機(jī)器人校本課程教材[排版完成]

1、WORD整理版參考學(xué)習(xí)資料永昌縣第一小學(xué)、夕 4刖 百在小學(xué)教育中，創(chuàng)新教育已經(jīng)被提到了前所未有的高度。 在小學(xué)各門學(xué)科教學(xué)之外，一種新的教學(xué)手段正為創(chuàng)新教育 注入了新的活力，這就是機(jī)器人教育。機(jī)器人教育，為學(xué)生 聰明才智的發(fā)揮提供了一個展示的好機(jī)會。通過機(jī)器人的學(xué) 習(xí)活動，讓學(xué)生了解掌握傳感器知識，結(jié)構(gòu)的搭建方法，各 種部件的控制方法；引導(dǎo)學(xué)生逐漸形成編程的思想，掌握機(jī) 器人的程序設(shè)計方法；在計算機(jī)上編寫程序，然后通過計算 機(jī)和機(jī)器人的通訊技術(shù)，將程序下載到機(jī)器人的微處理器 上，通過觀察機(jī)器人的運(yùn)行情況來調(diào)試、驗證、反思、改進(jìn)這里面涵蓋了計算機(jī)知識、數(shù)學(xué)知識、物理知識、結(jié)構(gòu)學(xué)知 識等，這種多

2、學(xué)科的綜合性、合作性學(xué)習(xí)，極大地激發(fā)了學(xué) 生的學(xué)習(xí)興趣，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)能 力。因此，在中小學(xué)開展機(jī)器人教育有著重要的意義。WORD 整理版課程理念一、課程基本理論（一）機(jī)器人特色課程教學(xué)總目標(biāo)（教學(xué)的三維目標(biāo)）1. 情感態(tài)度價值觀：通過機(jī)器人課程的學(xué)習(xí)主要培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛好、提升空間、邏輯思維能力，并從中獲得自我提升的價值取向2. 過程和方法：通過課程的教學(xué)，讓學(xué)生從初步識別一些積木零件名稱，到拼裝動手組裝機(jī)器，再到學(xué)習(xí)編程，再遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人操作。3. 知識和技能：通過課堂教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)會機(jī)器人的基礎(chǔ)理論知識并能夠把基礎(chǔ)知識運(yùn)用到課堂實踐中來。（二）機(jī)器人特色課程教學(xué)重難

3、點(diǎn)重點(diǎn)：組裝機(jī)器零件、編輯程序。難點(diǎn)：在學(xué)習(xí)中如何獲得自我成就感，提升空間、邏輯思維能力，并從中獲得自我提升的價值取向。（三）機(jī)器人特色課程培養(yǎng)方向（從學(xué)生角度）1. 通過機(jī)器人實踐活動，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，為今后的機(jī)器人學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。2. 在課堂中，加強(qiáng)學(xué)生合作交流，發(fā)揮團(tuán)隊精神，既要表現(xiàn)好個體的水平，也要有體現(xiàn)群體的意識，增強(qiáng)團(tuán)隊合作的精神。3. 在機(jī)器人拼裝的訓(xùn)練過程中，要有耐心，持之以恒，進(jìn)而促進(jìn)人格完善。4. 了解機(jī)器人的基本理論和拼裝技術(shù)，讓學(xué)生多動手、 多動腦、促進(jìn)學(xué)生的心智健康發(fā)展。5. 學(xué)習(xí)機(jī)器人為學(xué)校和特色教育添磚加瓦。參考學(xué)習(xí)資料第一課認(rèn)識機(jī)器人第二課機(jī)器人的種類及其發(fā)展第三課

4、舞蹈教學(xué)常用術(shù)語與基本功練習(xí)第四章EV3 軟件系統(tǒng)第五章機(jī)器人傳動結(jié)構(gòu)第六章機(jī)器人受控移動第七課使用傳感器轉(zhuǎn)向第八課沿線前進(jìn)第九課太空挑戰(zhàn)激活通信第十課太空挑戰(zhàn)集合您的隊員WORD整理版參考學(xué)習(xí)資料第一課認(rèn)識機(jī)器人各國科學(xué)家對機(jī)器人的定義都有所不同，而且隨著時代 的變化，機(jī)器人的定義也在不斷發(fā)生變化。中國的科學(xué)家們把機(jī)器人定義為：“機(jī)器人是一種自動化的機(jī)器，而且其具備一些與人或生物相似的智能能力，如 感知能力、規(guī)劃能力、動作能力、協(xié)同能力等，是一種具有 高度靈活性的自動化機(jī)器?！币弧C(jī)器人的基本的機(jī)能機(jī)器人作為一種具備一定智能的自動化機(jī)器，有如下3個基本的機(jī)能：1 .對外界產(chǎn)生作用：人們可以用

