2022年中學(xué)校本課程教材《機(jī)器人》

1、一中校本教材 電腦機(jī)器人第一節(jié) 熟悉機(jī)器人教學(xué)目標(biāo)：1、使同學(xué)明白機(jī)器人的概念 2、讓同學(xué)知道機(jī)器人的基本功能及機(jī)器人構(gòu)成的基本條件 教學(xué)內(nèi)容：各國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義都有所不同,而且隨著時(shí)代的變化,機(jī)器人的定義也在不斷發(fā)生變化；”中國(guó)的科學(xué)家們把機(jī)器人定義為：“ 機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器,而且其具備一些與人或生物相像的智能才能,如感知能 力、規(guī)劃才能、動(dòng)作才能、協(xié)同才能等,是一種具有高度敏捷性的自動(dòng)化機(jī)器；機(jī)器人的基本的機(jī)能機(jī)器人作為一種具備肯定智能的自動(dòng)化機(jī)器,有如下3 個(gè)基本的機(jī)能：1. 對(duì)外界產(chǎn)生作用 : 人們可以用手拿東西和用腳踢球,我們可稱(chēng)之為動(dòng)作器官；2. 獵取外界信息 : 動(dòng)物

2、可以用耳朵聽(tīng)見(jiàn)聲音,蝸牛的觸須遇到硬物就會(huì)收縮,我們可稱(chēng)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),力找到最近的一條路,我們可稱(chēng)之為思維器官及其思想；機(jī)器人構(gòu)成的基本條件同學(xué)們卻通過(guò)大腦及其思維能人類(lèi)是地球上最高級(jí)、最聰慧的動(dòng)物,基本條件是由于人類(lèi)在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中不但 擁有了復(fù)雜的、完善的身體結(jié)構(gòu),而且仍擁有了發(fā)達(dá)的大腦；那么機(jī)器人要進(jìn)展成為優(yōu)秀 的、高級(jí)的機(jī)器人也應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的條件；（ 1）條件一 機(jī)械部件 正如人類(lèi)的身體需由骨架和肌肉牽引 才能完成肯定的動(dòng)作一樣, 機(jī)器人的身體和 動(dòng)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(shí)候, 我們不僅可以使用課堂

3、上供應(yīng)的拼裝套件, 仍可以選取身邊順手可 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,仍有像螺絲、 螺帽那樣的各種各樣的五金緊 固件；只要我們?cè)谌粘Ｉ钪辛粜挠^看身邊六自由度機(jī)械手的手臂是一種動(dòng)作器官的各種機(jī)械設(shè)備的動(dòng)作, 例如縫紉機(jī)、 變速自行車(chē) 、起重機(jī)、 挖土機(jī)等等, 信任肯定能受到良好的啟示,從而設(shè)計(jì)出能滿(mǎn)意我們自己功能需求的機(jī)械結(jié)構(gòu)；（2）條件二感應(yīng)和動(dòng)作電子部件 一個(gè)真正擁有智能的機(jī)器人通常都需要具備 肯定的感知才能,具有感知才能的電子器件我們 通常又稱(chēng)之為傳感器,顧名思義,這類(lèi)器件具備 了“ 傳” 遞“ 感” 應(yīng)信息到機(jī)器人的大腦的功能；智能機(jī)器甲

4、蟲(chóng)的觸須是一種感應(yīng)器官 和人的感覺(jué)器官眼、耳、舌、鼻、皮膚 分別對(duì)光線、聲音、味道、氣味、觸碰、氣溫起感應(yīng)作用一樣,構(gòu)成機(jī)器人的電子傳感器 也是按功能分類(lèi)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)范疇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；1 一中校本教材 電腦機(jī)器人因此,在我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)器人的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)依據(jù)設(shè)計(jì)的要求,選用合適的電子傳感器件；感應(yīng)器官（3）條件三機(jī)器人的大腦機(jī)器人的大腦可稱(chēng)之為 RCUrobot control unit,RCU它可以執(zhí)行程序指令,并向詳細(xì)動(dòng)作器官發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作信息；就好象一臺(tái)微型的

