1、摘要在这个日新月异的时代，创新能力成为了一种至关重要，可以为时代发展作出重要贡献的能力。发展创造性思维，对个人与社会都具有重大意义。发展创造性思维的一个重要阻碍就是思维定势，而打破思维定势也就成了发展创造性思维的重中之重。通过梳理以往的文献可以发现，情绪往往能影响人的认知过程，也往往能影响人的思维过程。但是，情绪难以控制，在实际应用上会有许多困难，根据詹姆士-兰格的外周情绪理论及相关研究表明表情可以极大的影响人们的整体情绪，而表情的控制也比较方便。因此，本实验期望在实证上对表情对思维定势是否有影响，究竟如何影响进行探讨。关键词：思维定势，表情，外周情绪理论AbstractIn these ra
2、pidly changing times, the ability to innovate has become a crucial ability to make important contributions to the development of the times. Developing creative thinking is of great significance to both individuals and society. One of the main obstacles to the development of creative thinking is the
3、tendency of thinking, and breaking the trend of thinking has become the most important point of creative thinking. By combing through the previous literature, we can find that emotions can often affect peoples cognitive process, and also can often affect peoples thinking process. However, emotions a
4、re difficult to control and there are many difficulties in practical application. The control of expression is also more convenient. Therefore, this experiment is expected to be empirical on whether expression has an impact on thinking and how it affects thinking.Key words: facial expression, thinki
5、ng tendency,目录绪论5一、文献综述与问题提出6一（一）面部表情综述6一（二）思维定势综述7一（三）.研究目的8一（四）研究意义9一（五）研究构想9二、面部表情对思维定式的影响研究10二（一）研究目的10二（二）研究假设10二（三）实验设计10二（四）研究方法10二（五）数据处理10二（六）结果与分析10三、讨论13三（一）主要结论13三（二）被试的选则问题13三（三）反应时的问题13致谢14参考文献15绪论创造性思维的维度之一就是思维发散性，让我们从思维发散性这个部分入手，研究创造性思维。如果我们想要发展创造性思维，就必须扩大注意范围、克服习惯、打破思维定式，产生更多的远距离联想。
