基于arduino单片机控制的无线儿童玩具设计及可视化实现

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中图分类号 ：TH122.1 文献标识码 ：A doi：10.3969/j.issn.1665-2272.2013.04.080近年来 .随着社会 的迅速 发展 .儿 童玩具 以大 小邑玩具 为主.尤其是各类邑车更受市场青睐.但是 .目前市场上的邑车只具有-些简单的变形功能.开发多功能变形功能的儿童玩具.可以满足市场对儿童玩具的需求 .基于arduino单片机控制的无线儿童玩具具有两种模式：喧模式与小车模式。在喧模式下.通过头部的运动实现攻击.在小车模式下使其处于防守状态 喧模式下是具备两足行走功能的机器玩具 .它行走的轨迹类似于笑行走时的轨迹小车模式下是-辆三轮的邑车在两种模式下喧均可实现前后左右 四个方 向的行进 .实现了机器玩具跟邑车的结合1 Arduino单片机控制原理及特点Arduino是源 自意大利的-个开放源代码的硬件项 目平台.该平台包括-块具备简单 I/0功能的电路板以及-套程序开发环境软件。Arduino可以用来开发交互产品.也可 以开发 出与 PC相连的周边装置.能在运行时与 PC上的软件进行通信收稿 日期 ：2013-02-O1本研究通过采用舵机接收信号.但传统的舵机主要采用单片机系统驱动控制.单片机系统对多个舵机同时进行驱动效果并不理想。

因此.采用了流行的开源 Arduino控制板.通过输出不同脉宽信号进行舵机转动角度控制.实验证明。

该系统实现 了舵机角度控制 .满足舵机角度控制精度要求.为舵机的驱动提供了新方式2 基于 arduino单片机控制的无线儿童玩具机械系统设计2.1 无线儿童玩具机械系统组成无线 儿童玩具 机械 系统 主要包括腿部机构、脚掌和头部机构。

其腿部机构主要控制整个喧的行走 和转 向.并且通过齿轮与脚掌相连 脚掌的设计使整个机器的重心落在脚掌上.使喧能够平稳的行走 头部机构是四杆机构.可以做出攻击动作 整个系统通过舵机控制 .再由人来控制.以达到人们想要的动作(见图 1)。

(1)腿部机构原理 左右腿机构完全对称.下面以右腿为例作介绍：图 2是行走时腿部机构的主要原理，在行驶的时候.左右腿部机构还能各伸出-个轮子 .和后面的图 1 腿部机构的三维图图2 腿部行走机构的结构简图驱动轮-起组成邑车当喧处于小车模式时.整个腿部机构是处于收缩状态 的.杆8，9会上升，使前轮伸出来，尾部的驱动轮和地面相接.驱动轮起到转向和行驶的作用PIONEERING w ITH SCIENCE&TECHNOLOGY MONTHLY NO 4 201 3 193基于arduin0单片机控制的无线儿童玩具设计及可视化实现图 10 b杆 受力分析FBy1 1.7978NFBx10.6697NFx1.0897N这个机构可看做是-个杠杆由 LAB4LBC：则 F24N139.2N则 F1NIF249NF2-FBy -FEy 0Fx FBx -FExON1F2F1方程 中均为-已知量 .验证满足方程3 机器玩具三维建模及运动特性3.1 机器玩具三维模型构建在构建 机器人 三维模 型 时通过 PRO/E进行动力学仿真 .使用PRO/E软件可以形象直观的仿真出机构 的运动 .同时有利于对机构进行运动学分析和动力学分析 充分利用 了 PRO/E的参数化设 计特征.基于特征的造型设计和全相关性等特点 .在机器人设计过程 中。

下-个零 件设计完全按 照上-个零件的所有特征 .满足了机器人较高的精度要求(见图 11)(1)PRO/E三维建模 通过对机器机构所有零件 的三维建模 .实现机构装配 在机器关节等部位装上舵机 .实现喧各个 方 向的运动。

(2)PRO/E装配与干涉检查在对机构装配完成之后 .要对其进行干涉检查.以免使后续运动无法实现 通过检查约束配合关系.排除干涉。

图 11 机 架 的 三 维 图3.2 机器玩具运动特性机器本体的特征在于.所述机器玩具的腿部传动结构为多杆传动机构.机器人的腿部在多杆传动机构的带动下可做水平行走移动。

