CN103744331A - 教育机器人、其控制器及控制器的编程方法 - Google Patents

教育机器人、其控制器及控制器的编程方法 Download PDF

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CN103744331A CN201410005093.7A CN201410005093A CN103744331A CN 103744331 A CN103744331 A CN 103744331A CN 201410005093 A CN201410005093 A CN 201410005093A CN 103744331 A CN103744331 A CN 103744331A
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黄佳晨
张晓龙
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Abstract

本发明公开了一种教育机器人、其控制器及控制器的编程方法，控制器包括：一函数库，用于从一计算机中下载多个函数模块进行存储；一编程模块，用于从所述函数库中选取至少一个函数模块进行程序编写；一程序运行模块，用于调用所述控制器的执行固件执行由所述编程模块编写的程序。本发明能够直接在教育机器人的控制器上进行编程，大大简化了教育机器人的程序编写，并且能够使得用户快速入门，编程更加快捷，使用成本更低。

Description

教育机器人、其控制器及控制器的编程方法
技术领域
本发明涉及一种教育机器人、其控制器及控制器的编程方法，特别是涉及一种能够直接进行编程的教育机器人的控制器、一种包括所述控制器的教育机器人以及一种教育机器人的控制器的编程方法。
背景技术
在教育机器人领域，机器人的智能控制器一直是整个机器人的核心部件，而控制器主要的功能就是执行编写好的应用程序。在现有技术中，通常都是用户采用一台计算机进行编写程序，并将编写好的程序编译为可执行的二进制文件，通过USB（通用串行总线）接口传输到教育机器人的控制器中，控制器就会执行用户编写的程序文件，在实际应用中用户可能会多次反复这个过程，以最终将程序调试到符合自己预期的状态。由此可见，在现有技术中，对于教育机器人的编程离不开计算机，这导致程序的编写非常繁琐，而且非常缓慢，同时由于要使用计算机也提高了使用成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中对教育机器人的编程需要在计算机上进行，导致程序的编写非常繁琐，而且非常缓慢，同时提高了使用成本的缺陷，提供一种能够直接进行编程的教育机器人的控制器、一种包括所述控制器的教育机器人以及一种教育机器人的控制器的编程方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供了一种教育机器人的控制器，其特点在于，其包括：
一函数库，用于从一计算机中下载多个函数模块进行存储；
一编程模块，用于从所述函数库中选取至少一个函数模块进行程序编写；
一程序运行模块，用于调用所述控制器的执行固件执行由所述编程模块编写的程序。
上述各个模块均运行在所述控制器上，所述编程模块允许用户自行编辑动作序列，修改函数模块的执行参数，保存编辑的动作序列，其中选取的所述至少一个函数模块组成一组动作序列，该动作序列直接决定了机器人的行为动作。
较佳地，所述编程模块用于供用户修改所述至少一个函数模块的执行参数。
较佳地，所述多个函数模块包括读取传感器的函数、设置电机的函数以及延时函数。
较佳地，所述控制器还包括一显示模块，用于以图标的形式显示所述编程模块选取的至少一个函数模块。
本发明的目的在于还提供了一种教育机器人，其特点在于，其包括上述的控制器。
本发明的目的在于还提供了一种教育机器人的控制器的编程方法，其特点在于，其利用上述的控制器实现，所述编程方法包括以下步骤：
S1、从一计算机中下载多个函数模块存储至所述函数库中；
S2、从所述函数库中选取至少一个函数模块进行程序编写；
S3、调用所述控制器的执行固件执行步骤S2中编写的程序。
较佳地，步骤S2中还修改所述至少一个函数模块的执行参数。
较佳地，所述多个函数模块包括读取传感器的函数、设置电机的函数以及延时函数。
较佳地，所述控制器还包括一显示模块，在所述编程方法中还以图标的形式显示选取的所述至少一个函数模块。
本发明的积极进步效果在于：本发明能够直接在教育机器人的控制器上进行编程，大大简化了教育机器人的程序编写，并且能够使得用户快速入门，编程更加快捷，使用成本更低。
附图说明
图1为本发明的一较佳实施例的教育机器人的控制器的结构示意图。
图2为本发明的一较佳实施例的教育机器人的控制器的编程方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示，本发明的教育机器人的控制器包括一函数库1、一编程模块2、一程序运行模块3以及一显示模块4。
在本实施例中，会首先在一计算机中预存储所述教育机器人的控制器可用的全部函数模块，在具体实施过程中，计算机中的全部函数模块可以存储至计算机中的一全部函数库中，全部函数库由一个C语言（一种计算机程序设计语言）的函数库和函数声明的头文件组成，其中包含的函数模块均能够在所述教育机器人的控制器中运行。所述计算机会编译这些函数模块，将其编译为可执行的二进制文件，以供所述教育机器人的控制器运行。
