機器人選修課教案

機器人選修課教案（2011—2012學年度第二學期）目錄第四章機器人程序設計4.1三種燈光控制4.2避障4.3自尋跡4.4秒表4.5兩地控制4.6判粗細4.7計數(shù)與判奇偶4.8多任務4.9事件控制4.10無線通信第五章NXT機器人5.1搭建第一個NXT機器人5.2讓機器人動起來5.3讓機器人隨著聲音動起來5.4巡線機器人5.5齒輪的使用第四章機器人程序設計4.1三種燈光控制授課時間2月27日參加教師崔深根教學目標：學習順序結(jié)構(gòu)、絕對跳轉(zhuǎn)指令，完成三種不同燈光控制的編程。教學重點：順序結(jié)構(gòu)與絕對跳轉(zhuǎn)指令教學準備：ROBOLAB軟件，樂高積木，RCX一個，小燈一只，觸感一個。教時：1課時課堂練習：ROBOLAB編程教學內(nèi)容與過程：學習內(nèi)容：輸入部件觸感，輸出部件小燈，停止圖標，絕對跳轉(zhuǎn)圖標，開始與結(jié)束圖標。一、臺燈控制程序功能：按鈕按下后，小燈亮，再次按下，小燈滅，可重復。臺燈控制程序二、門口燈控制程序功能：按鈕按下后，小燈亮，延時2秒后，小燈滅，可重復。門口燈控制程序二、警燈控制程序功能：程序啟動后，小燈間隔1秒閃爍，始終循環(huán)。警燈控制程序4.2避障授課時間3月5日參加教師崔深根教學目標：，馬達圖標與時間等待圖標，完成“碰碰車”控制的編程。教學重點：馬達圖標與設置，時間等待圖標與設置。教學準備：ROBOLAB軟件，樂高結(jié)木，RCX一個，馬達二個，觸感一個。教時：1課時課堂練習：硬件配置與ROBOLAB編程教學內(nèi)容與過程：學習內(nèi)容：馬達圖標與設置，時間等待圖標與設置。“碰碰車”控制程序功能：小車向前運行，遇到障礙，先后退0.2秒,再轉(zhuǎn)彎0.5秒,然后繼續(xù)前進“碰碰車”控制程序4.3自尋跡授課時間3月12日參加教師崔深根教學目標：學習光感的應用，選擇結(jié)構(gòu)的應用，完成“沿黑線走”控制的編程。教學重點：選擇結(jié)構(gòu)的應用教學準備：ROBOLAB軟件，樂高結(jié)木，RCX一個，馬達二個，光感一個。教時：1課時課堂練習：硬件配置與ROBOLAB編程教學內(nèi)容與過程：學習內(nèi)容：光感的應用，選擇結(jié)構(gòu)的應用?！把睾诰€走”控制程序。功能：小車自動沿黑線行駛，但不會停止?！把睾诰€走”控制程序4.4秒表授課時間3月19日參加教師崔深根教學目標：學習計時器、顯示屏、容器、清零，完成“秒表”控制的編程。教學重點：計時器、顯示屏、容器、清零圖標的應用。教學準備：ROBOLAB軟件，RCXG一個，觸感一個。教時：1課時課堂練習：硬件配置與ROBOLAB編程教學內(nèi)容與過程：計時器、顯示屏、容器、清零圖標的應用。秒表控制程序功能：按鈕按下，開始計時，顯示屏以0.1秒累加，再次按下，時間值固定。