5、手拿東西和用腳踢球， 我們可稱之為動作器官。2 .獲取外界信息：動物可以用耳朵聽見聲音，蝸牛的觸 須碰到硬物就會收縮，我們可稱之為感應(yīng)器官。3 .規(guī)劃作業(yè)：從家里到學(xué)校通常都有幾條路可以到達(dá)， 同學(xué)們卻通過大腦及其思維能力找到最近的一條路，我們可 稱之為思維器官及其思想。二、機(jī)器人構(gòu)成的基本條件 人類是地球上最高級、最聰明的動物，基本條件是因為六自由度機(jī)械手的手臂是一種動作器官人類在漫長的進(jìn)化過程中不 但擁有了復(fù)雜的、完美的身 體結(jié)構(gòu)，而且還擁有了發(fā)達(dá) 的大腦。那么機(jī)器人要發(fā)展 成為優(yōu)秀的、高級的機(jī)器人也應(yīng)該具備相應(yīng)的條件條件一 機(jī)械部件正如人類的身體需由骨架和 肌肉牽引才能完成一定的動作一

6、樣，機(jī)器人的身體和動作表現(xiàn)也 是由特定的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成的。 在制作機(jī)器人的時候，我們不僅 可以使用課堂上提供的拼裝套件， 還可以選取身邊隨手可得的 各種材料作為機(jī)器人的加工原料。例如：木板、金屬板、塑料 板、有機(jī)玻璃板，還有像螺絲、螺帽那樣的各種各樣的五金緊 固件。只要我們在日常生活中留心觀察身邊的各種機(jī)械設(shè)備的 動作，例如縫紉機(jī)、變速自行車、起重機(jī)、挖土機(jī)等等，相信 一定能受到良好的啟發(fā)，從而設(shè)計由能滿足我們自己功能需求 的機(jī)械結(jié)構(gòu)。條件二一一感應(yīng)和動作電子部件一個真正擁有智能的機(jī)器人通 味道、氣味、觸碰、氣溫起感應(yīng)作用一樣，構(gòu)成機(jī)器人的電常都需要具備一定的感知能力，具有 感知能力的電子器件我

7、們通常又稱之為傳感器，顧名思義，這類器件具 備了 “傳”信息到機(jī)器人的大腦的功能。和人的感覺器官一一眼、耳、舌、鼻、皮膚分別對光線、聲音、子傳感器也是按功能分類的， 例如光源傳感器、聲音傳感器、 氣體（煤氣、煙霧）傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器等等； 它們的靈敏度和感應(yīng)范圍甚至超越了人的感知界限，例如電 子指南針、紅外線傳感器等。因此，在我們設(shè)計機(jī)器人的時候， 應(yīng)該根據(jù)設(shè)計的要求, 選用合適的電子傳感器件條件三一一機(jī)器人的大腦 機(jī)器人的大腦可稱之為RCU（robot control unit）,RCU 就好象一臺微型的家用電腦， 它可以執(zhí)行程序指令，并向具 體動作器官發(fā)生相應(yīng)的動作信條件四一一

8、機(jī)器人的思想動作和大腦器官，但智能機(jī)器人盡管具備了以上的感應(yīng)、 它們只是讓智能機(jī)器人有了個 軀殼，機(jī)器人的大腦（RCU初 期是完全空白的，像初生的嬰 兒一樣。需要我們用學(xué)到的編 程知識，按照我們的意圖編寫 由特定的程序，灌輸給它后才 能變成真正具備智能的大腦。機(jī)器人對知識的掌握是非?？焖俚?，而當(dāng)它跟人類一樣WORD 整理版能夠?qū)ν饨绲膹?fù)雜環(huán)境進(jìn)行觀察、思考，然后做出反應(yīng)的時候，我們的機(jī)器人就擁有真正的智能了。因此，必須學(xué)習(xí)編寫機(jī)器人程序的方法，才能讓我們的機(jī)器人不但擁有漂亮的軀殼，還能擁有真正的靈魂。思考：1. 機(jī)器人具有那些基本的機(jī)能？2. 機(jī)器人構(gòu)成的基本條件是什么？參考學(xué)習(xí)資料WORD整