并在脚部安装有 控制转 向的转 向舵机 ，机器人的腿部包括有脚掌、小腿杆、大腿杆和连杆，其中，脚掌可沿小腿向上翻起.在脚掌部.还安装有车轮 .车轮在脚掌翻起 时与地面接触为了使喧的脚承受旧能小的倾覆力矩.机架宽度需要旧能小 因而将两个舵机做了最大限度的改造.使其能够置于机架最底部 .分别驱 动左右腿部 机构 的曲柄。

电池放在机架前端.作为整个喧的电源 .同时也起到调整重心的作用 .使整个喧的重心始终落在脚掌上 .arduino单片机和无线设备置于喧顶部.作为整个喧控制核心4 基于 arduino单片机控制的无线儿童玩具控制系统设计通 过 arduino单 片 机 进 行 控制.把控制程序输入到无线拈中.再通过无线拈接收信号.把接收到的信号输出来.喧就可以根据输出的信号达到所需要的动作。程序如下：//术舛：木：l：l：术术术：l：l术术水：l木：l：：：I术：l：l术；I：爿：；l：：l；l：//void loopstatic int v 0：unsigned char status SPI-Read(STATUS)：//read register STATUS S valueif(status&RX-DR)//if receive data ready (TX-DS)interruptSPI-Read Buf (RD-RX-PL0AD，rx-buf，TX-PLOAD- WIDTH)；//read playload to rxbufSPI-RW Reg (FLUSH-RX，0)；//clear RX- .FIFOSeria1.print(””)；Seria1.print (IX-buf [0]，HEX)；//print Ixbufswitch(ix-buf[0])case 1： restart； /复位/break；case 2： changel； ，/小 车转变成喧/break；case 3： change2； lid，$E转变成，、葺 Ibreak；case 4： forword1； /4，车状态前行 break；case 5： forword2； /d，机状态煎行break；SPI-RW Reg (WRITE-REGSTA-TUS，status)；// clear RX-DR or TX-DS orMAX- .RT interrupt flagdelay(1000)；/ ，Ic术术；l：，l：：l木爿c，lc半术水，lc术术爿c半术水术术牢术木水木半//5 结语本研究硬件设计方面.以ar。

duino单片机为控制核心.通过无线控制拈；在软件方面，利用 C语言进行编程.通过软件编程控制舵机。这款玩具具有两种模式：小PIONEERING w lTH SCIENCE&TECHN0LOGY M0NTHLY NO.4 2013 195关于暖通空调制图的洪 晓 军几点探讨(厦门海洋职业技术学院 辅 厦门 361012)摘 要：介绍了暖通空调制图的国家标准，对-些常见画法进行了说明，并通过实例对-些容易忽略的细节进行了探讨，为工程设计人员提供了借鉴。

关键词：暖通空调 ；制图；应用中图分类号 ：TH126 文献标识码 ：A d0i：10.3969.issn.1665-2272.2013.04.081在进行暖通空调系统绘 图时。

应该充分 了解 《暖通空调制 图标准GB/T 50114-2001中的规定。

同时应该掌握暖通空调系统绘图的-般方法.才能较快地画出符合要求的图纸标准中对管路图的有如下常见的规定 ：1 线宽及线型《采暖通风与空气调节制图标准》给出可选用的线宽系统，每个图样应根据复杂程度与比例大小 。

先选定基本线宽.再选用相应的线宽组为了区分不同管道 、设备轮廓.标准规定了常用的线型用途。

始单线表示的管道用用粗实线表示，回水管线用用粗虚线表示等。

2 管道管径和标高的表示圆形管道 管径 可用 公称通径表示 .如 DN15或D外径×壁厚”表示，如 D108x4。矩形风管的截面应以AxB”表示 .A为该视图投投影面的边长尺寸，B为另-边尺寸，单位均为毫米，如 1600x320(J[] 1)。

图 1 雷 遁截 面 尺寸 的 圆 法在 不宜标注垂 直尺寸 的图样中，应标注标高，标高以米为单位 ，精确到厘米或毫米 标高符号应以直角等腰三角形表示.按图 2所示形式用细实线会制 。矩形风管水 、汽管道所注标高未说明时.表示管中心标高机模式与小车模式 喧模式下是具备两足行走功能的机器玩具.他行走的轨迹类似于笑行走时的轨迹 小车模式下是-辆三轮的遥控车 在两种模式下喧均可实现前后左右四个方向的行进.实现了机器玩具跟邑车的结合