機(jī)器人，GO
——如何讓機(jī)器人走直線

文湖南師大附中1517班 段鄧彬沛

自從加入學(xué)校機(jī)器人競(jìng)賽隊(duì)后，我就被樂高機(jī)器人吸引，深深地喜歡上了它。在平時(shí)的訓(xùn)練課中，我發(fā)現(xiàn)機(jī)器人在多種情況下走直線時(shí)都會(huì)走偏，繼而導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)軌跡不確定，難以完成相應(yīng)的任務(wù)。

機(jī)器人的配置一般都很精良，為何走直線時(shí)頻出問題？如何解決？大多數(shù)情況下，影響機(jī)器人走直線時(shí)走偏的最主要因素是硬件結(jié)構(gòu)不夠合理、編程不完善，所以我從這兩個(gè)方面入手，嘗試解決問題。

一、硬件對(duì)機(jī)器人走直線的影響

1.問題分析

設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)，我重點(diǎn)考慮了重心、左右對(duì)稱以及結(jié)構(gòu)組成。搭建完成后，在測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)器人走直線時(shí)還是會(huì)往左偏。

2.解決方法

（1）對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)重新配對(duì)。

（2）重新搭建，多次組裝機(jī)器人。

（3）對(duì)機(jī)器人進(jìn)行配重。

我對(duì)以上三種方法分別進(jìn)行了測(cè)試。使用前兩種方法測(cè)試時(shí)，機(jī)器人仍出現(xiàn)走直線向左偏的現(xiàn)象，使用第三種方法對(duì)機(jī)器人的右邊進(jìn)行配重后，測(cè)試效果也不理想。既然從硬件上入手效果不佳，從編程上是否能改善機(jī)器人走直線時(shí)走偏的問題？

二、編程對(duì)機(jī)器人走直線的影響

我仔細(xì)觀察了出現(xiàn)左偏狀況時(shí)的機(jī)器人的整體狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)右邊的B馬達(dá)轉(zhuǎn)得快一些。能否從程序上對(duì)它進(jìn)行修正？

1.讓C馬達(dá)轉(zhuǎn)的角度減少5度，起動(dòng)延時(shí)0.3秒

編好程序后再進(jìn)行測(cè)試，雖然情況有所好轉(zhuǎn)，但機(jī)器人還是出現(xiàn)了整體左偏的現(xiàn)象，沒有達(dá)到走直線的要求。

2.運(yùn)用陀螺儀傳感器進(jìn)行修正

以下是我寫的程序。

修改程序后測(cè)試，機(jī)器人走直線時(shí)走偏的問題得到了解決。多次測(cè)試后又發(fā)現(xiàn)，因陀螺儀的漂移出現(xiàn)了左偏得更多的現(xiàn)象，但拔一下陀螺儀的線又好了?？磥砝猛勇輧x傳感器修正也不是最佳解決辦法。

3.運(yùn)用加速來修正左偏

我反復(fù)觀察了機(jī)器人運(yùn)行的實(shí)況，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人啟動(dòng)時(shí)，馬達(dá)啟動(dòng)有快有慢。為什么會(huì)這樣？我請(qǐng)教了老師，老師說馬達(dá)雖然是同一批次的，但它所有的參數(shù)不可能一模一樣。有什么辦法改善呢？

我又測(cè)試了機(jī)器人在低速運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)情況有所改善，這為我提供了一個(gè)很好的思路：能否讓機(jī)器人由低速慢慢加到功率的50%？于是，我寫了如下加速程序，運(yùn)行后機(jī)器人偏離直線的狀況有了好轉(zhuǎn)。

通過對(duì)機(jī)器人走直線時(shí)走偏現(xiàn)象的思考，我從機(jī)器人的硬件與編程兩個(gè)方面想了很多策略，但仍然沒能完全解決問題。這大概也是機(jī)器人的魅力所在吧。如果能徹底解決此類問題，就不會(huì)那么多思考的過程和樂趣。

在解決問題的過程中找到平衡點(diǎn)，引起更多的思考，這才是機(jī)器人教育的最終目的。