9、理版第二課 機(jī)器人的種類及其發(fā)展一、機(jī)器人的種類機(jī)器人的種類很多，分類的方法也非常多，如果按機(jī)器 人的用途分，可以把它們分為工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人有搬運(yùn)上料機(jī)器人、噴漆機(jī)器人、焊接與切 割機(jī)器人、裝配機(jī)器人、最后工序機(jī)器人等。特種機(jī)器人有 軍用或警用機(jī)器人、 空間機(jī)器人、水下機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、 農(nóng)業(yè)機(jī)器人、建筑機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人和娛樂機(jī)器人等?，F(xiàn)在許多國家對學(xué)校開展早期的機(jī)器人學(xué)習(xí)非常重視，隨之相應(yīng)的教育機(jī)器人也由現(xiàn)了。積木式機(jī)器人以其自由拼裝，創(chuàng)意無限的特點(diǎn)而深受 同學(xué)們歡迎。機(jī)器人已成為人類的朋友。目前世界上已有數(shù)百萬臺機(jī)器人工作在各自的崗位上，發(fā)揮著巨大的作用。二、機(jī)器人的

10、發(fā)展史機(jī)器人的歷史并不算長，1959年美國英格伯格和德沃爾 制造由世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人 ，機(jī)器人的歷史才真正開始。英格伯格在大學(xué)攻 讀伺服理論，這是一種 研究運(yùn)動機(jī)構(gòu)如何才能 更好地跟蹤控制信號的 理論.德沃爾曾于1946 年發(fā)明了一種系統(tǒng)，可 以"重演”所記錄的機(jī)器的運(yùn)動。1954年，德沃爾又獲得可編程機(jī)械手專利，這種機(jī)械手臂按程序進(jìn)行工作，可以根據(jù)不同的工作需要編制不同的 程序，因此具有通用性和靈活性，英格伯格和德沃爾都在研 究機(jī)器人，認(rèn)為汽車工業(yè)最適于用機(jī)器人干活 ，因為是用重 型機(jī)器進(jìn)行工作，生產(chǎn)過程較為固定。1959年，英格伯格和德 沃爾聯(lián)手制造由第一臺工業(yè)機(jī)器人。第一代

11、機(jī)器人屬于示教再現(xiàn)型，第二代則具備了感覺能力 第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人，它不僅具有感覺能力，而且還具有獨(dú)立判斷和行動的能力. 英格伯格和德沃爾制造的工 業(yè)機(jī)器人是第一代機(jī)器人，屬 于示教再現(xiàn)型，即人手把著機(jī) 械手，把應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)做一 遍，或者人用"示教控制盒”發(fā) 由指令，讓機(jī)器人的機(jī)械手臂運(yùn)動，一步步完成它應(yīng)當(dāng)完成的各個動作.第二代是有感覺的機(jī)器人：它們對外界環(huán)境有一定感知能力，并具有聽覺，視覺，觸覺等功能。機(jī)器人工作時，根據(jù) 感覺器官（傳感器）獲得的信息，靈活調(diào)整自己的工作狀態(tài)， 保證在適應(yīng)環(huán)境的情況下完成工作，如：有觸覺的機(jī)械手可輕松自如地抓取雞蛋，具有嗅覺的機(jī)器人能分辨由不同

12、飲料 和酒類。第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人，它不僅具有感覺能力，而 且還具有獨(dú)立判斷和行動的能力 ，并具有記憶，推理和決策 的能力，因而能夠完成更加復(fù)雜的動作。智能機(jī)器人不同于 工業(yè)機(jī)器人的"示教，再現(xiàn)",不同于遙控機(jī)器人的"主一從操 縱"，而是以一種"認(rèn)知一適應(yīng)"的方式自律地進(jìn)行操作。智能 機(jī)器人在發(fā)生故障時，通過自我診斷裝置能自我診斷由故障 部位，并能自我修復(fù)。三、機(jī)器人的未來：1 .機(jī)器人會越來越小目前各國的研究現(xiàn)狀而言,表明微型機(jī)器人大多還處于實驗室或原型開發(fā)階段，但可以預(yù)見，將來微型機(jī)器人將廣泛 由現(xiàn)。參考學(xué)習(xí)資料WORD整理版

13、由德國工程師萊納爾格茨恩發(fā)明的微型機(jī)器人，可直接由針頭注射進(jìn)入人體血管, 尿道 , 膽囊或腎臟。它依靠微型磁鐵驅(qū)動器前進(jìn), 由醫(yī)生通過遙控器指揮, 既可用于疾病診斷 , 也可用于如動脈硬化, 膽結(jié)石等管腔阻塞類疾病治療，還能聽從醫(yī)生指揮, 將藥物直接送達(dá)到需要醫(yī)治的患病器官,以取得更好的治療效果，當(dāng)這種微型機(jī)器人工作完成后, 醫(yī)生便可以像抽血那樣用針頭將它抽出來。未來 , 將會有可以進(jìn)入人體血液循環(huán)系統(tǒng)的功能齊全的醫(yī)用微型機(jī)器人, 能進(jìn)入工業(yè)上的小管道甚或裂縫, 進(jìn)行檢測與維護(hù)的工業(yè)用微型機(jī)器人, 以及各種微型傳感器, 微型機(jī)電產(chǎn)品, 如掌上電視等. 在軍事上, 將有小如昆蟲的飛行器用于偵察敵

