起使用，就可以编写这样的程序，意思是先判断这个条件是否成立，如果条件成立，那么就执行串口打印数字2。
打开串口监视器可以看到串口在循环打印数字“2”。
LasMAN使用手册
史陶比尔
杭州
机器人事业部
----------------------------------------------------LasMAN Operator Manual_S7.1 ___2/58-------- ------------------------------------------------
LasMAN 软件使用手册
——LasMAN-PC- V1.0
史陶比尔（杭州） 01//2011
前
言
编写本操作手册的目的是为了能使用户能最大程度的发挥出史陶比尔机器人的优点， 帮助其提 升工业自动化水平，生产出符合工艺要求的合格产品。 本手册可以作为集成商、最终用户的参考手册，也可以作为日常培训的培训教程。 根据手册的章节内容的设置，分为软件简介，安装，注册，卸载，联系方式，界面，操作及其 附录等部分。读者在阅读正文的过程中，有时作者会提示具体内容请参考附录。这些附录在手册的 最后章节。 在使用本手册过程中，如有任何疑问和建议，请联系杭州史陶比尔公司机器人部门，相关工程 师会帮您解答您的疑问。 请开始体验 LasMAN 给您生产带来的便利，希望它能给您带来不一样的机器人操作概念。 本手册由史陶比尔杭州公司工业机器人事业部编写，版权属 staubli 公司所有。未经作者正式书 面许可，不得以任何方式复制本文档的部分或全部内容。
目 录
1. LasMAN 软件简介...................................................................................................................................5 1.1 LasMAN 软件应用........................
ting ML智能机器人案例
ting ML智能机器人案例
Flippy：
CaliBurger汉堡餐厅正在招聘一个新员工，Flippy是一个人工智能驱动的机器人，用于将食材放置到合适的面包上，并翻转汉堡包。
机器人是由Miso Robotics公司设计的，能够代替人工处理烧烤的危险，以及机械的工作。
Miso首席执行官David Zito表示，Flippy将学习适应，并且可以接受培训，来完成机械化重复，不干净的、危险的工作，如煎鸡块，切蔬菜等。
ELLI•Q:
ELLI•Q是一款老年伴侣机器人，Elli•Q能够理解语境，并能在医学专家和其家人预设好的一系列目标下自动做出决定，如提醒老人散步，吃药，或是娱乐等。
Elli•Q还会询问主人是否想要通过Facebook Messenger等即时通讯平台与家人或朋友进行联系。
是由以色列的初创企业Intuition Robotics设计。
Domgy：
也许你正在寻找一种不同类型的机器人伴侣。
Domgy是一个人工智能宠物伴侣机器人，能够识别家庭成员的情绪和动作，并通过仿生表情来取悦主人。
它具有室内导航规划，运动控制，遥控功能，面部识别和声音
等功能。
它由中国公司ROOBO研发和设计。
Emotion AI:
人工智能不仅被消费者使用，而且可以用于吸引更多的消费者。
Affectiva研发的Emotion AI用于为数字世界带来情感和洞察力。
它可以预测媒体和广告消费者是否会发现喜欢和难忘的内容，或者是否提高了购买东西的可能性。
乐高机器人简介
乐高机器人简介乐高机器人，这一充满创意与智慧的玩具，正逐渐成为孩子们乃至成年人热衷的对象。
它不仅仅是一堆塑料积木的简单组合，更是一个能够激发无限想象力和创造力的神奇工具。
乐高机器人的组成部分丰富多样。
首先，乐高积木是基础，它们形状各异、颜色缤纷，有长条状、方块状、片状等等。
这些积木通过巧妙的拼接，可以构建出各种形状和结构。
而在机器人的核心部分，通常包含有电机、传感器、控制器等组件。
电机为机器人的运动提供动力，让它能够行走、转动；传感器则像是机器人的“眼睛”和“耳朵”，能够感知周围的环境，例如光线、声音、距离等；控制器则如同机器人的“大脑”，负责处理来自传感器的信息，并指挥电机做出相应的动作。
乐高机器人的魅力在于它赋予了玩家极大的自由创作空间。
无论是小朋友还是成年人，都可以根据自己的想法和创意来设计和搭建机器人。
你可以打造一个能够自动避障的小车，也可以构建一个会按照特定路线行走的机器人，甚至可以创造出一个能够完成复杂任务的智能机械臂。
这种自由创作的过程，不仅能够锻炼玩家的动手能力，还能培养他们的逻辑思维和解决问题的能力。
在教育领域，乐高机器人也发挥着重要的作用。
许多学校和教育机构将乐高机器人引入课堂，作为一种创新的教育工具。
通过参与乐高机器人的搭建和编程，学生们能够更加直观地理解科学、技术、工程和数学（STEM）等学科的知识。
比如，在搭建过程中，学生们需要运用物理知识来确保结构的稳定性；在编程环节，他们需要运用数学和逻辑思维来设计机器人的动作流程。
这种寓教于乐的方式，让学习变得更加有趣和生动，激发了学生对知识的探索欲望。
乐高机器人的编程环节也是其重要的组成部分。
编程可以通过专门的软件来完成，这些软件通常具有简单易懂的图形化界面，即使是初学者也能够轻松上手。
通过拖拽和组合各种编程模块，玩家可以为机器人设定不同的行为和动作。
编程的过程中，玩家需要思考如何让机器人按照自己的预期行动，这培养了他们的逻辑思维和算法设计能力。
全球十大工业机器人品牌!