5、家用電腦,#include DelayNsDelayNs.c #include SetLedStateSetLedState.c int mainvoid while1 機(jī)器人的大腦（4）條件四機(jī)器人的思想 SetLedState_LED_test_,1; DelayNs2; 智能機(jī)器人盡管具備了以上的感應(yīng)、動(dòng)作和 大腦器官, 但它們只是讓智能機(jī)器人有了個(gè)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)到的編程學(xué)問(wèn),依據(jù) 我們的意圖編寫(xiě)出特定的程序,灌輸給它后才能 變成真正具備智能的大腦； SetLedState_LED_test_,0; DelayNs2; re

6、turn 1; 機(jī)器人對(duì)學(xué)問(wèn)的把握是特別快速的,而當(dāng)它跟人類(lèi)一樣能夠?qū)ν饨绲膹?fù)雜環(huán)境進(jìn)行觀 察、摸索,然后做出反應(yīng)的時(shí)候,我們的機(jī)器人就擁有真正的智能了；因此,必需學(xué)習(xí)編寫(xiě)機(jī)器人程序的方法,才能讓我們的機(jī)器人不但擁有美麗的軀殼,仍能擁有真正的靈魂；摸索：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？其次節(jié) 機(jī)器人的種類(lèi)及其進(jìn)展教學(xué)目標(biāo)：1、讓同學(xué)對(duì)機(jī)器人的種類(lèi)有肯定的熟悉2 一中校本教材 電腦機(jī)器人2、使同學(xué)明白機(jī)器人的進(jìn)展史及其將來(lái)進(jìn)展方向教學(xué)內(nèi)容：機(jī)器人的種類(lèi)機(jī)器人的種類(lèi)很多,分類(lèi)的方法也特別多,假如按機(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

7、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、最終工序機(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)器人和消遣機(jī)器人等；現(xiàn)在很多國(guó)家對(duì)學(xué)校開(kāi)展早期的機(jī)器人學(xué)習(xí)特別重視,隨之相應(yīng)的訓(xùn)練機(jī)器人也顯現(xiàn)了；積木式機(jī)器人以其自由拼裝,創(chuàng)意無(wú)限的特點(diǎn)而深受同學(xué)們歡迎；機(jī)器人已成為人類(lèi)的伴侶；目前世界上已有數(shù)百萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人工作在各自的崗位上,發(fā)揮著龐大的作用；機(jī)器人的進(jìn)展史機(jī)器人的歷史并不算長(zhǎng) ,1959 年美國(guó)英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人 , 機(jī)器人的歷史才真正開(kāi)頭 . 英格伯格在高校攻讀伺服理論 , 這是一種討論運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何

8、才能更好地跟蹤掌握信號(hào)的理論 . 德沃爾曾于 1946 年創(chuàng)造了一種系統(tǒng) , 可以 重演 所記錄的機(jī)器的運(yùn)動(dòng) .1954 年, 德沃爾又獲得可編程機(jī)械手專(zhuān)利 , 這種機(jī)械手臂按程序進(jìn)行工作 ,可以依據(jù)不同的工作需要編制不同的程序 , 因此具有通用性和敏捷性 , 英格伯格和德沃爾都在討論機(jī)器人 , 認(rèn)為汽車(chē)工業(yè)最適于用機(jī)器人干活 , 由于是用重型機(jī)器進(jìn)行工作 , 生產(chǎn)過(guò)程較為固定 .1959 年, 英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人 . 這種機(jī)器人外形有點(diǎn)像坦克炮塔 , 基座上有一個(gè)大機(jī)械臂 , 大臂可繞軸在基座上轉(zhuǎn)動(dòng) ,大臂上又伸出一個(gè)小機(jī)械臂 , 它相對(duì)大臂可以伸出或縮回 . 小臂頂