14、情; 裝有自動駕駛系統(tǒng), 能在海底航行數(shù)年的微型潛艇2 . 機(jī)器人會越來越聰明現(xiàn)在的智能機(jī)器人, 它的智力最高也只相當(dāng)于兩三歲幼兒的智力水平。在將來, 高智能的機(jī)器人將越來越多, 其智力水平也一定會不斷提高, 慢慢地達(dá)到七八歲, 十幾歲少年甚至青年人的智力水平。也許在將來的某一天, 就如同 1996 年世界國際象棋冠軍卡斯帕羅夫輸給了計算機(jī)" 深藍(lán)"一樣 , 我們會看到世界頂尖級的球員組成的" 超級聯(lián)隊" 也對付不了的機(jī)器人球隊。思考：1. 機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)歷了什么變化？2. 設(shè)想未來機(jī)器人的發(fā)展會是什么樣的。第三課EV3硬件系統(tǒng)一、EV3控制器顯示屏可顯

15、示EV3程序塊內(nèi)部進(jìn)程，您能夠通過程序塊 界面進(jìn)行操控。您還可以在編程或?qū)嶒灂r增加文本、數(shù)值或 圖形。例如，您可以設(shè)計讓顯示屏顯示一張笑臉或苦瓜臉作 為對比反應(yīng)，或是顯示一個通過數(shù)學(xué)計算得到的結(jié)果數(shù)字 （在EV3軟件幫助中，您會了解更多關(guān)于如何使用顯示屏的 信息）。程序塊按鈕可引導(dǎo)您進(jìn)人 EV3程序塊界面。這些按 鈕還可被用作可編程激活器。 例如，您可以編制程序按壓“向 上”按鈕，機(jī)器人抬起胳膊；按壓“向下”按鈕，機(jī)器人 放下胳膊。二、EV3電機(jī)大型電機(jī)大型電機(jī)是一個強(qiáng)大的“智能”電機(jī)。它有一個內(nèi)置轉(zhuǎn) 速傳感器，分辨率為1度，可實現(xiàn)精確控制。大型電機(jī)經(jīng)過 優(yōu)化可成為機(jī)器人的基礎(chǔ)驅(qū)動力。通過使用

16、EV3軟件中的“移動轉(zhuǎn)向”或“坦克式移動” 編程模塊，大型電機(jī)可以同時協(xié)調(diào)動作。中型電機(jī)中型電機(jī)也包含一個內(nèi)置轉(zhuǎn)速傳感器（分辨率為1度），但是它比大型電機(jī)更小更輕。這意味著它比大型電機(jī)反應(yīng)更 迅速。中型電機(jī)可以被編程為開啟或關(guān)閉，控制功率等級或運(yùn) 行特定時間或進(jìn)行指定數(shù)量的旋轉(zhuǎn)。大型電機(jī)中型電機(jī)參考學(xué)習(xí)資料兩種電機(jī)的比較：+大型電機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)速為160-170轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)扭矩為20Ncm,失速扭矩為40Ncm （更低但更強(qiáng)勁）。+中型電機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)速為 240-250轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)扭矩為8 Ncm,失速扭矩為12 Ncm （更快但弱一些）。+兩種電機(jī)都支持自動識別。三、EV3連接技術(shù)EV3程序塊連接傳感器和

17、電機(jī)要使電機(jī)和傳感器運(yùn)行，必須將其連接到1、 2、 3和4將使用黑色扁平連接電纜，通過輸人端口 傳感器連接到EV3程序塊。如果編程時EV3程序塊沒有連接到計算機(jī)，軟件會將傳 感器分配到默認(rèn)端口。這些默認(rèn)端口分配為+端口 1:觸動傳感器+端口 2:陀螺儀傳感器1溫度傳感器+端口 3:顏色傳感器+端口 4:超聲波傳感器/紅外傳感器如果編程時EV3程序塊已連接到計 算機(jī)，軟件會自動為每個傳感器或電機(jī)指 定端口。使用黑色扁平連接電纜， 通過輸由端口 A、B、C和D將 電機(jī)連接到EV3程序塊。和傳感器一樣，當(dāng)您編程時，如果EV3程序塊沒有連接 到計算機(jī)，每個電機(jī)將會被分配到默認(rèn)端口。默認(rèn)端口分配 為：+