6、其中，打破思维定势是特别重要的一步。那么，在越来越强调创新的今天如何克服、打破思维定势从而更好的发展创造性思维，无疑成为了十分值得研究的问题。表情是情绪的重要组成部分，詹姆斯认为，情绪只是一种身体状态的感觉，而其原因纯粹是身体的。我们无法想象一种无实体的情绪。如果没有某种实体的激活，情绪体验怎么会出现呢。而身体作为情绪的首要载体，身体变化是情绪体验必不可少的。Strack设计了精巧的实验来探究表情控制对情绪的影响。实验通过对被试的表情进行控制使其处于笑的表情和无法笑的表情两种状态下， 同时要求被试对其所呈现出卡通图片的幽默程度进行评定。 结果表明，评分与表情之间存在着高度一致。这证明，面部表情
7、能极大地影响人们的整体情绪。既然情绪能影响思维方式，面部表情能极大地影响向整体情绪，而表情在日常生活中又是比较容易控制的。那么就有必要对面部表情是否会对思维定势产生影响进行探索性研究。所以，本研究旨在探讨面部表情对定势思维的是否会发生影响，究竟有怎样的影响，从而探寻出打破思维定势的新方法，以发展，培养，促进个体的创新思维。一、文献综述与问题提出一（一）面部表情综述1.1.1面部表情的定义情绪是一种内部的主观体验，但在情绪发生时，又总是伴随着一些外部表现。这些与情绪有关的外部表现就是表情。面部表情是指通过眼部肌肉、颜面肌肉和口部肌肉的变化来表现各种情绪状态。人最善于传情的部位是眼睛，人的许多不同
8、的情绪和情感都可以用不同的眼神表达。例如，高兴时的“眉开眼笑”，气愤时的“怒目而视”，恐惧时的“目瞪口呆”，悲伤时的“两眼无光”，惊奇时的“双目凝视”等。眼睛除了可以传达感情，也可以交流思想。人们之间往往有许多事情只能意会，不可言传。在这种情况下，通过观察一个人的眼睛可以清楚对方内心的想法，推知他们的态度：赞成或反对、接受或拒绝、喜欢或厌恶、真诚或虚假等。由此可知，眼睛在非言语交往中起到了十分重要的作用。艺术家在描写人物特征、刻画人物性格时，都非常重视以描述眼神来表现人的内心的情绪，栩栩如生的展现人物的精神风貌。口部肌肉的变化也是表现情绪的重要线索。例如，憎恨时“咬牙切齿”，紧张时“张口结舌”
9、等，都是通过口部肌肉的变化来表现某种情绪的。1.1.2面部表情与情绪美国心理学家詹姆斯和丹麦生理学家兰格，分别于1884年和1885年提出了内容相同的一种情绪理论，他们强调情绪的产生是自主神经系统活动的产物。后人称他们的理论为情绪的外周理论，即詹姆斯兰格情绪学说。詹姆斯根据情绪发生时引起的自主神经的活动，和由此产生的一系列机体变化提出，情绪就是对身体变化的知觉。他认为，情绪只是一种身体状态的感觉，而其原因纯粹是身体的。虽然根据人们的常识，我们应先产生某种情绪，之后才有机体的变化和行为的产生。但是詹姆斯主张先有机体的生理变化，而后才有情绪。当一个情绪刺激物作用于我们的感官时，立刻会引起身上的某种
10、变化，激起神经冲动，传至中枢神经系统而产生情绪。在詹姆斯看来，悲伤乃由哭泣而起，愤怒乃由打斗而致，恐惧乃由战栗而来，高兴乃由发笑而生。詹姆斯承认了他的理论偏离了关于情绪的常识观点，但他坚持认为我们无法想象一种无实体的情绪。如果没有某种实体的激活，情绪体验怎么会出现呢。而身体作为情绪的首要载体，身体变化是情绪体验必不可少的。兰格认为，情绪是内脏活动的结果。他特别强调情绪与血管变化的关系。他认为如果没有身体的属性，情绪也就不复存在。而血管运动的混乱、血管宽度的改变以及各个器官中血液量的改变，乃是激情的真正的最初原因。兰格以饮酒和药物为例来说明情绪变化的原因。酒和某些药物都是引起情绪变化的因素，它们
