设计一个自主机器人，利用红外传感器检测桌边，并改变方向以避免跌倒

避边机器人是一种能够在桌面上等凸起表面上移动，同时防止自己从边缘掉落的机器人。

机器人通过红外(IR)传感器持续监测其下方的表面。当检测到表面即将结束时，它会自动改变方向，安全地继续前进。

本项目专为初学者设计，展示了如何利用传感器使机器人做出自主决策。

组装机器人

1：准备测试表面

选择一张干净的桌子，边缘清晰可见。

桌子应提供足够的空间，使机器人在测试其边缘检测能力时能够自由移动。

2：搭建机器人底盘

使用以下材料组装机器人底盘：

•两个齿轮电机

•两个轮子

•一个转轮

•底盘板

在安装电子元件之前，请确保机器人运行顺畅。

3：连接电路

使用上述列出的模块组装电路，并将其牢固地安装在机器人底盘上。

将红外传感器放置在机器人前缘附近，并朝向桌面方向向下安装。

提示：使用冰淇淋棒(棒冰棒)有助于IR Element更好地检测到线条。

4：调整红外传感器

正确的调校对于可靠的边缘检测至关重要。

旋转红外传感器上的电位器，将其大致调至中间位置。

将传感器移动到桌面表面，然后移至边缘外侧进行测试。

5：测试机器人

将机器人放在桌子上并打开电源。

观察行为：

•机器人在桌面上向前移动。

•靠近边缘时，传感器会失去表面信号。

•一个电机停止。

•机器人转过来了。

•一旦传感器再次检测到表面，机器人就会恢复向前移动。

工作原理

案例1：传感器检测到桌面

当红外传感器检测到桌面时：

•摩托X在运行。

•摩托Y在运行。

•机器人直线移动。

案例2：传感器到达边缘

当传感器不再检测到桌面时：

•Motor X 继续运行。

•发动机Y停止。

这会使机器人旋转并改变方向。

案例3：传感器返回表面

转过之后，传感器再次检测到桌子。

•发动机开始运转。

•机器人又开始直线移动了。

学习成果

完成本项目后，学习者将理解：

•红外传感器如何检测表面

•基本的自主机器人行为

•基于传感器的决策

•差速驱动运动

•边缘检测的实际应用

应用

边缘检测广泛应用于：

•扫地机器人

•服务机器人

•自动驾驶汽车

•工业机器人

•安全与事故预防系统

结论

避障机器人展示了如何利用简单的传感器帮助机器人做出决策并安全地导航。通过这个项目，学习者能够亲身体验传感器、电机控制以及自主机器人基础知识。

这是一个非常适合学生、创客、STEM俱乐部、课堂以及机器人工作坊的优秀项目。

本文编译自hackster.io