18、端口 A中型電機(jī)+端口 B和C兩個大型電機(jī)+端口 D大型電機(jī)如果編程時EV3程序塊已連接到計算 機(jī)，軟件會在您的程序里自動分配正確端 口。四、EV3控制界面程序塊應(yīng)用程序EV3程序塊帶有五個預(yù)先安裝的程序塊應(yīng)用程序。此外，您也可以在EV3軟件中創(chuàng)建自己的應(yīng)用程序。將其下載到EV3程序塊后，自制的應(yīng)用程序會在此處顯示。五個預(yù)先安裝的應(yīng)用程序如下 ： 端口視圖 在端口視圖的第一個屏幕上，您將會立刻看到哪些端口連接有傳感器或電機(jī)。使用 EV3程序塊按 鈕導(dǎo)航到某個已使用的端口，您將會看到 從傳感器或電機(jī)返回的當(dāng)前讀數(shù)。連接一 些傳感器和電機(jī)，進(jìn)行不同設(shè)置下的實驗。 按壓“中”按鈕查看或更改已連接電機(jī)

19、和 傳感器的當(dāng)前設(shè)置。按壓“返回”按鈕返 回到Brick Apps 主屏幕。電機(jī)控制控制已連接到四個輸由端口之一的任 何電機(jī)的正向和反向運(yùn)動。有兩種不同的 模式。一種模式是，您可以控制連接到端 口 A的電機(jī)（使用“上”和“下”按鈕）和 連接到端口 D的電機(jī)（使用“左”和“右”按鈕）。另一種模 式是，您可以控制連接到端口 B的電機(jī)（使用“上”和“下” 按鈕）和連接到端口 C的電機(jī)（使用“左”和“右”按鈕）。 使用“中”按鈕在兩種模式之間進(jìn)行切換。按壓“返回”按 鈕返回到Brick Apps 主屏幕。紅外控制使用遠(yuǎn)程紅外信標(biāo)作為遠(yuǎn)程控制，紅外傳感器作為接收器來控制已連接到四 個輸由端口之一的任何電

20、機(jī)的正向和反 向運(yùn)動。（紅外傳感器必須連接到 EV3程 序塊端口 4）有兩種不同的模式。一種模式是，您將使用遠(yuǎn)程紅外信標(biāo)上的頻道1和頻道2。在頻道1上，您可以控制連接到端口 8的電機(jī)（使用遠(yuǎn)程紅外信標(biāo) 上的按鈕1和按鈕2）和連接到端口 C的電機(jī)使用遠(yuǎn)程紅外 信標(biāo)上的按鈕3和按鈕4） o在頻道2上，您可以控制連接 到端口 A的電機(jī)（使用按鈕1和按鈕2）和連接到端口 D的電 機(jī)（使用按鈕3和按鈕4）。類似地，另一種模式是，您可以 通過使用遠(yuǎn)程紅外信標(biāo)上的頻道3和頻道4來控制電機(jī)。程序塊程序EV3程序塊自帶程序塊編程應(yīng)用程 序，類似于您的計算機(jī)中安裝的獲件。以 下說明為您提供了開始使用的基本信息。創(chuàng)

21、建程序打開您的程序塊應(yīng)用程序?！癝tart ”屏幕為您提供了通過序列線連接的“ Start 和“LOOP 模塊。中間的“ Add Block"垂直虛線表示您可 以添加更多的模塊到程序中。按壓“上”按鈕從“ Block Palette ”中添加一個新的模塊。在“Block Palette? 中，您可以使用“左”、“右” “上”、“下”按鈕導(dǎo)航來選擇添加哪個新模塊。進(jìn)一步導(dǎo)航，會顯示更多的模塊。 一路向下導(dǎo)航，將返回到您的程序。 通常，有兩種模塊類型一動作和等待。動作模塊指示器是模 塊右上方的一個小箭頭。等待模塊指示器是一個小沙漏?？?之，共有6種不同的動作模塊和 11種不同的等待模塊可

22、供 選擇。思考：1 .EV3必備的硬件條件有哪些？2 .你知道的EV3傳感器有哪些？3 .EV3的端口可以混用嗎？4 .EV3五個預(yù)先安裝的應(yīng)用程序有哪些?第四章EV3軟件系統(tǒng)一、電腦系統(tǒng)要求設(shè)計搭建機(jī)器人很好玩，但機(jī)器人技術(shù)的核心在于使其具 有生命一使他們能夠移動并完成任務(wù)。您會發(fā)現(xiàn)軟件具有以下特點(diǎn)：+以可視且直觀的方式介紹編程+高效且全面的數(shù)據(jù)采集工具+是一本既提供指示信息又可記錄結(jié)果的數(shù)字練習(xí)冊+激發(fā)并展示您在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的興趣二、軟件安裝一旦確認(rèn)您的計算機(jī)滿足最低系統(tǒng)需求，您就可以安裝此軟件。關(guān)閉所有其他程序，然后雙擊EV3軟件應(yīng)用程序文件 夾內(nèi)的安裝文件。A L

