第 2 章 AS-UII 的系统结构
2.3 AS-UII 的动力与驱动
2.3.1
AS-UII 的动力
AS-UII 的动力来源于位于机器人底盘内的电池。
电池提供电能，而机器人运动需要的是动能。这两种能量是怎么转化的呢？
电能转化为动能是利用了一种专门的设备—电动机，这种设备是现代工业必不可少的，
是工业电气化的标志。
2.3.2
AS-UII 中的直流电机
以电为原动力产生机械旋转动力的装置叫做电动机。电动机如果是依靠直流电源工作，
则称为直流电机。
在 AS-UII 中，直流电机将轴的旋转运动输入到齿轮箱，然后齿轮箱的输出轴控制轮子 转动，从而驱动整个机器人的运动。
直流电机上的电压大小影响它的转速和扭矩。
观察下图：
图 2-9 直流电动机 T-N 图
直流电机在一定电压下，如图 2-9，在图中 12V 特性线上取两个点 J、K，很明显，
Jn > Kn, JT > KT。由此我们可以发现转速（n）变小时，转矩（T）增大，这就叫转速与转 矩成反比；如果改变电压，则转速转矩线随着电压的变化而向下方移动。在智能机器人负载 一定时（即转矩一定时），降低电压，对应的转速 n1、n2 不同，n1>n2，这样就可实现电机 的调速。
在智能机器人里正是采用改变电机电压的方式来改变电机的转速，叫做脉宽调制。
智能机器人电机上得到的信号是方波，不同的方波的平均电压不同（如图），我们就利 用这一点来进行 AS-UII 的速度控制。采用不同的脉宽调节平均电压的高低，进而调节电机 的转速，即脉宽调制（PWM，Pulse Width Modulation）。智能机器人上通过主板发脉宽调制 信号，通过改变脉冲宽度来调节输入到电机的平均电压。
图 2-10 不同宽度的方波实现 PWM 控制
AS-UII 的电机是经过减速器将转动传给轮子，将高速转化为低速。“AS-UII”通过三级 直齿轮传动减速，来满足“AS-UII”运行的速度和转矩。
2.3.3
AS-UII 的驱动方式
AS-UII 机器人的驱动是采用的差动驱动方式。
差动方式是指将两个有差异的或独立的运动合成为一个运动。当我们把两个电机的运动 合成为一个运动时，这就成了差动驱动。
仔细观察智能机器人的底盘，你会发现机器人有两个一样的齿轮头，每个齿轮头都包括 一个直流电机。这样两个直流电机分别独立控制 1 个驱动轮，在运行时，我们可以分别确定 两个电机各自的转速，组合起来就能实现机器人的各种运动方式，如直行、转弯等，这就实 现了差动驱动方式。
现在动动脑筋，看下表：
机器人运动路线 实现方式 语句
表 2-1 机器人的动作
首先，想一想，我们的智能机器人是差动方式驱动的，由两个直流电机分别控制。那么，
智能机器人能走出多少种不同的路线来呢？试填写上表的第一列。
刚刚想出来的动作是否都能实现呢？在现实方式上可不可以采用多种方式呢？
这里我们以 JC 代码编程为例，这样可以更深刻的理解两个库函数的意义及其应用。
在这里要实现各种动作，就主要涉及到了有关库函数的问题。用到的库函数有 motor() 和 drive()。
库函数 motor（a，b）应用时应注意：
1． 库函数只控制单个的电机转速；
2． 库函数有两个参数 a、b，且都是整数型的；
3． 库函数中 a 指定是左轮或是右轮，b 指定转速；
4． 库函数中 a 的取值为 1 或是 2，1 代表左轮，2 代表右轮；b 的取值范围是－100～
＋100。
库函数 drive（a，b）应用时应注意：
此库函数是复合语句，同时控制左右两个电机的转速；
此语句有两个参数 a、b，且都是整形的；
a 指定是平移的速度，b 指定旋转的速度；
左轮的速度 VL＝a－b，右轮的速度是 VR＝a＋b。
好，现在我们来举一个例子：
我们要让智能机器人走一个圆，那么动作就应是“走圆”，实现方式我们采用“顺时针”，
利用的语句可以是 motor（），如：｛motor（1,90）；motor（2,20）；｝，也可以利用 drive（）
语句，如：drive（55,-35）。注意，参数的不同可以使得所走的轨迹大小不同，在 motor（）
里参数 b 影响轨迹的大小，在 drive（）里两个参数同时影响轨迹大小。上面两个语句实现 的左右两个轮子的转速是一样的。不信，你可以算一下。这时，我们就可以填写表格了：
动作 实现方式 语句
走圆 顺时针 ｛motor（1,90）；motor（2,20）；｝或 drive（55,-35）
……
好了，自己独立完成表 2-1 吧！
下面想想你能用 VJC 的图形化编程界面来实现上表的各个动作吗？
试试看！
填写下面表格：
动作 实现方式 模块
走圆 顺时针
VJC1.5 开发版的详细操作方法请参见《VJC1.5 开发版操作手册》或直接查询 VJC1.5 开发版的帮助。