11、之所以能够引起情绪变化，是因为饮酒、用药都能引起血管的活动，而血管的活动是受自主神经系统控制的。自主神经系统的支配作用加强，血管舒张，结果就产生了愉快的情绪；自主神经系统活动减弱，血管收缩或器官痉挛，结果就产生了恐惧的情绪。因此，情绪取决于血管受神经支配的状态、血管容积的改变以及对它的意识。1.1.3面部表情的相关研究Strack设计了精巧的实验来探究表情控制对情绪的影响。在控制被试的嘴部表情实验中，让被试用嘴唇或牙齿固定住一支笔，前者可以控制不产生笑的表情，后者可以让被试产生嘴角上翘类似微笑的面部表情。 实验通过对被试的表情进行控制使其处于笑的表情和无法笑的表情两种状态下， 同时要求被试对其
12、所呈现出卡通图片的幽默程度进行评定。 结果表明，评分与表情之间存在着高度一致。 Wallbott在要求被试对情绪表情照片进行分类的实验中发现，被试在操作过程中会对照片中的表情进行模仿。并且模仿程度越高分类越准确。 Niedenthal等人的实验进一步证实了Wallbott的发现。 他们对完成分类情绪照片任务的被试表情进行控制， 一部分被试可以自由模仿照片中的情绪而另一部分被试不能模仿。结果表明，允许表情模仿的被试能更好地完成任务。Havas等人基于Strack等人的行为控制研究范式， 将实验刺激材料改变为表达欢乐和悲伤情绪的句子， 来考察被试在不同表情控制下对两类句子的反应速度。与Strack
13、的结果以及外周情绪的理论假设相一致，在笑的情况下，被试对愉快情绪句子的判断快于对悲伤情绪句子的判断；不笑的情况下，被试对悲伤情绪句子的判断快于对愉快情绪句子的判断。在国内张静和陈巍基于Strack的实验，进行了进一步的研究。他们采用汉语双字形容词作为情绪启动材料，把形容词分为了积极和消极两类；把被试分为三组，其中两组表情受到了控制，第一组的任务是对形容词的词性进行消极或积极判断，第二组对词的颜色进行判断；第三组表情没有受到控制，所执行的任务是对词性的积极或消极进行判断。结果表情控制组对词性的判断结果与Strack的研究是一致的。在第一组的任务操作者形成反射性操作，也减少了拿取时间。另一方面，便
14、于作业状态可以减小不必要的动作浪费，减少工作时间。原有作业过程中装配所需物料随意摆放，拿取零部件不便，在整个装配过程中拿取零部件所耗时间为49s左右，如下图3-11所示：图3-11 作业台现场布置图（改善前）2）为了减少动作数，调整好工具、物料的放置方向，以减少作业时间。设计可放置零部件的工作台，并在工作台上设置常用零部件存放盒，方便作业过程中拿取零部件，整体布局如下图3-12所示：图3-12作业台现场布置图（改善后）工夹具的改善1）利用快动夹紧机构操作者在进行一次气喇叭的分装过程中，需要多次重复地开启、闭合、紧固台钳，在此过程中造成了大量不必要的时间与人员浪费。通过研究与观察台钳的使用，我们
15、发现台钳在本工位使用过程没有力矩要求，起到的作用是防止零件在拧紧螺栓接头时发生旋转。我们需要用到的是台钳的两个固定面，同时为了方便小件安装，先对三通接头进行松连接，导致只能使用手动扳手横向紧固，气动扳手无法使用，改良工装夹具A如下图3-13所示。图3-13改善工装设想根据方案设想实际制作工装如下图3-14所示：图3-14 管接头连接工装实物图由于改变了工装夹具。取消了台钳开合的程序，需要将三通接头、直钢管等连接程序进行合并和重排。合并重排后的程序如下图3-15、3-16、3-17所示。图3-15 装配顺序调整图3-16 管接头装配方式优化图3-17 按钮阀装配方式优化改良工装夹具B如下图3-1