23、63;GC MTNDS1ORMS Lducditm EV3%鼻如瑞網(wǎng)敢如0則肛H與丁。嗎；NWorwl ln«Irufflenftittfl 可幅近史*除謖好力右，嬴TH依件也1*瓦需依薛亦調(diào)解烹",貨守兩孝才 宓守 一日停不下.力，苗比將立的情1am恭聲荷整樣者看議印，加山帚體舞同道本*說 用鵬持岫意更率命零布為不或為事由*!»目乃棄不曼率的青順事蓄 旭安除附構(gòu)睪事白幣制國呵韭阻吊D羅氣/,卬不暮巧充量.用物祥一并江就到收件芝 臼北三小抽，日內(nèi)鞫忱蟀 步帝則箭書相覆肛聃:T丑星伊性何箭雄甫拓 田童通直施4W證*立a的M號壺二h 事堂也力相中由，不酬!事前6皆惘

24、；ltT.il 3kl. Im wta*司d用EtvhkhM W3+#"U 淵|描耳鼻說上-鶯軍1«桃野加畝，三、編程大廳每次打開EV3軟件，都會進(jìn)人大廳界面。利用大廳可輕松 找到并使用軟件，也讓您能夠訪問需要的一切。在大廳內(nèi)您會發(fā)現(xiàn)如下選項和資源：1 .大廳選項卡一 此按鈕可隨時返回大廳2 .活動概覽一您可以在此訪同、組織、預(yù)覽內(nèi)容，并開 始一個項目為核心模型構(gòu)建指令“快速入門”資源，如一小段介紹視頻和 EV3用戶指南文件管理，您可以在此創(chuàng)建一個新項目或打開一個現(xiàn) 有項目3 .查看一此按鈕可返回到“活動概覽”4 .搜索一使用不同過濾器選項查找特定內(nèi)容的項目四、編程模塊和面

25、板所有控制您機(jī)器人的騙程模塊都在“編程面板”內(nèi)，位于“編程畫布”下面編程環(huán)境的底部。編程模塊根據(jù)類型和性質(zhì)分為不同類別，以使于您我到所需模塊。動作類模塊（從左到右的顧序）中型電機(jī) 大型電機(jī) 移動轉(zhuǎn)向坦克式移動顯示程序塊狀態(tài)燈 流程類模塊（從左到右的順序）開始 等待 循環(huán)切換循環(huán)暫停傳感器類模塊（從左到右的順序）程序塊按鈕顏色傳感器陀螺儀傳感器紅外傳感器電機(jī)旋轉(zhuǎn)溫度傳感器計時器觸動傳感器超聲波傳感器 能量表NXT聲音傳感器數(shù)據(jù)類模塊（從左到右的順序）變量 常量陣列運(yùn)算 邏輯運(yùn)算 數(shù)學(xué) 舍入 比較 范圍 文本隨機(jī)高級類模塊（從左到右的順序）文件讀寫 數(shù)據(jù)采集 消息傳遞藍(lán)牙連接保持活動原始傳感器值未

26、校準(zhǔn)電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)停止程序我的模塊當(dāng)您在許多程序中重復(fù)使用同一段程序 時，說明是時候創(chuàng)建一個“我的模塊” 了。一旦創(chuàng)建好“我的模塊”，您就可 以將此獨(dú)立模塊簡單地插人到同一項目 的后續(xù)程序中。思考：1 .EV3編程大廳由哪幾部分組成？2 .編程軟件中的綠色模塊有什么作用?3 .“我的模塊”如何創(chuàng)建？第五章機(jī)器人傳動結(jié)構(gòu)、齒輪傳動結(jié)構(gòu)齒輪傳動結(jié)構(gòu)是設(shè)計機(jī)器人驅(qū)動方式時常用的一種傳動 結(jié)構(gòu)。我們的生活中隨處可見齒輪，它是鋸齒狀的輪子。兩 個或更多的齒輪嚙合在一起就能傳送動力，實現(xiàn)加快或減慢速度，還能改變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的方向二、驅(qū)動和從動接近動力源的齒輪稱為驅(qū)動齒輪。從驅(qū)動齒輪接收動力 的齒輪稱為從動齒輪。