9、有一個(gè)腕子 , 可繞小臂轉(zhuǎn)動(dòng) , 進(jìn)行俯仰和側(cè)搖 . 腕子前頭是手 , 即操作器 . 這個(gè)機(jī)器人的功能和人手臂功能相像 . 它成為世界上第一臺(tái)真正的有用工業(yè)機(jī)器人 . 此后英格伯格和德沃爾成立了 尤尼梅遜 公司 ,興辦了世界上第一家機(jī)器人制造工廠 . 第一批工業(yè)機(jī)器人被稱(chēng)為 尤尼梅特 , 意思是 萬(wàn)能自動(dòng) . 他們因此被稱(chēng)為機(jī)器人之父 .1962 年美國(guó)機(jī)械與鑄造公司也制造出工業(yè)機(jī)器人 , 稱(chēng)為 沃爾薩特蘭 , 意思是 萬(wàn)能搬動(dòng) . 尤尼梅特 和 沃爾薩特蘭 就成為世界上最早的 , 至今仍在使用的工業(yè)機(jī)器人 . 據(jù)說(shuō)文藝復(fù)興時(shí)期 , 既是杰出畫(huà)家 , 又是科學(xué)家的達(dá) . 芬奇 , 曾設(shè)計(jì)出了一

10、款機(jī)器人 . 近百年來(lái)進(jìn)展起來(lái)的機(jī)器人 , 大致經(jīng)受了三個(gè)成長(zhǎng)階段 , 也即三個(gè)時(shí)代 . 第一代為簡(jiǎn)潔個(gè)體機(jī)器人 , 其次代為群體勞動(dòng)機(jī)器人 , 第三代為類(lèi)似人類(lèi)的智能機(jī)器人 , 它的將來(lái)進(jìn)展方向是有知覺(jué) , 有思維 , 能與人對(duì)話(huà) . 第一代機(jī)器人屬于示教再現(xiàn)型 , 其次代就具備了感覺(jué)才能 , 第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人 , 它不僅具有感覺(jué)才能 , 而且仍具有獨(dú)立判定和行動(dòng)的才能 . 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 示教掌握盒 發(fā)出指令 , 讓機(jī)器人的機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng) , 一步步完成它應(yīng)當(dāng)完成的各個(gè)

11、動(dòng)作 . 3 一中校本教材 電腦機(jī)器人其次代是有感覺(jué)的機(jī)器人 : 它們對(duì)外界環(huán)境有肯定感知才能 , 并具有聽(tīng)覺(jué) , 視覺(jué) , 觸覺(jué)等功能 . 機(jī)器人工作時(shí) , 依據(jù)感覺(jué)器官 傳感器 獲得的信息 , 敏捷調(diào)整自己的工作狀態(tài) , 保證在適應(yīng)環(huán)境的情形下完成工作 . 如 : 有觸覺(jué)的機(jī)械手可輕松自如地抓取雞蛋 , 具有嗅覺(jué)的機(jī)器人能辨論出不同飲料和酒類(lèi) . 第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人 , 它不僅具有感覺(jué)才能 , 而且仍具有獨(dú)立判定和行動(dòng)的能力 , 并具有記憶 , 推理和決策的才能 , 因而能夠完成更加復(fù)雜的動(dòng)作 . 中心電腦掌握手臂和行走裝置 , 使機(jī)器人的手完成作業(yè) , 腳完成移動(dòng) , 機(jī)器人能夠用

12、自然語(yǔ)言與人對(duì)話(huà) . 智能機(jī)器人的 智能 特點(diǎn)就在于它具有與外部世界對(duì)象 , 環(huán)境和人相適應(yīng) , 相和諧的工作機(jī)能 . 從掌握方式看 , 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 主從操縱 , 而是以一種 認(rèn)知適應(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(shí) ,通過(guò)自我診斷裝置能自我診斷出故障部位 , 并能自我修復(fù) . 今日 , 智能機(jī)器人的應(yīng)用范疇大大地?cái)U(kuò)展了 , 除工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外 , 機(jī)器人應(yīng)用到各行各業(yè) ,機(jī)器人已具備了人類(lèi)的特點(diǎn) . 機(jī)器人向著智能化 , 擬人化方向進(jìn)展的道路 , 是沒(méi)有止境的 .機(jī)器人是雖然外表可能不像人 , 也不以人類(lèi)的方式操作 ,

