本书定位于EV3机器人竞赛技术，当今青少年机器人竞赛中，因竞赛加分、特长生的因素影响，家长、参赛学员对于得分的需求，出现很多竞赛方案为网络购买方案（购买的方案一般分数较高，老师也减少了设计时间，并且设计满分方案对老师的要求也很高。购买方案这种方法对于学生缺少了设计过程），但这些方案不乏程序中包含大量算法，有些带队教练出现看不懂的情况，但在行业中很少会有竞赛方面的教学资料，大多是老师自我总结，或零散的教程，希望在赛事中老师有能力带领学生自主制作方案，在比赛中尽量少出现雷同方案的现象，提高参赛学生、教师整体技术水平，让更多读者受到更系统化的学习，例如：如何带队、设计方案等方法，因此作者团队筹划设计本书（作者团队包括国际赛事常年裁判长、多年冠军队伍教练）。

第1章 赛事准备 1

1.1 赛事注册 1

1.2 器材准备 2

1.3 团队组建 3

1.4 操作手选择 4

1.5 竞赛策略制订 5

1.6 结构设计 6

1.7 任务规划 6

第2章 机器人结构设计 8

2.1 动力传输 8

2.1.1 齿轮 8

2.1.2 齿轮齿条传动 14

2.1.3 蜗杆传动 15

2.1.4 链条传动 15

2.1.5 带传动 16

2.1.6 万向节传动 16

2.1.7 凸轮机构 17

2.2 底盘设计 18

2.2.1 底盘类型 18

2.2.2 轮式底盘的转向方式 19

2.2.3 电机的选择 23

2.2.4 轮子的选择 24

2.2.5 颜色传感器的安装位置 26

 
乐高EV3机器人

参赛指南

IV

2.3 有电机手臂 29

2.3.1 抓取式收放结构 29

2.3.2 抓取并抬升式收放结构 32

2.3.3 旋转吸取式收放结构 35

2.3.4 齿条式升降推拉结构 38

2.3.5 传送带式升降推拉结构 41

2.3.6 平行四边形式升降推拉结构 43

2.3.7 曲柄滑块式升降推拉结构 47

2.3.8 曲柄摇杆式往复结构 50

2.3.9 杠杆式击打结构 53

2.4 无电机手臂 55

2.4.1 固定式结构 56

2.4.2 运送盒结构 59

2.4.3 单向收取结构 61

2.4.4 触发下落结构 64

2.4.5 弹力结构 66

2.5 定位结构 70

2.5.1 利用场地边框的定位结构 70

2.5.2 利用任务模型的定位结构 73

第3章 机器人程序设计 76

3.1 移动 76

3.1.1 常用模块 76

3.1.2 利用陀螺仪传感器直行 79

3.1.3 利用陀螺仪传感器转向 83

3.2 巡线 86

3.2.1 多状态巡线 86

3.2.2 比例巡线 91

 
V

3.3 定位 94

3.3.1 利用颜色传感器检测线条定位 95

3.3.2 利用颜色传感器垂直对齐于线条定位 98

3.3.3 利用触动传感器定位 104

3.3.4 利用超声波传感器定位 106

3.4 检测物品有无 110

3.4.1 利用触动传感器检测物品有无 110

3.4.2 利用超声波传感器检测物品有无 114

3.4.3 利用颜色传感器检测物品有无 120

3.5 检测物品大小 123

3.5.1 利用手臂电机度数检测物品大小 123

3.5.2 利用底盘电机度数检测物品大小 126

3.6 检测物品颜色 129

3.6.1 利用颜色编号检测颜色 130

3.6.2 利用RGB值检测颜色 132

3.6.3 利用HSV值检测颜色 137

3.7 数据写入与读取 144

3.7.1 利用函数关系控制移动 144

3.7.2 利用数字排列变量读写数据 149

3.7.3 利用文件读写校正反射光强度 153

3.8 PID控制算法 157

3.8.1 PID控制原理 157

3.8.2 PID算法应用于巡线 165

3.8.3 PID算法应用于直行 168

3.8.4 PID算法应用于转向 169

第4章 备赛指南 173

4.1 赛前团队建设 173

目录.

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乐高EV3机器人

参赛指南

4.1.1 赛前准备 173

4.1.2 团队协作 174

4.1.3 项目研究 174

4.1.4 技术答辩 175

4.1.5 演讲技巧 176

4.1.6 裁判提示 178

4.2 比赛中的技术问题 178

4.2.1 场地光线强度对比赛的影响 178

4.2.2 赛台或场地纸差异 178

4.2.3 陀螺仪传感器校准 180

4.2.4 双电机速度差值检测 181

4.2.5 执行程序选择 182

4.2.6 电压监测 184

4.2.7 设备检查 185

4.2.8 第三方模块导入 186

“EV3机器人竞赛技术指南”是一本以竞赛技术为核心的“工具书”。涉及四个竞赛版块：赛事准备、结构设计、程序逻辑及常见问题。书中共计40余个竞赛技能，以“挑战活动”的形式对竞赛知识和技术进行阐述应用。另外，书中还总结了一些在赛场上常见的问题和解决方案。 本书中涉及的内容均为近些年参赛或制裁的过程中实际遇到的问题，现将这些经验分享给各位读者，希望对读者能够有所帮助。

主编：李博
从事多年机器人教学、培训及赛事执裁工作，累计培训百余场，致力于知识的总结、普及与传播。
曾担任世界机器人奥林匹克竞赛（简称WRO）组委会技术负责人；FIRST科技挑战赛组委会技术负责人；FIRST工程挑战赛裁判等职。在2015-2019年度FIRST赛事任裁判；2016-2019年度WRO常规赛任裁判长；2015世界机器人大赛WRO项目任裁判长；届机器人创客电视大赛任裁判长。