27、齒輪“齒數(shù)比”指的是從動齒輪的齒 數(shù)與驅(qū)動齒輪齒數(shù)的比。要計算齒數(shù)比的值，可以用從動齒 輪的齒數(shù)除以驅(qū)動齒輪的齒數(shù)。1 .如果齒輪齒數(shù)比值等于 1（例如，1:1）,那么從動齒輪 的速度和扭矩等于驅(qū)動齒輪的速度和扭矩。這稱為1:1傳動2 .如果齒輪齒數(shù)比值小于 1（例如，0.3:1）,那么從動 齒輪的速度快于驅(qū)動齒輪的速度。同樣，從動齒輪的扭矩小 于驅(qū)動齒輪的扭矩。這稱為增速。3 .如果齒輪齒數(shù)比值大于 1（例如，3:1）,那么從動齒輪 的速度慢于驅(qū)動齒輪的速度。同樣，從動齒輪的扭矩大于驅(qū) 動齒輪的扭矩。這稱為減速。三、建構(gòu)本節(jié)的任務(wù)是設(shè)計有齒輪傳動結(jié)構(gòu)的機(jī)器人?？梢詤⒖忌蠄D的搭建方法 （但不是

28、唯一方法）。該模型有2個大型電機(jī)，其中一個電機(jī)帶有傳動裝置，活動時可以更改裝置，另一個電機(jī)作為參考使用。示例程序：在運(yùn)行程序之前，預(yù)測啟動之后齒輪的轉(zhuǎn)動情況。運(yùn)行程序并記錄觀察結(jié)果（齒輪轉(zhuǎn)動的方向和速度） 思考：1 .是1:1傳動嗎？增速還是減速呢？2 .齒輪齒數(shù)比是多少？四、擴(kuò)展更改齒輪比率，實現(xiàn)不同的齒輪傳動。 在運(yùn)行程序之前, 預(yù)測啟動之后齒輪的轉(zhuǎn)動情況。運(yùn)行程序并記錄觀察結(jié)果（齒輪轉(zhuǎn)動的方向和速度）。思考：1 .如何運(yùn)用齒輪改變傳動方向？2 .改變齒數(shù)比率對速度有什么影響?第六章機(jī)器人受控移動一、機(jī)器人驅(qū)動基座要想使機(jī)器人受控移動，首先就要搭建由一個可以動的 結(jié)構(gòu)，以下為一個基礎(chǔ)的驅(qū)動

29、基座搭建方案：驅(qū)動基座整體構(gòu)造驅(qū)動基座底部構(gòu)造該方案不是唯一方案，允許有不同的設(shè)計構(gòu)造。二、程序設(shè)計機(jī)器人的移動一般需要有一定的精度，如何控制機(jī)器人 的基本移動就是本章內(nèi)容要解決的主要問題。我們可以使用 編程軟件中的動作類模塊進(jìn)行編程，使其控制驅(qū)動基座盡可 能以最大精度受控移動。程序概述：開始移動轉(zhuǎn)向裝置一圈數(shù)（2）功率（30）等待一（2秒）移動轉(zhuǎn)向裝置一度數(shù)（720）功率（-30 ）以上為一個機(jī)器人精確沿直線前進(jìn)并沿直線后退的程序。三、反思拓展為已搭建機(jī)器人重新編寫程序，使機(jī)器人執(zhí)行以下任 務(wù)：1 .機(jī)器人向前直線移動 50cm）,然后向后10cmi2 .機(jī)器人向右前方移動 30cmi3 .

30、機(jī)器人向右后方移動 30cm示例程序:思考：1 .哪些因素會影響移動的精度和一致性？2 .除了可以用“移動轉(zhuǎn)向”模塊來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，還可以怎 么控制機(jī)器人轉(zhuǎn)向？3 .嘗試設(shè)計能夠自由移動轉(zhuǎn)向的的機(jī)器人結(jié)構(gòu)。第七課使用傳感器轉(zhuǎn)向一、結(jié)構(gòu)構(gòu)建使用輪子進(jìn)行轉(zhuǎn)向有時不精確。如果是在有灰塵或者容 易打滑的表面上，由于打滑或者摩擦力不均勻，機(jī)器人可能 無法精確轉(zhuǎn)向到正確的角度。而陀螺儀傳感器是一種數(shù)字傳 感器，它可以準(zhǔn)確檢測單軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，利用這個特性，它可 以幫助機(jī)器人進(jìn)行更加精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)向。機(jī)器人的搭建可以參考下圖：示例程序:陀螺儀可以安裝在不動驅(qū)動結(jié)構(gòu)的不同部位，但安裝時 應(yīng)牢固，切忌晃動。二、簡單運(yùn)用 學(xué)習(xí)

