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# 第7章 障碍滑雪机器人的制作 ## ——障碍物间穿行的机器人 ### 7.1 引 言 下面我们来制作一台障碍滑雪机器人，它能在一字排开的障碍物——桩柱之间穿越前行。照片7.1为机器人穿桩时的情景，照片7.2为机器人外观。 **照片7.1 障碍滑雪机器人的动作**（8幅连续动作图，编号①-⑧） 我们对机器人运动的要求是它达到桩柱前后，绕桩柱一周折返，如此在桩柱之间不断往复穿行。如果调整适当，这种穿越运动能维持很长时间不停。 检测桩柱的方法是由机器人上的LED发出可见红光照射到桩柱上，利用光敏晶体管检测反射光线。 --- ### 照片7.2 机器人外观 - (a) 正面（标注：传感器） - (b) 侧面（标注：传感器） - (c) 后面 在2000年7月的《晶体管技术》杂志上，作者曾经发表过一台类似的障碍滑雪机器人作品，它的上面搭载的是PIC16F84单片机。该机器人基本动作依据的算法很简单，机器人做回转运动的过程中如果检测到下一根桩柱则切换旋转方向。最近作者认为，也许仅用逻辑电路就能实现同样的功能，因此制作了下面这台不搭载微控制器的障碍滑雪机器人。 ### 7.2 原 理 #### 7.2.1 传感器的构成 照片7.3所示为传感器部分，光敏晶体管安装在黑色的遮光筒里，它与照射角度很窄的高亮度LED绑在一起构成桩柱检测传感器。遮光筒的作用在于限制入射光线的范围，仅仅对小小的光点敏感，同时还将旁边并列的LED的直射光线和散射光线遮蔽掉。机器人的左右两侧分别安装了一个这样的传感器。 **照片7.3 光传感器**（标注：遮光筒、光敏晶体管、LED、传感器电路板） #### 7.2.2 检测桩柱的原理 当LED发出的红光照射到桩柱上时，光线通过漫反射返回来，由光敏晶体管检测出来。由于距离越近反射回来的光量越强，因此，当受光量大于某个阈值后，就能判定桩柱已经处于某一距离之内。 #### 7.2.3 回旋行走控制算法 该机器人具有以一定曲率沿顺时针、逆时针两个方向回转的运动能力。当逆 --- **页面信息：** 第69页 | 第7章 障碍滑雪机器人的制作