讓EV3機(jī)器人“起死回生”
——EV 3機(jī)器人死機(jī)問題的分析與對(duì)策

文 湖南師大附中1607班 梁佩

讓EV3機(jī)器人“起死回生”
——EV 3機(jī)器人死機(jī)問題的分析與對(duì)策

文 湖南師大附中1607班 梁佩

EV3機(jī)器人在使用過程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)死機(jī)的情況，讓人措手不及。為什么機(jī)器人會(huì)死機(jī)？應(yīng)采取怎樣的措施應(yīng)對(duì)？

通過研究與分析，再結(jié)合個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，我將EV3機(jī)器人死機(jī)的情況分為機(jī)器人無法運(yùn)行、機(jī)器人在運(yùn)行過程中停止以及在下載程序時(shí)死機(jī)三大情況，分別分析了機(jī)器人在不同情況下出現(xiàn)死機(jī)的原因，并提出解決方案。

一、機(jī)器人無法運(yùn)行

第一步：檢查各個(gè)馬達(dá)是否被零件或其他物體卡死。若是，則取出物體；若否，則進(jìn)行第二步。

第二步：檢查連接主機(jī)與各個(gè)馬達(dá)、傳感器、陀螺儀的數(shù)據(jù)線是否松動(dòng)、老化或接觸不良。若是，則更換數(shù)據(jù)線；若否，則進(jìn)行第三步。

原因：在復(fù)雜的打包程序中，常常設(shè)有陀螺儀、傳感器、馬達(dá)的檢測(cè)與復(fù)位指令，如果機(jī)器人運(yùn)行前沒有檢測(cè)到它們，就不會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。所以，即使機(jī)器人的啟動(dòng)與陀螺儀或傳感器無關(guān)，數(shù)據(jù)線的松動(dòng)、老化或接觸不良導(dǎo)致其與機(jī)器人斷開連接，機(jī)器人也無法啟動(dòng)。

第三步：檢查程序是否錯(cuò)誤。若是，則修改程序；若否，則進(jìn)行第四步。

第四步：檢查主機(jī)、馬達(dá)、陀螺儀、傳感器等硬件是否損壞。

二、機(jī)器人在運(yùn)行過程中停止

機(jī)器人在運(yùn)行過程中突然停止的情況，往往是由A、D馬達(dá)（中型馬達(dá)）死機(jī)引起的。若是B、C馬達(dá)（大型馬達(dá)）出現(xiàn)故障，機(jī)器人會(huì)出現(xiàn)亂運(yùn)行的現(xiàn)象。這種情況往往是數(shù)據(jù)線松動(dòng)引起的。

以下分析均建立在B、C馬達(dá)（大型馬達(dá)）無故障的情況下（圖1中標(biāo)注的是A、D馬達(dá)，即中型馬達(dá)）。

圖1

第一步：拆除主機(jī)上的策略物并使主機(jī)離開地面。

若馬達(dá)可繼續(xù)運(yùn)行，那么機(jī)器人停止的原因很可能是A、D馬達(dá)沒有完成程序中的指定度數(shù)或圈數(shù)，機(jī)器人無法執(zhí)行后面的程序而導(dǎo)致死機(jī)。

這種情況出現(xiàn)的本質(zhì)原因與A、D馬達(dá)的初始位置有關(guān)。當(dāng)A、D馬達(dá)上策略物初始位置的角度比程序中指定的角度大時(shí)，A、D馬達(dá)無法到位，此時(shí)機(jī)器人不會(huì)死機(jī)，但無法完成指定任務(wù)。A、D馬達(dá)上策略物初始位置的角度比程序指定的角度小時(shí)，A、D馬達(dá)因沒有轉(zhuǎn)完指定的角度就會(huì)卡死。