13、但可以代替人力自動(dòng)工作的機(jī)器 .后來(lái)美國(guó)聞名科普作家艾薩克 . 阿西莫夫?yàn)闄C(jī)器人提出了三條原就 , 即 機(jī)器人三定律 : 第肯定律機(jī)器人不得損害人 , 或任人受到損害而無(wú)所作為 ; 其次定律機(jī)器人應(yīng)聽(tīng)從人的一切命令 , 但命令與第肯定律相抵觸時(shí)例外 ; 第三定律機(jī)器人必需愛(ài)護(hù)自身的安全 , 但不得與第一 , 其次定律相抵觸 . 這些 定律 構(gòu)成了支配機(jī)器人行為的道德標(biāo)準(zhǔn) , 機(jī)器人必需按人的指令行事 , 為人類(lèi)生產(chǎn)和生活服務(wù) . 機(jī)器人的將來(lái) : 1. 機(jī)器人會(huì)越來(lái)越小目前各國(guó)的討論現(xiàn)狀而言 , 說(shuō)明微型機(jī)器人大多仍處于試驗(yàn)室或原型開(kāi)發(fā)階段 , 但可以預(yù)見(jiàn) , 將來(lái)微型機(jī)器人將廣泛顯現(xiàn) . 由

14、德國(guó)工程師萊納爾 格茨恩創(chuàng)造的微型機(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(dòng)器前進(jìn) , 由醫(yī)生通過(guò)遙控器指揮 , 既可用于疾病診斷 , 也可用于如動(dòng)脈硬化 , 膽結(jié)石等管腔堵塞類(lèi)疾病治療 . 仍能聽(tīng)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 , 以取得更好的治療成效 . 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(lái) . 將來(lái) , 將會(huì)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(cè)與愛(ài)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

15、. 在軍事上 , 將有小如昆蟲(chóng)的飛行器 , 用于偵察敵情 ; 裝有自動(dòng)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(huì)越來(lái)越聰慧現(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(lái) , 高智能的機(jī)器人將越來(lái)越多 , 其智力水平也肯定會(huì)不斷提高 , 漸漸地達(dá)到七八歲 , 十幾歲少年甚至青年人的智力水平 . 20 世紀(jì) 90 歲月后期 ,為促進(jìn)智能機(jī)器人的進(jìn)展,日本 ,韓國(guó)等國(guó)家相繼發(fā)起舉辦機(jī)器人足球世界杯賽,并成立了相應(yīng)的協(xié)會(huì).機(jī)器人足球賽涉及多機(jī)器人的動(dòng)作和諧,系統(tǒng)掌握等前4 一中校本教材 電腦機(jī)器人沿的課題 .可以說(shuō) ,每一場(chǎng)機(jī)器人足球賽實(shí)際上都是世界各國(guó)機(jī)器人

16、進(jìn)展水平的一場(chǎng)較量 . 或許在將來(lái)的某一天 ,就猶如 1996 年世界國(guó)際象棋冠軍卡斯帕羅夫輸給了運(yùn)算機(jī) 深藍(lán) 一樣,我們會(huì)看到世界頂尖級(jí)的球員組成的 超級(jí)聯(lián)隊(duì) 也應(yīng)付不了的機(jī)器人球隊(duì)；第三節(jié) 機(jī)器人的硬件組成教學(xué)目標(biāo)：讓同學(xué)清晰積木機(jī)器人的硬件組成 教學(xué)內(nèi)容：在機(jī)器人大家族中有一種積木式機(jī)器人是我們最親熱的伴侶；顧名思義,它的外形是 用積木搭成的,所以它沒(méi)有固定的外形和功能,它的一舉一動(dòng)是由我們的創(chuàng)意和設(shè)計(jì)打算 的；積木式機(jī)器人是完全開(kāi)放式的,它給了我們無(wú)限的創(chuàng)意空間；在整個(gè)機(jī)器人制作過(guò)程 而且仍能形成了合理的思維方式和良好的動(dòng)手才能；中,不但能學(xué)習(xí)到制作機(jī)器人的學(xué)問(wèn),在種類(lèi)繁多的機(jī)器人當(dāng)中