31、陀螺儀傳感器與循環(huán)模塊，并創(chuàng)建程序程序概述：開始移動槽一功率 B （10）,功率C （-10）等待一陀螺儀傳感器一比較角度一類型（3）（大于或等于），度數(shù)（90）移動槽一關(guān)閉排除問題角度需要調(diào)整一通常情況下，值需要小于90度。將機(jī)器人放在場地圖的起始位置上，然后運(yùn)行程序描述程序的各個部分使機(jī)器人執(zhí)行的動作。估算機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)角度。說明在有和沒有陀螺儀傳感器的情況下機(jī)器人轉(zhuǎn)向的 區(qū)別。三、反思和拓展在已搭建的機(jī)器人的基礎(chǔ)上，進(jìn)行更多嘗試并歸納總 結(jié)。重新編寫程序，讓機(jī)器人執(zhí)行以下的轉(zhuǎn)向操作：1 .順時針轉(zhuǎn)向45度程序概述：開始移動槽一功率 B （10）,功率C （-10）等待一陀螺儀傳感器一比較角

32、度一類型（3）（大于或等于），度數(shù)（45）移動槽一關(guān)閉2 .順時針轉(zhuǎn)向180度程序概述：開始移動槽一功率 B（10）,功率C （-10）等待一陀螺儀傳感器一比較角度一類型（3）（大于或等于），度數(shù)（180）移動槽一關(guān)閉3 .順時針轉(zhuǎn)向360度，隨后逆時針轉(zhuǎn)向 360度程序概述：開始移動槽一功率 B （10）,功率C （-10）等待一陀螺儀傳感器一比較角度一類型（3）（大于或等于），度數(shù)（360）移動槽一關(guān)閉等待一秒（2）移動槽一功率 B （10）,功率C （-10）等待一陀螺儀傳感器一比較角度一類型（5）（大于或等于），度數(shù)（0）移動槽一關(guān)閉想一想，與程序指示機(jī)器人所旋轉(zhuǎn)的角度相比，機(jī)器人 旋

33、轉(zhuǎn)了多少度？思考：1 .陀螺儀傳感器有什么作用？2 .嘗試使用循環(huán)模塊創(chuàng)建一個新程序，使機(jī)器人沿正方 形行走。3 .自由設(shè)計機(jī)器人并運(yùn)用陀螺儀傳感器精確控制方向。第八章沿線前進(jìn)、任務(wù)聯(lián)系機(jī)器人競賽場地上會有一些不同顏色的線，機(jī)器人在行駛時也可能可能經(jīng)過不同顏色的地面。在某些情況下，機(jī)器人 可以檢測地面的顏色并循著軌跡行駛，這就需要用到顏色傳 感器。通過編程，一臺搭建有顏色傳感器的機(jī)器人就可以巡著 地面顏色或者場地中的黑白線來精確前進(jìn)，從而也就能更高 效地完成挑戰(zhàn)任務(wù)了?？梢詤⒖忌蠄D結(jié)構(gòu)，允許學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造。二、程序設(shè)計利用切換與循環(huán)模塊，編寫一個簡單的巡線程序。程序概述：開始循環(huán)一無限大型電機(jī)（

34、C） On功率（30） 等待一顏色傳感器一比較反射光線 強(qiáng)度（小于，45）大型電機(jī)（C）一關(guān)閉大型電機(jī)（B） On功率（30） 等待一顏色傳感器一比較反射光線 強(qiáng)度（大于或等于，45）大型電機(jī)（B）一關(guān)閉1 .將機(jī)器人放在訓(xùn)練場地的起始位置上，運(yùn)行程序。2 .描述程序的各個部分使機(jī)器人執(zhí)行的動作。3 .你能否說由可能使機(jī)器人接觸不到黑色線的因素?4 .描述程序的各個部分使機(jī)器人執(zhí)行的動作 三、反思與拓展 使用同一程序，增大電機(jī)的功率級別，然后看看機(jī)器人在仍能可靠地追蹤線的情況下可以達(dá)到多快的速度O程序概述：開始循環(huán)一無限大型電機(jī)（C） On功率（100） 等待一顏色傳感器一比較反射光線 強(qiáng)度（小于，45）大型電機(jī)（C）一關(guān)閉大型電機(jī)（B） On功率（100） 等待一顏色傳感器一比較反射光線 強(qiáng)度（大于或等于，45）大型電機(jī)（B）一關(guān)閉WORD 整理版1. 將機(jī)器人放在場地的起始位置上，運(yùn)行程序。2. 說明為