4.5兩地控制授課時間3月26日參加教師崔深根教學目標：學習容器清零，選擇結(jié)構(gòu)嵌套，完成“二個按鈕控制一個燈”的編程。教學重點：選擇結(jié)構(gòu)嵌套教學準備：ROBOLAB軟件，RCX一個，小燈一個，觸感二個。教時：1課時課堂練習：硬件配置與ROBOLAB編程教學內(nèi)容與過程：容器清零，選擇結(jié)構(gòu)嵌套?！岸€按鈕控制一個燈”的程序功能：兩個按鈕均可獨立控制一個小燈。4.6判粗細授課時間4月2日參加教師崔深根教學目標：會計算機器人經(jīng)過某段距離的時間，完成“判斷黑線粗細”的編程。教學重點：怎樣判定過了一段路程。教學準備：ROBOLAB軟件，樂高結(jié)木，RCX一個，光感一個，場地一個。教時：1課時課堂練習：硬件配置與ROBOLAB編程教學內(nèi)容與過程：確定經(jīng)過一段黑線的時間程序“判斷黑線粗細”的程序功能：小車前進，過細黑線繼續(xù)前進，過粗黑線后小車停止。場地圖紙4.7計數(shù)與判奇偶授課時間4月9日參加教師崔深根教學目標：學習容器的運算，容器選擇圖標，完成計數(shù)與判奇偶的編程。教學重點：容器的運算，容器選擇圖標。教學準備：ROBOLAB軟件，RCX一個，樂高結(jié)木，馬達一個，光感一個。教時：1課時課堂練習：硬件配置與ROBOLAB編程教學內(nèi)容與過程：機器人場地與“判粗細”程序相同計數(shù)程序功能：小車前進，過粗黑線后小車停止，顯示經(jīng)過的細黑線數(shù)目。判奇偶程序功能：小車前進，過粗黑線后小車停止，若經(jīng)過的細黑線數(shù)目為奇數(shù)，機器人會亮一個燈。否則，若經(jīng)過的細黑線數(shù)目為偶數(shù)，會亮兩個燈。4.8多任務授課時間4月16日參加教師崔深根教學目標：學習多任務編程、音階圖標，完成“邊走邊唱歌”的編程。教學重點：多任務編程教學準備：ROBOLAB軟件，RCX一個，樂高結(jié)木，馬達二個，光感一個。教時：1課時課堂練習：硬件配置與ROBOLAB編程教學內(nèi)容與過程：多任務“邊沿黑線走邊唱歌”的程序4.9事件控制授課時間4月23日參加教師崔深根教學目標：學習事件控制應用、完成“任意時刻停止沿黑線走”控制的編程。教學重點：事件控制應用教學準備：ROBOLAB軟件，RCX一個，觸感一個，馬達二個，光感一個。教時：1課時課堂練習：硬件配置與ROBOLAB編程教學內(nèi)容與過程：“任意時刻停止沿黑線走”程序4.10無線通信授課時間4月30日參加教師崔深根教學目標：學習無線通信應用、完成“雙胞胎小車”控制的編程。教學重點：順序結(jié)構(gòu)與絕對跳轉(zhuǎn)指令教學準備：ROBOLAB軟件，RCX二個，樂高結(jié)木，馬達一個，角感二個。教時：1課時課堂練習：硬件配置與ROBOLAB編程教學內(nèi)容與過程：“發(fā)信小車”程序“收信小車”程序第五章NXT機器人5.1搭建第一個NXT機器人授課時間5月7日參加教師崔深根活動目的：（一）