接下来根据实际情况，会由有经验的用户或厂家从所述计算机的全部函数库中选择并下载多个函数模块，并将其存储至所述控制器的所述函数库1中，对于其中的每个函数模块，均记录有函数模块的种类、函数模块的参数、参数的取值范围以及函数模块的对应图标。其中，在为所述教育机器人的控制器进行编程时，比较常用的函数模块包括读取传感器的函数、设置电机的函数以及延时函数，用户可以将这些函数预存储至所述计算机中以供下载。
接着，用户可以通过所述编程模块2从所述函数库1中选取至少一个函数模块进行程序编写，具体地，可先由所述显示模块4以图标的形式将所述函数库1中存储的各函数模块显示在所述教育机器人的控制器的屏幕上，以供用户触摸屏幕或按压按钮进行选择。对于选取的所述至少一个函数模块，用户可以利用所述编程模块2自行编辑动作序列，修改函数模块的执行参数，保存编辑的动作序列，其中选取的所述至少一个函数模块组成一组动作序列，该动作序列直接决定了机器人的行为动作。用户可以设置每个函数模块的行号，其类似于汇编语言中的行号，能够标明该函数模块在程序中的位置，如果有跳转模块（类似于汇编语言中的JUMP指令（跳转指令））则可以作为跳转模块的参数。每个函数模块可能有1至2个参数，并且可能带有返回值或不带返回值，用户可以触摸相应的参数图标来修改参数值。
经过所述编程模块2的编程，就生成了可以被所述教育机器人的控制器执行的动作序列，即相当于仅利用所述教育机器人的控制器就实现了教育机器人的程序编写。最后，所述程序运行模块3就会调用所述教育机器人的控制器中的执行固件执行由所述编程模块2编写的应用程序。
在实际编程过程中，可以对各函数模块的参数进行设置和处理，参数可以是一个常数，对应的在参数类型上可以标记为1，参数也可以是一个变量，对应的在参数类型上可以标记为2。任何参数都是以浮点型变量的方式存储在动作序列中的，在实际程序的运行过程中，会根据实际的函数的变量类型将其强制转换为合适的数据类型。
例如：SetMoto(int ch,int speed)是设置电机的函数，其中的参数ch是整形变量，代表设置电机的通道号，取值范围为0-3，speed也是整形变量，代表电机功率。在所述教育机器人的控制器执行所述函数时，会将对应电机通道号的参数类型强制转换为整形变量，然后复制到ch变量中，同样也会将对应电机功率的参数类型强制转换为整形变量，然后复制到speed变量中。从而实现对电机的通道号及电机功率的设置。对于其他的函数模块，对其参数类型的转换也基本相同，在此就不再赘述。
在用户编写程序的过程中，还会对程序流程进行设置和处理，对于基本的程序流程，会按照行号顺序依次执行下去。例如对于行号依次为10、20、30的三个函数模块，控制器会首先执行行号为10的函数，在执行行号为20的函数，最后执行行号为30的函数。而对于带有条件判断或循环的程序，可以将这些流程控制的关键字简化，基本上只需要简化为如下的代码，就可以用作条件判断以及循环等多种程序结构上。
行号x：动作序列1
动作序列2
行号v：If（参数1判断符参数2）
Goto行号w
Else
Goto行号z
行号y：动作序列3
动作序列4
行号z：动作序列5
动作序列6
对于上述的代码，如果行号w和行号y是一样的，则等效为一个条件判断的执行流程，如果条件成立就跳转到行号y，条件不成立就跳转到行号z；如果行号w和行号x是一样的，则等效为一个条件循环语句，如果条件成立，则返回行号x，不断循环，如果条件不成立，则跳转到行号z。
本实施例的目的在于还提供了一种包括所述控制器的教育机器人。
如图2所示，本发明利用本实施例的教育机器人的控制器实现的教育机器人的控制器的编程方法包括以下步骤：
步骤101、从一计算机中下载多个函数模块存储至所述函数库1中。
步骤102、从所述函数库1中选取至少一个函数模块进行程序编写。
步骤103、调用所述控制器的执行固件执行步骤102中编写的程序。
在所述编程方法中还以图标的形式显示选取的至少一个函数模块。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种教育机器人的控制器，其特征在于，其包括：
一函数库，用于从一计算机中下载多个函数模块进行存储；
一编程模块，用于从所述函数库中选取至少一个函数模块进行程序编写；
一程序运行模块，用于调用所述控制器的执行固件执行由所述编程模块编写的程序。
2.如权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述编程模块用于供用户修改所述至少一个函数模块的执行参数。
3.如权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述多个函数模块包括读取传感器的函数、设置电机的函数以及延时函数。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括一显示模块，用于以图标的形式显示所述编程模块选取的至少一个函数模块。
5.一种教育机器人，其特征在于，其包括如权利要求1-4中任意一项所述的控制器。
6.一种教育机器人的控制器的编程方法，其特征在于，其利用如权利要求1所述的控制器实现，所述编程方法包括以下步骤：
S1、从一计算机中下载多个函数模块存储至所述函数库中；
S2、从所述函数库中选取至少一个函数模块进行程序编写；
S3、调用所述控制器的执行固件执行步骤S2中编写的程序。
7.如权利要求6所述的编程方法，其特征在于，步骤S2中还修改所述至少一个函数模块的执行参数。
8.如权利要求7所述的编程方法，其特征在于，所述多个函数模块包括读取传感器的函数、设置电机的函数以及延时函数。
9.如权利要求6-8中任意一项所述的编程方法，其特征在于，所述控制器还包括一显示模块，在所述编程方法中还以图标的形式显示选取的所述至少一个函数模块。
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