第18課學生機器人跳舞

1、第18課 學生機器人跳舞教學目的與要求1.認識伺服電機，了解伺服電機的組成結構。2.了解伺服電機的工作原理。3.學會編寫控制伺服電機的程序。4.以學生自主探究、合作學習為主，逐步培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力、探索精神。5.讓學生在解決問題的過程中體會成功的快樂。6.利用所學的機器人知識解決現(xiàn)實生活中的應用問題。課時安排建議安排1課時。教學重點與難點1.重點：學會編寫控制伺服電機的程序。2.難點：計數(shù)循環(huán)控件的設置，學會編寫控制伺服電機的程序。教材分析與教法建議1教材的地位與作用本課的重點是學習機器人的伺服電機的轉(zhuǎn)角設置?？梢韵茸寣W生觀察伺服電機的物理結構，讓學生了解伺服電機的工作原理，并比較與直流

2、電機有什么不同之處。本課介紹了計數(shù)循環(huán)控件，教師要向?qū)W生講解計數(shù)循環(huán)控件的作用，并提醒學生注意它有兩個圖標，中間的程序會按照計數(shù)循環(huán)控件設置的次數(shù)重復執(zhí)行。伺服電機是按照角度進行旋轉(zhuǎn)的，最大的值為180度。在新授內(nèi)容之后，可以安排學生將前面所學的直流電機知識結合起來，讓學生編寫邊行走邊跳舞的機器人程序。2教學方法指導本課可以采用自主學習探究法、任務驅(qū)動法，強調(diào)學生的合作學習。參考資料伺服電機是一種能根據(jù)指令到達特定位置的專用電機。伺服電機由一個直流電機、一個齒輪減速單元、一個軸位置傳感器和一套控制電機運轉(zhuǎn)的電路組成?！八欧币辉~本身是指系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)其行為能力，也就是說，系統(tǒng)在響應控制信號時，能

3、夠檢測自身位置并補償外加的負載。 伺服電機伺服電機主要用在定位控制方面，因此它們輸出軸的行程往往限制在180左右。伺服電機的輸入信號是控制輸出軸到達期望角位移的一串波形。伺服電路的功能是測量當前位置并確定它與期望位置的差異。如果有差異存在，伺服電路就會驅(qū)動伺服電機使輸出軸達到期望位置。下圖所示為伺服電機的工作原理。伺服電機工作原理圖伺服電機接收一個代表輸出軸期望位置的輸入信號。伺服控制電路將輸入信號與代表輸出軸實際位置的反饋信號進行比較，并得到一個“誤差”信號去控制電機驅(qū)動電路驅(qū)動電機。伺服電機上都有一個內(nèi)置的齒輪減速器，它的輸出才是電機的最終輸出。位置傳感器返回代表實際位置的反饋信號。伺服控制信號我們的伺服電機采用標準的三線接口，包括電源線、地線和控制線。控制線采用PWM機制對位置信號進行編碼。伺服PWM不同于DC齒輪減速電機的速度控制PWM。在速度控制PWM方法中，占空比（即“ON時間”所占的百分比）決定了電機的速度。而在伺服PWM機制中，脈寬的寬度只代表一個特定的控制值。下圖所示為三種控制伺服電機的PWM波形。波形寬度范圍從920us到2120us不等。每種脈沖的時間寬度對應于伺服電機將要達到的特定角位移。例如，中間波形的脈沖寬度為1520us，它代表伺服電機行程范圍的中間位置。伺服電機脈沖寬度定位波形正脈沖的寬度決定了伺服電機