全球十大工业机器人品牌！e-works导读工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
跟随e-works视角来看全球工业机器人十大品牌：作者：e-works综合整理FANUC（发那科）是日本一家专门研究数控系统的公司，成立于1956年。
是世界上最大的专业数控系统生产厂家，占据了全球70%的市场份额。
FANUC1959年首先推出了电液步进电机，在后来的若干年中逐步发展并完善了以硬件为主的开环数控系统。
进入70年代，微电子技术、功率电子技术，尤其是计算技术得到了飞速发展，FANUC公司毅然舍弃了使其发家的电液步进电机数控产品，一方面从GETTES公司引进直流伺服电机制造技术。
1976年FANUC公司研制成功数控系统5，随后又与SIEMENS公司联合研制了具有先进水平的数控系统7，从这时起，FANUC公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家。
自1974年，FANUC首台机器人问世以来，FANUC致力于机器人技术上的领先与创新，是世界上唯一一家由机器人来做机器人的公司，是世界上唯一提供集成视觉系统的机器人企业，是世界上唯一一家既提供智能机器人又提供智能机器的公司。
FANUC机器人产品系列多达240种，负重从0.5公斤到1.35吨，广泛应用在装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节，满足客户的不同需求。
2008年6月，FANUC成为世界第一个突破20万台机器人的厂家；2011年，FANUC全球机器人装机量已超25万台，市场份额稳居第一。
二、库卡（KUKA Roboter Gmbh）－德国库卡（KUKA）及其德国母公司是世界工业机器人和自动控制系统领域的顶尖制造商，它于1898年在德国奥格斯堡成立，当时称“克勒与克纳皮赫奥格斯堡（KellerundKnappichAugsburg）”。
公司的名字KUKA，就是KellerundKnappichAugsburg的四个首字母组合。
基于TwinCAT3的一种开源机器人控制系统设计
基于TwinCAT3的一种开源机器人控制系统设计黄睿;张新;朱华炳;张涛;曾亿山【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2024(24)4【摘要】目前主流工业机器人为封闭式控制结构,存在不开源、二次开发难的问题,因此设计一种基于TwinCAT3(the windows control and automation technology)的跨平台、可移植性好的机器人控制系统架构。
该架构包含视觉、运动控制和算法集成与仿真控制模块,采用倍福自动化设备规范(automation device specification,ADS)通信技术和实时工业以太网总线技术(ethernet for control automation technology,EtherCAT),建立以计算机(personal computer,PC)和倍福控制器为EtherCAT主站,控制多组从站执行器的一主多从工作模式。
该模式结合离线与在线控制、集成数字孪生技术,完成虚拟样机与物理样机的联动;采用开源可扩展架构,便于视觉算法、智能算法等算法集成。
经实验验证,此架构具有拓展性好、实时性强的特点。
【总页数】9页(P1561-1569)【作者】黄睿;张新;朱华炳;张涛;曾亿山【作者单位】安徽理工大学机械工程学院;合肥工业大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TP242【相关文献】1.一种基于总线的移动探测机器人控制系统设计与实现2.基于开源倍福控制系统的机器人控制系统设计3.一种基于卡尔曼滤波与模糊算法的变电站机器人组合导航及控制系统设计4.一种基于AM3358的示教机器人控制系统设计5.基于EtherCAT和TwinCAT3的协作机器人控制系统设计因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
nxt机器人(乐高)中文教程
nxt(乐高)中文教程一、教学内容本节课的教学内容选自《NXT(乐高)中文教程》第一章第四节，主要介绍如何使用NXT的传感器和执行器进行简单的编程控制。
具体内容包括：温度传感器的使用、触摸传感器的使用、电机的基本控制和传感器数据的读取与显示。
二、教学目标1. 学生能够理解NXT的基本组成部分及其功能。
2. 学生能够掌握温度传感器和触摸传感器的使用方法。
3. 学生能够通过编程控制电机实现基本运动。
三、教学难点与重点重点：NXT的基本组成部分及其功能、温度传感器和触摸传感器的使用方法、电机的基本控制。
难点：传感器数据的读取与显示、编程控制电机实现复杂运动。