16、8所示图3-17 按钮阀夹具改装通过制作管接头分装台与按钮阀分装台，杜绝台钳的使用，达到快速换模的目的。第3.5节 作业测定运用MOD法对气喇叭分装工段进行记录、分析。气喇叭装配的主要分为两个工位，第1工位为管接头装配，其工位动作因素分析表如下表3-3所示。表3-3 第1工位动作因素分析作业内容：管接头装配 工作地点布置工位序号：1定员：1操作者：MOD数：660 时间：85.14s日期：左手动作时间右手动作动作叙述分析式次数MOD值次数分析式动作叙述拿三通接头M4G2161M4G2拿直钢管连接件移至胸前M4P0141M4P0移至胸前看清孔位E2D3151H持住改变方向R2121H持住持住H1
17、41M2P2对准孔位持住H163M2G0旋转连接件走三步到台钳W53151BD等待持住H1123C4P0旋转手柄分开台钳放入台钳定位M2P0121BD等待持住H182C4P0旋转手柄收拢台钳持住H141A4P0加压手柄紧合台钳等待BD161M3G3拿取合适的扳手等待BD131M3P0移至胸前等待BD151E2D3看清扳手口的大小等待BD121R2改变方向等待BD1483M3P5 M3M2 M3移动至螺母并对准，旋转、拿出、移动扳手持住H141M3G1移动至台钳手柄持住H141A4P0加压手柄松开台钳持住H182C4P0旋转手柄分开台钳持住H1153W5移至物料箱持住H161M4G2拿取直钢管移
18、至胸前M4P0141M4P0移至胸前看清孔位E2D3151H持住改变方向R2121H持住持住H161M4P2对准孔位持住H163M2G0旋转走三步到台钳W53151BD等待持住H1123C4P0旋转手柄分开台钳放入台钳定位M2P0121BD等待持住H182C4P0旋转手柄收拢台钳持住H141A4P0加压手柄紧合台钳等待BD161M3G3拿取合适的扳手等待BD131M3P0移至胸前等待BD151E2D3看清扳手口的大小等待BD121R2改变方向等待BD1483M3P5 M3M2 M3移动至螺母并对准，旋转、拿出、移动扳手持住H141M3G1移动至台钳手柄持住H141A4P0加压手柄松开台钳持住H
19、182C4P0旋转手柄分开台钳持住H1153W5移至物料箱持住H161M4G2拿联管螺母移至胸前M4P0141M4P0移至胸前看清孔位E2D3151H持住改变方向R2121H持住持住H141M2P2对准孔位持住H163M2G0旋转螺母走三步到台钳W53151BD等待持住H1123C4P0旋转手柄分开台钳放入台钳定位M2P0121BD等待持住H182C4P0旋转手柄收拢台钳持住H141A4P0加压手柄紧合台钳等待BD161M3G3拿取合适的扳手等待BD131M3P0移至胸前等待BD151E2D3看清扳手口的大小等待BD121R2改变方向等待BD1483M3P5 M3M2 M3移动至螺母并对准，旋
20、转、拿出、移动扳手持住H141M3G1移动至台钳手柄持住H141A4P0加压手柄松开台钳持住H182C4P0旋转手柄分开台钳持住H1153W5移至物料箱持住H161M4G2拿绿点气压开关移至胸前M4P0141M4P0中提及的白莲教。事实上，在宋代之后，中国历史上就先后出现了组织程度不一的民间佛教组织，据敦煌文书记载，唐宋时代，中国结社活动最为活跃当属佛教团体，它们不但从事佛教信仰活动，而且还积极组织各类的民间慈善活动 李向平：信仰、革命与权力秩序一中国宗教社会学研究M，上海人民出版社2006年版，第578页。其中白莲教就是从中分离出来的一个民间佛教教派。白莲教是由两宋时期的昆山人茅子元所创，但