分組1、3—4人一個組，選出組長、項目研究員、程序員、機械設計師；2、為小組取一個組名。（二）認識NXT核心元件1、

對9797套裝進行分類；2、

認識NXT核心元件;3、

搭建藍牙機器人9797套裝8___24頁；活動過程：一、LEGONXT的幾張酷圖欣賞二、認識樂高組件1、軸、梁、軸套、半軸套、齒輪2、傳感器3、控制器三、了解樂高組件的基本搭建技巧。1、搭建基本機器人2、參照搭建手冊搭建風車，了解齒輪的運用5.2讓機器人動起來授課時間5月14日參加教師崔深根活動目的：（一）

分組1、2人一組，選出組長2、為小組取一個組名。（二）內(nèi)容1、了解NXT編程軟件界面2、學習移動模塊、電機模塊，并在此基礎上掌握計器人的前進、后退、轉(zhuǎn)彎。3、掌握機器人轉(zhuǎn)彎的幾種方法。教學過程一：認識編程軟件MINDSTORMSEduNXT界面1、啟動MINDSTORMSEduNXT在桌面上點擊：2、界面的組成：編程區(qū)，面板區(qū)，學習區(qū)，菜單區(qū)、工具欄區(qū)、控制面板二、任務：讓機器人“倒車入庫”任務分析：第一步：機器人前進；第二步：機器人右轉(zhuǎn)彎第三步；機器人后退；模塊介紹編程學習練習三、機器人轉(zhuǎn)彎的三種情況1、差速轉(zhuǎn)彎：2、一個電機正轉(zhuǎn)，另一電機反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎3、一個電機不動，另一電機轉(zhuǎn)動（推薦方式）（1）使用移動模塊，只選擇一個電機（2）使用電機模塊

5.3讓機器人隨著聲音動起來授課時間5月21日參加教師崔深根活動目的：1、學習循環(huán)模塊的使用2、學習聲音傳感器的使用3、學習分支模塊的使用活動過程一：機、2、使用循環(huán)模塊二、、如何測定電機的運行時間三、讓機器人隨著聲音動起來讓機器人聽到聲音時開始運動，當機器人前方出面障礙物時，并后退轉(zhuǎn)彎再前進。介紹等待模塊

5.4巡線機器人授課時間5月28日參加教師崔深根活動目的：了解光電傳感器的原理初步掌握光電傳感器對光的測量方法了解單光電傳感器巡線的原理活動過程光電傳感器的原理光電傳感器由光電接收管和光電發(fā)射管組成。他能夠接收外界光的強度，并把光的強度換算成0-100的值。影響光電傳感器的因素顏色、距離、質(zhì)地等三個因素，是影響光電傳感器的主要因素。實驗1、用光電傳感器測量不同顏色的物質(zhì)的值；實驗2、用光電傳感器測量同一物質(zhì)在不同距離的值將一白色的物質(zhì)，從近到遠，測出傳感器的值的變化實驗3、測量白色陶瓷片和白色的紙的反射值3、光電傳感器的用途光電傳感器的用途很多，比如識別顏色、判斷距離等等。今天我們主要學習利用光電傳感器讓機器人巡線，即讓機器人在場地順著黑色運動。機器人巡線的基本原理光電傳感器光電傳感器單光電傳感器的巡線原理：光電傳感器沒有檢測到黑線，就向黑色一方轉(zhuǎn)，當光電傳感器檢測到黑線地，就向遠離黑線的另一方轉(zhuǎn)動。這樣就可以讓機器人順著黑線前進。

5.5齒輪的使用授課時間6月4日參加教師崔深根教學內(nèi)容：了解齒輪的相關術語了解齒輪的加速和減速的關系及優(yōu)缺點了解不同齒輪的搭建方法一：齒輪的相關術語樂高的齒輪分類普通齒輪、斜齒輪、雙面斜齒輪、差速齒輪、渦輪齒輪的單位和齒數(shù)加速和減速的原理它的每一個齒都與8齒的兩個齒嚙合的很好。當轉(zhuǎn)動24齒，每一次在齒輪的接觸面一個新齒取代前一個齒時，8齒也剛好轉(zhuǎn)過一個齒，因此，大齒輪轉(zhuǎn)過8個齒（24齒的齒輪）就可以讓小齒輪轉(zhuǎn)過一圈（360度）。當大齒輪再轉(zhuǎn)過8個齒時，小齒輪又轉(zhuǎn)了一圈。在你轉(zhuǎn)動24齒齒輪的最后8個齒時，8齒齒輪轉(zhuǎn)過第三圈。這也是兩軸產(chǎn)生不同速度的原因：24齒齒輪轉(zhuǎn)動一圈，8齒齒輪轉(zhuǎn)動了三圈！我們用兩個齒輪齒數(shù)之比來表示兩者的關系：24比8。經(jīng)過簡化，得到3:1。從數(shù)字來看，24齒齒輪1轉(zhuǎn)就相當與8齒齒輪的3轉(zhuǎn)。由此，我們得到一種加速的方法（從技術角度來將應稱為角速度，而不是速度）。這時候你可能會想到在競速小車上使用巨大的傳動比。遺憾的是，在力學中有