四、教具与学具准备教具：NXT套件、电脑、编程软件。
学具：每位学生一台NXT套件、每组一台电脑、编程软件。
五、教学过程1. 实践情景引入：让学生观察并描述NXT的外观和组成部分。
2. 知识点讲解：介绍NXT的基本组成部分及其功能，如电机、传感器、触摸屏等。
3. 例题讲解：示范如何使用温度传感器和触摸传感器进行编程控制。
4. 学生动手实践：让学生分组进行编程实验，使用温度传感器和触摸传感器控制NXT的运动。
5. 随堂练习：让学生编写程序，实现使用传感器数据控制NXT的运动。
6. 知识拓展：介绍如何使用编程软件进行电机控制和传感器数据的读取与显示。
六、板书设计板书内容：NXT基本组成部分及其功能、温度传感器和触摸传感器的使用方法、电机的基本控制。
七、作业设计1. 请用编程软件编写一个程序，实现使用温度传感器控制NXT的运动。
答案：根据温度传感器的数据，控制NXT的电机进行相应的运动。
2. 请用编程软件编写一个程序，实现使用触摸传感器控制NXT的运动。
答案：根据触摸传感器的状态，控制NXT的电机进行相应的运动。
八、课后反思及拓展延伸本节课学生掌握了NXT的基本组成部分及其功能，能够使用温度传感器和触摸传感器进行编程控制。
但在传感器数据的读取与显示方面，部分学生仍存在困难，需要在课后加强练习和指导。
乐高机器人介绍PPT课件
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案例展示：简单项目实现过程
实现过程
1
设计小车结构和寻迹原理
2
3
选择合适的乐高组件进行搭建
2024/1/26
20
案例展示：简单项目实现过程
01
配置编程环境，编写控制程序
02
进行测试和调试，优化程序性能
03
完成项目总结和分享
2024/1/26
21
04
进阶技能与挑战赛事
2024/1/26
22
进阶技能学习建议
2024/1/26
掌握基础编程知识
学习乐高机器人编程，需要具备一定的编程基础，如了解变量、循环 、条件语句等基本概念。
熟悉传感器与电机控制
乐高机器人通过传感器感知环境，通过电机控制实现动作。需要熟悉 各种传感器的原理及使用方法，以及如何通过编程控制电机。
学习机器人结构设计
了解基本的机械原理和结构设计方法，能够根据需要搭建出稳定、灵 活的机器人结构。
心态调整同样重要
比赛过程中可能会遇到各种困难和挑战，保持积 极的心态能够帮助团队更好地应对压力和挑战。 同时，也要学会在失败中汲取教训，不断总结经 验，为下一次比赛做好准备。
25
05
教育应用与拓展活动
2024/1/26
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在校教育中的应用场景
课堂辅助教学
利用乐高机器人进行直观演示， 帮助学生理解抽象概念，提升教
乐高机器人编程软件
提供图形化编程界面，支持多 种编程语言，如Scratch、 Python等。
2024/1/26
编程语言
支持多种编程语言，如C、C、 Java等，方便用户根据自己的 需求进行编程。
软件功能
提供丰富的软件功能，如变量 定义、条件判断、循环控制、 函数调用等，方便用户编写复 杂的程序。
乐高小颗粒搭建课件：六足行走机器人
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
搭建样例
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
搭建样例
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
六足行走模式
六足机器人：仿生六足机器人又叫蜘蛛机器人，顾名思义，六
足机器人架构中借鉴了自然界中昆虫的行走方式，是多足机器人 的一种。
六足步行机器人的行走方式是多样的，最典型的行走方式是 模仿六足纲昆虫的三角步态。
三角步态：六足昆虫行走时，一般不是六足同时直线爬行，而
是将三对足分成2组，每组三只足，以三角形支架结构交替前进。
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
下次再见
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
搭建样例
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
差速运动控制
六足机器人中，左侧三个脚的电机转速100rpm，右侧 三个脚电机转速200rpm,则机器人会？ A．向前直走 B．向前走并向左转 C．向后退 D．原地不动
—— 致力于让更多的孩子成为改变世界的人 ——
综合运用知识：
1、三角步态：三角形具有稳定性； 2、齿轮垂直传动：改变力的传动方向。 3、曲柄摇杆结构：可以将圆周运动转换为往复摆动 4、学习差速运动控制。