21、是在其创立之初，由于在江苏的迅速发展，很快引起了官方的注意，在当时南宋社会流传的，不仅有早已被官方斥为“吃菜事魔”的摩尼教，还有白云宗等非正统佛教宗派，不同地区又有众多的小教派。官府担心这些教派在地方上聚众闹事，因此便以“防闲”为借口，把这些政府未能有效监控的教派势力及其宗教活动均视为“事魔”，予以禁止。而当白莲教作为佛教异端突起一隅时，很快便因其自行结社聚众的活动方式遭到了政府的敌视和禁断，被打入“事魔邪党”之列。所以在朝廷看来，有的民间信仰活动若任由其发展至一定的规模就极有可能会动摇民心，蛊惑百姓。从而成为一个国家长治久安的隐患，所以出于维护国家统治秩序、社会稳定等方面的需要，对于民间的祭
22、祀生活进行合法或者非法的划分就显得十分重要了，而这种“合法”和“非法”的划分也就是“正祀”、“淫祀”的划分。关于古代朝廷对于“正祀”和“淫祀”的界定，祭法曰：“夫圣王之制祭祀也，法施于民则祀之，以死勤事则祀之，以劳定国则祀之，能御大菑则祀之，能捍大患则祀之非此族也，不在祀典。 礼记卷二十一祭法，长沙岳麓书社2004年版，第357页。”春秋国语：“凡禘、郊、宗、祖、报此五者，国之典礼。加之以社稷山川之神，皆有功烈于民者也；及前哲令德之人，所以为质者也；及天之三辰，所昭仰也；地之五行，所生殖也；九州名山川泽，所出财用也。非是族也，不在祀典、礼矣” 国语卷四鲁语上，上海古籍出版社1978年3月第一版
23、.第166页。论语：“非其鬼而祭之，谄也。 论语为政，张燕婴译注，北京：中华书局2007版，第23页。又曰：淫祀无福” 礼记卷一曲礼下，长沙岳麓书社2004年版，第26页。 “若妖神淫祀无名而设，茍有识者，固当远之。虽岳海镇渎、名山大川、帝王先贤，不当所立之处，不在典籍，则淫祀也；昔之为人，生无功徳可称，死无节行可奖则淫祀也” （唐）赵璘因话录卷五徵部，笔记小说大观(一)，扬州：江苏广陵古籍刻印出版社，1983年版。通过这些文献之中关于古代祭祀的记载，可以了解到当时国家以及百姓祭祀的对象主要包括天神、地神、人鬼以及一些山川等，并且所有这些受祭祀的对象即使是名山大川、帝王先贤如果没有被列入典籍都
24、与那些没有功德、没有节行的祭祀对象一道视为“淫祀”，所以说只有被列入典籍，获得合法性，才可被称为“正祀”。列入祀典有何意义？从官僚机构的角度看，最为重要的是，某一祠神信仰一旦被列入祀典，地方官就得一年春秋两次前去祭祀，按礼书行祭礼。此外，除了被祭祀者之外，朝廷对祭祀者同样有所要求，就是祭祀的人不可以行自己能力之外的祭祀，即通常所说的“祭不越望”。曲礼曰：“天子祭天地，祭四方，祭山川，祭五祀，岁遍，诸侯方祀。祭山川，祭五祀，岁遍。大夫祭五祀，岁遍。士祭其先。凡祭，有其废之，莫敢举也。有其举之，莫敢废也。非其所祭而祭之，名曰淫祀，淫祀无福。” 礼记卷一曲礼下，长沙岳麓书社2004年版，第26页。由
25、此可知，古人对于祭祀的等级有着非常严格的要求，每一等级的人分别对应着该等级的祭祀对象，而天子往往享有最高等级的祭祀，可以祭祀一切，在下一个等级则对应的祭祀对象就会减少，没有足够的资格去祭祀天地和四方，以此类推。一旦有人越级祭祀，比如诸侯去祭祀天地、四方，那就将会被视为非法祭祀，即“淫祀”。 关于现在学术界对于“正祀”和“淫祀”的界定，2000年台湾学者沈宗宪在其论文國家祀典與左道妖異宋代信仰與政治關係之研究中发表了自己关于“淫祀”的看法，认为“不列入祀典者，通称为淫祠或淫祀”，“淫祀指不合礼法的崇祀行为，淫祠指私自立庙的现象，不论其所祀神祗为何” 沈宗宪： 国家祀典与左道妖异宋代信仰与政治关系
26、之研究D，第69页。之后，2008年皮庆生在宋代民众祠神信仰研究一书中做出了关于“正祀”和“淫祀”的归纳，他认为：合法者为正，非法者为淫 皮庆生： 宋代民众祠神信仰研究M.上海古籍出版社，2008.10，第274页。但在此之后他发现韩森在变迁之神一书中虽然注意到正、淫祀之间存在大量中间状态的祠庙，但仍认为按照宋代的赐封政策，“非官方的或未经官府承认的”祠神为淫祠，并且基本上将祠神获得封赐等同于纳入祀典。事实上,宋代不仅存在大量非祀典的赐封神灵，还存在一些暂时没有受赐封但已被官府默许的神灵，所以根据两宋时期的神祗赐封制度皮庆生又提出：宋代的祠神应该包括三种：正祀、淫祀以及处于两者之间的所谓“中间