17、,最讓人感愛(ài)好的就是仿人機(jī)器人了,由于人類(lèi)是最高級(jí)的 動(dòng)物,能讓機(jī)器人各項(xiàng)機(jī)能達(dá)到人類(lèi)的高度是每一個(gè)從事此工作的科學(xué)家不斷追求的夢(mèng) 想；人體外形各項(xiàng)器官基本可劃分為動(dòng)作器官、感覺(jué)器官、思維器官三部分,積木式機(jī)器人套件里的模塊也是按這三部分劃分；動(dòng)作器官包括：發(fā)音模塊、紅外發(fā)射模塊、發(fā)光模 塊、伺服馬達(dá)模塊、馬達(dá)模塊、超級(jí)馬達(dá)模塊、風(fēng)扇模塊等；感覺(jué)器官包括：黑標(biāo)檢測(cè)模 塊、紅外檢測(cè)模塊、火焰測(cè)量模塊、環(huán)境光測(cè)量模塊、紅外測(cè)距模塊、觸碰檢測(cè)模塊、觸 須檢測(cè)模塊、模擬黑標(biāo)測(cè)量模塊、差值黑標(biāo)測(cè)量模塊、程序挑選器模塊等；思維器官叫作 RCU ,它是機(jī)器人的主掌握板；現(xiàn)在我們清晰了機(jī)器人的硬件組成,但是詳

18、細(xì)每個(gè)硬件具有什么功能卻不太清晰,可 能有些比較簡(jiǎn)潔懂得,但有些卻是生疏的；所以對(duì)積木式機(jī)器人套件里的模塊做一個(gè)系統(tǒng) 的明白是很有必要的；摸索 : 1、你從所收集到的資料中知道機(jī)器人能夠幫忙人類(lèi)完成什么工作？5 一中校本教材 電腦機(jī)器人 2、你會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)什么樣的機(jī)器人來(lái)幫你完成某項(xiàng)工作？第四節(jié) 主控板及動(dòng)作器官 教學(xué)目標(biāo)：明白主控板的構(gòu)造 讓同學(xué)熟悉機(jī)器人各個(gè)動(dòng)作模塊的含義 把握創(chuàng)建機(jī)器人程序的步驟 把握參數(shù)的設(shè)定 教學(xué)內(nèi)容：一、主控板 主控板能承擔(dān) 5伏到 9伏的電壓,并且配有多達(dá)數(shù)十個(gè)電子接口,全部的電子接口均 可由同學(xué)們自由定義；多種傳感器和電子配件在電子接口上可任意搭配,以下是構(gòu)造圖：

19、先從左往右看：第一個(gè)是 RESET 按鈕,功能像電腦的重新啟動(dòng)按鈕；下載完一個(gè)程序后,要使用該 程序時(shí),必需按下此按鈕；其次個(gè)是外置電源的接口；第三個(gè)是接電池的電源接口；我們?cè)陔娮咏涌谔?可以清晰地看到四個(gè)字母；G 指的是地線；V 指的是電源；X,Y 都是信號(hào)線；二、動(dòng)作模塊1、 動(dòng)作模塊含義：G ,V, X,Y 動(dòng)作器官也可以稱(chēng)為動(dòng)作模塊,動(dòng)作模塊使機(jī)器人能夠仿照人類(lèi)或動(dòng)物的某些動(dòng)作,并且以仿照的對(duì)象為機(jī)器人命名,如人形機(jī)器人、機(jī)器狗、蛇形機(jī)器人等等；6 一中校本教材 電腦機(jī)器人2、 常用的動(dòng)作模塊模塊名稱(chēng)圖標(biāo)硬件表名稱(chēng)模塊功能創(chuàng)意小貼士發(fā)音模塊_SPEAKER_ 具有發(fā)音功能,音頻可調(diào)劑；

20、想讓你的創(chuàng)意更有聲有色？添加它吧；紅外發(fā)射模_IRSEND_ 具有發(fā)射紅外光功能；利用光的直線傳播和反射原理, 我們用它來(lái)塊實(shí)現(xiàn)關(guān)于方向指示的功能也是很不錯(cuò)的！發(fā)光模塊_LED_ 具有發(fā)光功能,可亮可滅；用來(lái)裝飾和做指示燈都是很不錯(cuò)的；伺服馬達(dá)模_SERVO_ 在 0 度和 180 度之間任意挑選一個(gè)隨便角度都能擺角度定位；動(dòng)的小玩意, 肯定讓你的創(chuàng)意增加更多的動(dòng)塊感！多個(gè)連接能增加更多的變化！馬達(dá)模塊_MOTOR_ 可以帶動(dòng)物體轉(zhuǎn)動(dòng),有前轉(zhuǎn)或帶動(dòng)車(chē)輪、 帶動(dòng)坦克的履帶；用不同的速度帶后轉(zhuǎn)挑選, 從靜止到最高速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有0 6 節(jié)速度可來(lái)不同的變化；調(diào)劑；超級(jí)馬達(dá)模_MOTOR_ 功能跟馬

