创意之星机器人说明书
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目 录
1结构套件简介 .............................................................................................................................. 3 1.1 结构件概述 ...................................................................................................................... 3 1.2 ConnFLEX连接结构 ....................................................................................................... 3 1.3 不同版本 ......................................................................................................... .................4
1.4 使用零件3D模型 ........................................................................................................... 6 2控制器及电源 .............................................................................................................................. 7 2.1 MultiFLEX?2-AVR控制器 .............................................................................................. 8 2.2 MultiFLEX?2-PXA270控制器 ........................................................................................ 9 2.3 电池和直流电源 .............................................................................................................12 3传感器...........................................................................................................................................12 3.1传感器的信号类型及电气规范 ..................................................................................... 13 3.2“创意之星”传感器接口 .............................................................................................. 14 3.1接近传感器 ...................................................................................................... ...............16 3.2 测距传感器 .................................................................................................................... 19 3.3 声音传感器 .................................................................................................................... 24 3.4 碰撞传感器 .................................................................................................................... 26 3.5 倾覆传感器 .................................................................................................................... 26 3.6 温度传感器 .................................................................................................................... 27 3.7 光强传感器 .................................................................................................................... 27 3.8 灰度传感器 ................................................................................................................... 28 3.9 视觉和语音传感器 ....................................................................................................... 28 4执行器......................................................................................................................................... 29
4.1 CDS5516机器人舵机 ................................................................................................... 29 4.2 CDS5401大扭矩R/C舵机 .......................................................................................... 32 4.3 BDMC1203电机驱动模块 ........................................................................................... 33