27、地带”的祠祀 皮庆生：宋代民众祠神信仰研究M.上海古籍出版社，2008.10，第273页。二位学者在区分“正祀”和“淫祀”时，都用到了“合法”一词，更加具体一点，可以说“正祀”中包括进入国家祀典的以及当时被国家赐封的祠祀对象，“进入国家祀典”与“受到赐封”并不可以一概而论，因为在很多情况下存在于国家祀典之中的神祗可能并没有得到赐封，而得到赐封的神祗也有可能并没有进入到国家祀典之中，但无论是进入国家祀典的神祗还是受到赐封的神祗，他们都是合法的、被官方认可的。与此相对应的就是“淫祀”，它泛指地方上民众信徒们出于自身的需求而创建的祠祀，并且这种地方上的神祠并没有受到国家的封赐，相较于“正祀”它是一种
28、非法的祭祀行为。不过在地方社会上，“正祀”和“淫祀”概念却没有那么泾渭分明，因为很多淫祀通过某种方式可以转变为国家的正祀神袛。关于“淫祀”，可以按照其组织形式分为两类：一是有组织性的民间祠神信仰活动，一是由一个地区的普通民众自发临时组成的祠神信仰活动。在一般情况下，第一种“淫祀”会更加受到关注，这种集会活动往往都会有一个影响力较大的组织者，并且组织者与普通信众之间存在长期的稳定的宗教组织关系，集会是经常性的，组织是长期的，这种类型的“淫祀”发展下去往往会有两种结果：第一种，若民众对于该祭祀神祗的祈祷多次灵应，且在朝廷看来其符合封建等级秩序、伦理纲常那么在一定的条件下就可以通过赐封的方式成为“正
29、祀”；第二种结果是，由于其规模过于庞大，但是在统治者眼中其宣传的教义、信众的所作所为威胁到了其统治，就会成为朝廷重点打压的对象。这里依旧举白莲教的例子，前文提及在南宋绍兴三年(1133)昆山僧人茅子元创立白莲教之初，白莲教被视为“事魔邪党”，南宋佛教史家志磐直接而又简单地将白莲教划入附佛外道之列。 他说:“所谓四土图者,则窃取台宗格言,附以杂偈,率皆鄙薄言辞。 晨朝忏者,则撮略慈云七忏,别为一本,不识依何行法。 偈吟四句则有类于樵歌,佛念五声则何关于十念。 号白莲，妄托于祖；称导师，僭同于佛；假名净业而专为奸秽之行，猥亵不良，何能具道。 志磐.：佛祖统纪法运通塞志:第十七之八M，东京：一切经刊
30、行会，1934，第425页。” 就佛教戒律的基本原理论而言,佛教之所以要制定戒律来规范教内信徒的言行,其中一点就是帮助其信徒求得人生的解脱、从而最后到达他们所追求的涅槃；还有一点，也是更加关键的一点是为了维护教内秩序的稳定,便于对整个教派的管理，使得教内众信徒能够和平共处，从而吸引更多地信徒,这一点与个人求解脱有很大的区别，也是佛教得以稳定与“正祀”之位而白莲教却受到打压的关键区。如果太专注于个人解脱，就会与现实世界的其他个体及其相关利益形成矛盾 范立舟：论南宋“吃菜事魔”与明教、白莲教的关系J，杭州师范学院学报2016年3期，第20页。，所以对政府来说，当时白莲教的教义更加注重个人解脱，它广
31、泛流传于于民间社会之中，对民众的价值理念、思维方式和行为规范产生影响，对于体制内的权威体系产生了一定的威胁，颠覆了主流的文化及政治价值，并且存在以暴力对话的行事方式与体制相抗衡的趋向。 因而，这个初生的民间佛教社团被当时的正统佛教人士称为“事魔邪党”，被统治者打压。除此之外，还有一些规模较小的、主要是由普通民众自发组织的“淫祀”，在这类“淫祀”之中，大部分会有“巫鬼”的成分在其中，比如说宋代在江南地区盛行的“杀人祭鬼”等活动，宋朝著名理学家朱熹提及：“南人常食赢蚌，得人之肉，则用以祭神，复以其骨为酱而食之，今湖南、北有杀人祭鬼者，即其遗俗也。 朱熹：楚辞集注招魂，上海古籍出版社1979年，第1
