川教版級信息技術(shù)下冊課件第一單元第1節(jié)《再識機(jī)器人》

1課堂導(dǎo)入1課堂導(dǎo)入機(jī)器人對我們來說并不陌生，它是靠自身動力和自我控制能力來實現(xiàn)指定功能的一種機(jī)器裝置，由控制、傳感和機(jī)械三大部分組成。機(jī)器人通過控制部分接收傳感部分反饋的信息，指揮機(jī)械部分完成相應(yīng)動作，實現(xiàn)指定功能。學(xué)習(xí)目標(biāo)11.了解機(jī)器人的基本組成和工作原理。2.了解常見中小學(xué)教育機(jī)器人的控制開發(fā)平臺和編程環(huán)境。2目錄一、機(jī)器人的控制部分二、機(jī)器人的傳感部分三、機(jī)器人的機(jī)械部分機(jī)器人的控制部分一一、機(jī)器人的控制部分機(jī)器人的控制部分一每臺機(jī)器人都有控制部分，該部分一般由控制系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)組成，它好比人的大腦及神經(jīng)系統(tǒng)，控制和協(xié)調(diào)傳感系統(tǒng)與驅(qū)動系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)由控制芯片及外圍電路組成。控制器接收到信息，經(jīng)過運算轉(zhuǎn)化為指令，驅(qū)使機(jī)器人完成指定任務(wù)和動作。目前，常見中小學(xué)教育機(jī)器人控制系統(tǒng)的開發(fā)平臺有Arduino系列開發(fā)板、51單片機(jī)開發(fā)板等。機(jī)器人的控制部分一常見中小學(xué)教育機(jī)器人控制系統(tǒng)的開發(fā)平臺開發(fā)平臺常見編程環(huán)境Arduino系列開發(fā)板ArduinoIDE51單片機(jī)開發(fā)板KeiluVersionSTM32單片機(jī)開發(fā)板KeilMDKRaspberryPi（樹莓派）BlueJ機(jī)器人的控制部分一人機(jī)交互系統(tǒng)主要通過控制程序來實現(xiàn)，常見中小學(xué)教育機(jī)器人編程程序語言有C、Java、Python等，為了簡便、快捷地實現(xiàn)編程，也可以使用圖形化編程工具，通過拖拽不同功能圖形模塊，以搭積木的方式完成程序的編寫。常見的圖形化編程工具：Mixly、星三好圖形化編程軟件、Mind+、ArduBlock。提問：請說說你知道的編程工具的名稱及其特點。機(jī)器人的傳感部分二二、機(jī)器人的傳感部分機(jī)器人的傳感部分二機(jī)器人的傳感部分一般由感知系統(tǒng)與“機(jī)器人——環(huán)境”交互系統(tǒng)組成，主要為了感知自身狀態(tài)或獲取外部特定信息，為控制部分提供運算、判斷的數(shù)據(jù)。感知系統(tǒng)是由對圖像、光線、聲音、壓力、氣味等信號敏感的傳感器為核心部件所組成的，好比人的感覺器官，如眼、耳、鼻、皮膚等，根據(jù)收集信息來源的不同，可分為內(nèi)部傳感器模塊與外部傳感器模塊。機(jī)器人除了自主運行外，還需要與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)，例如多臺機(jī)器人協(xié)同完成一項復(fù)雜任務(wù)。因此，機(jī)器人也需要“機(jī)器人——環(huán)境”交互系統(tǒng)。隨著傳感器精密度和智能化的提升，機(jī)器人的機(jī)動性、適應(yīng)性和智能化水準(zhǔn)得到相應(yīng)的提升，機(jī)器人的服務(wù)領(lǐng)域也極大地豐富了起來。機(jī)器人的傳感部分二傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域名稱服務(wù)領(lǐng)域主要傳感器工業(yè)機(jī)器人工業(yè)生產(chǎn)，加工、焊接、噴涂、裝配等光電傳感器軍事機(jī)器人軍事偵察、排險、搬運等視覺傳感器搜救機(jī)器人廢墟中搜救生命熱成像傳感器手術(shù)機(jī)器人醫(yī)療中的高精度小手術(shù)角度傳感器安防機(jī)器人小區(qū)安防巡邏激光測距傳感器課外實踐：通過多種途徑，了解一種傳感器的工作原理。機(jī)器人的機(jī)械部分三三、機(jī)器人的機(jī)械部分機(jī)器人的機(jī)械部分三大多數(shù)機(jī)器人的“身體”可以移動，不過它們的“腳”有的是輪子，有的是履帶，還有的是螺旋槳；而“手臂”則是由一個或多個“關(guān)節(jié)”組成，這些裝置構(gòu)成了機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)。驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)里各運動部件工作的裝置叫驅(qū)動裝置，如電動機(jī)、氣缸等，它們的工作好比人體手臂上的肌肉的收縮與舒張，機(jī)械系統(tǒng)與驅(qū)動系統(tǒng)共同組成了機(jī)器人的機(jī)械部分。常見教育機(jī)器人的機(jī)械部分：有模仿動物的外形或運動關(guān)節(jié)的機(jī)器人有模仿人類的外形或運動關(guān)節(jié)的機(jī)器人有借助螺旋槳在空中飛行的機(jī)器人有借助氣體膨脹或收縮而運動的機(jī)器人機(jī)器人的機(jī)械部分三除了以上系統(tǒng)外，隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，還附加了一些人機(jī)交互裝置，如觸摸屏可展示信息或通過人的觸碰實現(xiàn)信息交互；發(fā)光二極管的亮與滅指示機(jī)器運行的狀態(tài)等等。課外實踐：通過多種途徑，了解機(jī)器人驅(qū)動裝置通過哪些結(jié)構(gòu)將力傳遞給運動裝置。3課堂小結(jié)再識機(jī)器人機(jī)器人的控制部分由控制系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)組成，用來控制和協(xié)調(diào)傳感系統(tǒng)與驅(qū)動系統(tǒng)。機(jī)器人的傳感部分由感知系統(tǒng)與“機(jī)器人——