例如程序中A、D馬達(dá)應(yīng)完成的角度（圈數(shù)）為180°（0.5圈），如果A、D馬達(dá)上策略物的初始位置與賽臺(tái)水平面的角度為190°，機(jī)器人運(yùn)行到此段程序時(shí)不會(huì)卡死，但無法完成指定任務(wù)；如果A、D馬達(dá)上的策略物的初始位置與賽臺(tái)水平面的角度為170°時(shí)，機(jī)器人運(yùn)行到此段程序時(shí)就會(huì)卡死，無法完成后面的程序。此時(shí)的解決方案有以下三種。

1.在主機(jī)上制作一個(gè)裝置，以保證A、D馬達(dá)的初始位置每次都在同一位置。這個(gè)方法能很大程度上保證A、D馬達(dá)不會(huì)卡死。但也有可能是人為原因?qū)е乱欢ǖ氖÷省?/p>

2.將程序中A、D馬達(dá)的指令由度數(shù)或圈數(shù)改為時(shí)間（如圖2）。這樣無論A、D馬達(dá)的初始位置如何，只要時(shí)間一到，A、D馬達(dá)立即停止，機(jī)器人則繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)然，為了保證任務(wù)能夠完成，A、D馬達(dá)的運(yùn)行時(shí)間應(yīng)比剛好能完成的時(shí)間長(zhǎng)0.3 s至0.5s。這種方法偶爾也會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人突然死機(jī)。

圖2

3.將程序中的中型電機(jī)模塊替換為未校準(zhǔn)電機(jī)（如圖3），未校準(zhǔn)電機(jī)中的功率為A、D馬達(dá)的運(yùn)行功率，等待模塊的時(shí)間是A、D馬達(dá)運(yùn)行的時(shí)間。這種方案比第二種更穩(wěn)定，幾乎能完全保證A、D馬達(dá)在運(yùn)行過程中不會(huì)卡死。

圖3

若馬達(dá)不能繼續(xù)運(yùn)行，則進(jìn)行第二步。

第二步：檢查程序是否錯(cuò)誤。若是，則修改程序；若否，則進(jìn)行第三步。

第三步：常見的程序錯(cuò)誤有如下兩種。

1.程序中插入了不應(yīng)有的等待模塊。

2.程序模塊之間的序列線連接錯(cuò)誤。

三、下載程序時(shí)死機(jī)

主機(jī)完全死機(jī)，程序塊按鈕無法控制主機(jī)時(shí)，解決方法有如下三種。

1.若下載固件時(shí)發(fā)生死機(jī)。

①連接EV3主機(jī)與計(jì)算機(jī)間的USB線。

②同時(shí)按下EV3主機(jī)左上方的取消鍵、輸入鍵以及向右鍵。

③當(dāng)EV3主機(jī)重新啟動(dòng)后，先放開取消鍵。

④當(dāng)EV3主機(jī)屏幕顯示“Updating”時(shí)，放開其他兩個(gè)按鍵。

⑤點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)EV3軟件的Firmware Download。

2.若是一般狀況下死機(jī)，無法操作按鍵（這種方式不會(huì)刪除EV3主機(jī)內(nèi)的檔案）。

①先確認(rèn)EV3主機(jī)是開機(jī)狀態(tài)。

②同時(shí)按住EV3主機(jī)左上方的取消鍵、輸入鍵以及向左鍵。

③待EV3主機(jī)屏幕無顯示時(shí)，先放開取消鍵。

④當(dāng)EV3主機(jī)屏幕顯示“Starting”時(shí)，放開其他兩個(gè)按鍵。

3.直接拔出電池強(qiáng)行關(guān)機(jī)，重新開機(jī)。這種方法雖然簡(jiǎn)單直接，但由于主機(jī)的設(shè)計(jì)不同，拆除某些主機(jī)電板十分麻煩，而且強(qiáng)行拆除電板會(huì)使主機(jī)內(nèi)的程序被清空。

在以上方案中，分析的大部分是常規(guī)的情況，仍有許多問題未被發(fā)掘?？傊瑧?yīng)對(duì)諸如此類的突發(fā)狀況時(shí)，應(yīng)保持清醒的邏輯思維，逐一排查，直到找到真正的原因，切忌條理不清、邏輯混亂。（指導(dǎo)老師：諶躍飛）