32、35页。”高宗绍兴二十三年(1153)孙祖寿奏：“湖、广、夔、峡多杀人而祭鬼，近又寝行于他路，浙路有杀人而祭海神，川路有杀人而祭盐井者。望饬监司、州县严行禁止，犯者乡保连坐，仍毁巫鬼淫祠，以绝永害。从之。 李心传：建炎以来系年要录卷165，商务印书馆1936年排印本，第311页。”可见“杀人祭鬼”这一祭祀活动的在当时已严重威胁到了百姓的生命安全、社会的稳定，成为当时社会上的一大隐患。被视为“正祀”的祠神其中一种是被纳入朝廷、地方祀典之中的的神祗。祠庙一旦纳入祀典，便可获得两项权利：一是官方祭祀，包括春秋二祀和不定期的雨旱灾疫祈祷。二是常年修葺维持庙宇。还有一种就是因其“祈祷灵验”被授以赐额、封
33、号的神祗，通过该途径成为“正祀”的神祗往往在其被赐封之前都被视为“淫祀.5 L型连接板二维图3.2 主控系统选型与固定装置设计为实现控制的简单化，快速化，方便化并考虑实用性和经济性等多重因素，我最后决定使用的是STM32主控系统板。 因为STM32主控系统板上所有程序都被加工成一个个的模块，包含了电源开关、红外接口、复位按键、LED显示、电位器、保险丝等等多种部件，各个连接部位的连接口相对而言比较容易点，并且它的功能大多为自生所附带的，运行速度相比而言也很迅速，总体而言拥有功耗低，性能好，时效性强并且适合低压操作等优点同时还比较容易研发。关于它的参数如下表所示。表3-3 二STM32主控系统芯
34、片参数内核Cortex-M4 32-bit RISC特性单周期DSP指令工作频率168MHz 210 DMIPS/1.25 DMIPS/MHz工作电压1.8-3.6V封装LQFP100存储资源512kB Flash 196kB SRAM对于该主控系统的安装位置主要是安装在底盘的中间靠前部分，并且安装时必须要保证该主控系统板的周围的四个安装孔和底盘上的孔来实现中心对准并且使用螺丝和垫片进行组装以便进行连接而且安装时要使得该板与底盘保持在同一个面上以防止机器人在运行时出现某些问题。主控板与底板之间用铜柱进行支撑。下面是该系统板的三维图和二维图。图3.6 主控板三维图图3.7 主控板实物图图3.8
35、主控板二维图图3.9 支撑主控板的铜柱3.3 电池选型与电池仓的设计由于这个系统要采用电池来提供持续的动力，如果选择9伏的蓄电池来供给电机电力，把该电压通过先降压再稳压的方式供电给系统。虽然它驱动电流的功能和稳固输出电压能力很强，但是它的占用空间太大因而在使用时不太方便。如果选择6个常用的1.5伏普通电池，尽管电压可以高达9伏，但是这会使得在调式系统时出现比较大的麻烦，所占的空间也大所以也不可行。如果选择能反复充电的锂电池来供给直流电动机【15】动力，由于锂电池本身电量较为充足，并且能够重复的充电来使用，因而非常适合本次用于探险比赛的机器人，经过一系列锂电池的比较最终确定的锂电池为性价比较高的
36、聚合物锂电池（3串4AH），锂电池组电压为12伏。下面是它的一些相关的参数资料。表3.4 锂电池相关参数标称电压11.1V产品尺寸23*67*124mm额定电流8A电池净重约424g过充保护电压12.6V容量10000mAh循环寿命700+次+工作温度-20-60至于该电池的安装机构我选择设计了一个体积较该锂电池略大一些的电池仓来存放锂电池，该电池仓的材质为塑料因为塑料的价格低且易获得，并将电池仓放在机器人底盘的中间位置，电池仓底部通过两个孔来与底盘上打好的两个孔对准从而形成完成连接，再通过电池仓承受电池的重量来让电池完成对系统的持续供电。下图为该锂电池的三维图与二维图。图3.10 锂电池三维