4.4 Faulhaber大功率减速电机..............................................................................................34 5 NorthSTAR 图形化开发环境 ................................................................................................. 35 5.1 安装及使用介绍 ...........................................................................................................35 5.2 使用流程图开发 .......................................................................................................... 39 5.3 手写代码开发 .............................................................................................................. 46 5.4 调试与在线监控 .......................................................................................................... 47 6 其它部件................................................................................................................................... 54 6.1 UP-Debugger 下载调试器 .......................................................................................... 54 6.2 WiFi 无线网卡或以太网线缆...................................................................................... 55 6.3 ZigBee无线模组 ......................................................................................................... 56
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1结构套件简介
1.1 结构件概述
“创意之星”是一种模块化机器人组件，其特点是组成机器人的各种零件都是通用、可重组的，各个零件之间有统一的连接方式，零件之间可以自由组合，从而构建出各种各样的机器人构型。从光盘“??InnSTAR产品光盘\\构型资料\\构型图片”或者登录北京博创的网站，您可以看到各种各样、不同形状的、不同功能的机器人构型，这些都是博创工程师或者使用“创意之星”的用户搭建的。“机器人爱好者”论坛的“博创机器人讨论区”是发布您作品的最佳地点。博创科技会定期收集用户作品的资料和视频，征得作者的同意后统一发布。您的作品如果收录进博创科技的资料库，将会有更多的朋友看到。
为了保证“创意之星”机械结构的刚性、牢固，如下图所示零件之间采用面接触、键连接、螺钉紧固的方式进行组合。
图2.1 典型连接方式
“创意之星”结构件根据功能可以分为7大类：LUI型结构件、连接件、舵机结构件、机械手结构件、履带全向轮结构件、仿人结构件和其它结构件，详见图2.8。LUI型零件和舵机结构件是机器人骨架的主体，通过连接件将其组合在一起构成机器人主体；仿人结构件、履带全向轮结构件、机械手结构件都是比较专用的零件。
1.2 ConnFLEX连接结构
在“创意之星”机器人套件里，各种结构件的连接遵循统一的标准。我们这种标准连接方式称为“ConnFLEX连接结构”。 ConnFLEX连接结构主体是统一尺寸的花键和键槽，每个花键或键槽具有20 个齿，每个花键可以转动的角度是18°的整数倍。因此，ConnFLEX连接结构使得各个零件之间可以不同角度连接，例如平行连接、垂直连接，或者其它以18°为增量的角度来连接。为了适用各种连接场合，还派生出两并联、三并联、加长型、扁形等零件，如图2.2所示。
ConnFLEX连接结构连接精密、无间隙，单个连接可承受5Nm以上的弯矩和扭矩，如图2.3所示。ConnFLEX连接结构连接简单，只需要一颗螺丝，就可实现牢固的连接效果，两个或多个零件通过连接件可以实现各种角度的连接组合，如图2.4所示。
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图2.2 花键的种类
图2.3 ConnFLEX连接结构的受力示意图 图2.4 ConnFLEX连接结构
1.3 不同版本
从“创意之星”的产品样本上，您会发现“创意之星”有三个版本：入门版、标准版、高级版。我们利用图2.5、2.6、2.7的19个典型构型作对比，说明这三个版本在零件、机器人舵机和其它部件的差别。当然，这19个典型构型只是例子而已，并不是说“创意之星”只能搭建这么些构型。
入门版较为简单，舵机、零件和传感器数量也较少，但价格较为低廉，适用于机器人爱好者创作独特的机器人样机；也可供初中、高中学生开展机器人创作和机器人相关实践活动。
入门版使用MultiFLEX?2-AVR控制器，在2.2.1小节您可以看到这款控制器的所有功能。
入门版的零件数量、种类比标准版和高级版要少些，在《创意之星机器人套件组装指南》P6您可以看到详细的零部件清单。图2.5没打叉的部分是入门版的典型构型，从图中我们可发现入门版的构型都相对比较简单，没有全向轮和履带的构型。
入门版能做什么呢？这个是您最关心的问题，也是我们在设计时重点考虑的问题之一。
1、 兴趣小组、工程训练中心的实践器材。入门版价格低廉，零部件数量对初级用户而言已经非常充足，对学校的兴趣小组、实践中心而言，入门版是最合适的选择。
2、 机器人比赛。使用“创意之星”入门版可以组织很多比赛，类似当前高职机器人比赛、创意机器人设计比赛、迷宫机器人比赛、循迹机器人比赛、机器人擂台赛等等。 3、 单片机、自动控制、C语言、电子设计实验平台。区别于常规的单片机实验板，“创意之星”可以很生动地将您的程序代码以动作和行为的方式展示出来，用它来辅助学习可以
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达到事半功倍的效果。
图2.5 入门版能够搭建的构型
标准版使用MultiFLEX?2-AVR控制器，结构零件种类和数量都很丰富，如图2.6所示，除了入门版的构型之外还能够搭建诸如4足爬虫、机器蛇等复杂的机器人构型。
标准版主要适用于以下领域：
作为大学工科学生的创新实训课程教具和实验器材。 作为大学工科学生的课程设计或者毕业设计平台。
供机器人研究者用于验证理论算法、验证学术论文的结论。
供机器人研究者在开发新的机器人之前搭建快速原型，验证原理和可行性。 供机器人发烧友用于创作独特的、自己的机器人样机。
供初中、高中学生的机器人创作和机器人相关实践活动。
图2.6 标准版能够搭建的构型
如图2.6所示，标准版能够搭建仿生类的蛇形机器人、四足爬虫、六足爬虫；轮式机器人；简单仿人形机器人；机械手等构型。当然，这些构型只是博创提供的示例，起到抛砖引玉的作用，相信通过这些构型熟悉“创意之星”机器人套件后，您可以搭建出更加有趣的构型来。有位同学使用6个舵机和若干结构件，搭建了一个并联机器人，能够控制毛笔的空间姿态，从而实现写毛笔字的控制，您可以再光盘 “??\\InnSTAR产品光盘\\构型资料\\构型视频”里找到《小书童》的精彩视频。
高级版是“创意之星”功能最丰富的一个版本，使用MultiFLEX?2-PXA270控制器，
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