37、图图3.11 锂电池实物图图3.12 电池仓三维图3.4 电机驱动板选型与固定装置设计考虑到只安装电机无法直接完成系统对机器人的控制，因而本次设计选用了电机驱动板，通过一系列比较筛选确定了选用双路直流电机驱动模块，它的优点主要在于尺寸小，有欠压保护系统，支持大部分的单片机驱动，自带静电泄放电路，使用光耦隔离控制信号，它所采用的是H桥L298N逻辑设计而成的，每路都支持控制使能、正反转以及制动。下表是它的相关参数。表3.5 双路直流电机驱动模块参数输入电压范围DC6.5V27V额定输入电压DC12V/24V输出通道数2路每路额定输出电流7A每路峰值输出电流50A每路额定输出功率84W控制信号电压
38、36.5V每路控制信号电流311mA工作温度-2580至于该板的安装位置考虑到由于之前的主控系统板占用了大部分中间靠前的位置因而将此板设计在底盘的中间靠后部分，通过四周的安装孔完成和底盘的固定连接并且使用螺栓和垫片来完成固定。驱动板与底板之间用铜柱进行支撑。下面是该板的三维、实物和二维图。图3.13 驱动板三维图图3.14 驱动板实物图图3.15 驱动板二维图图3.16 支撑电机驱动板的铜柱3.5传感器的选型与固定装置设计考虑到要使得机器人完成循迹功能，考虑到本次比赛中会出现各种颜色的光线，一般的传感器可能难以胜任此任务，所以经过查阅相关的传感器资料最后选择了7路灰度传感器以实现机器人的循迹功
39、能。该种传感器的优点在于结构简单灵敏度较高，抗干扰的能力比普通红外传感器强，一般的照明灯对它基本没有影响，而且本次比赛中可能会出现摄像或者多种颜色的光线因而更确定了本传感器的对于比赛的重要意义，它的光源采用高亮白色聚光LED。下面介绍它的主要参数信息。供电电压5V，探测距离在10-15mm，采用高精度3266电位器。至于它的安装位置选择固定在机器人尾部，考虑到本次比赛的路面会出现起伏不平的情况，因此在这里选择在与底盘的连接处安装一个弹性钢片来完成传感器的连接，并且通过螺栓和垫片完成固定操作。弹性钢片厚度为0.1mm，材料为高弹性65Mn钢。部件的三维图和二维图、实物图如下所示。图3.17 灰度
40、传感器三维图图3.18 灰度传感器实物图图3.19 灰度传感器二维图图3.20 弹性钢片三维图图3.21 弹性钢片二维图3.6车轮的选型与固定车轮选择使用常规的橡胶材料的车轮，因为它的防滑性能较强且材料易于获得，价格非常便宜。并且考虑到本次比赛需要左右轮子的差速来完成转向功能，对于车轮的安装位置将其安放在机器人底盘的四个边角上并且通过“L”型连接板完成电机和车轮的连接固定，车轮的参数如下所示：轮胎外径70mm,内径51.8mm,宽度12mm。下面是轮子的三维、实物和二维图。图3.22 车轮的三维图图3.23 车轮的实物图图3.24 车轮的二维图3.7触碰开关的选型与固定由于本次探险机器人比赛设置了门类似的障碍物，因此需要考虑在碰上障碍物后机器人会有相应的动作，所以我选择了在机器人的前端安装一个触碰开关来完成返程运动，至于触碰开关的选型经过一系列比较确定了型号为YBLX-ME/8104的形程开关。下面是这个开关的相关参数。表3.6 ME/8104行程开关参数信息电流5A操作形式可调滚子转动臂触点形式一开一闭耐受电压6000Uimp电压AC250v型号YBLX-ME/8104产品认证3C认证图3.25 行程开关三维图图3.26 行程开关实物图图3.27 行程开关二维图图3.28 Z型连接板三维图图3.29 Z型连接板二维图3.8机器人的总装配图