21、達(dá)模塊相同,不同的比一般馬達(dá)增加了更多的速度調(diào)劑級(jí)別；是靜止到最高速的運(yùn)動(dòng)過(guò)程塊中有 0 100 節(jié)速度可調(diào)劑,但二者的最高速是相等的；風(fēng)扇模塊_FAN_ 具有吹風(fēng)功能, 可挑選正向轉(zhuǎn)想要模擬自然的風(fēng)或是風(fēng)扇？就用它吧！動(dòng)、反向轉(zhuǎn)動(dòng)或靜止不轉(zhuǎn)；3、留意點(diǎn) 當(dāng)使用到馬達(dá)模塊、超級(jí)馬達(dá)模塊、伺服馬達(dá)模塊的任何一種時(shí)對(duì)發(fā)音模塊會(huì)有不同 程度的干擾,有可能導(dǎo)致發(fā)音頻率不精確,顯現(xiàn)幾種聲音；發(fā)音的頻率越高,影響越大；發(fā)音頻率的建議值：50 到 1800 要停止發(fā)音,頻率值應(yīng)設(shè)為0 摸索（1）簡(jiǎn)述發(fā)光模塊和發(fā)音模塊各有什么功能？（2）講一講馬達(dá)模塊和超級(jí)馬達(dá)模塊有什么區(qū)分？7 一中校本教材 電腦機(jī)器人第五

22、節(jié) 感覺(jué)器官和延時(shí)模塊教學(xué)目標(biāo) 讓同學(xué)明白各個(gè)傳感器的用法 推遲模塊詳細(xì)用途教學(xué)內(nèi)容1、感覺(jué)器官主要模塊模塊名稱(chēng)圖標(biāo)硬件表名稱(chēng)模塊功能創(chuàng)意小帖士黑標(biāo)檢測(cè)模塊_SCABLE_ 具有查找黑色并且最簡(jiǎn)潔的黑白顏色辨論跟蹤黑色的功能；工具！用了它,肯定是黑白分明！紅外檢測(cè)模塊_IRRECEIVE_ 可以將紅外光發(fā)射能夠接收特定的紅外光,甚至是遙控器的紅外線；到物體后反射回來(lái)的光吸取,以此判定出物體所在位置；火焰測(cè)量模塊_REMOTEIR_ 可以測(cè)量火焰值, 并設(shè)計(jì)火焰檢測(cè)等相關(guān)創(chuàng)意時(shí)的必備器件！且判定火焰的所在位置；環(huán)境光測(cè)量模_PHOTOSENSITIVE_ 可以識(shí)別并測(cè)量環(huán)制作智能路燈, 檢測(cè)光線

23、亮度,讓路燈自行打開(kāi)、境光值,可以判定有塊_IRDISTANCE_ 無(wú)光線；熄滅的好幫手；可以測(cè)量障礙物的要識(shí)別障礙物或是要測(cè)紅外測(cè)距模塊量距離, 肯定是不能缺少距離；它啦！觸碰檢測(cè)模塊_TOUCH_ 可以檢測(cè)觸碰情形,它肯定是檢測(cè)平面的碰撞的好工具！ 甚至你可以察覺(jué)是否遇到物體；用它作為一個(gè)開(kāi)關(guān)呢！觸須檢測(cè)模塊_TENTACLE_ 可以檢測(cè)觸碰情形,障 礙 物 很 尖 銳 無(wú) 法 靠近？就用它吧！察覺(jué)是否遇到物體；模擬黑標(biāo)測(cè)量_SCABLEAD_ 可以測(cè)量顏色值；把它運(yùn)用到檢測(cè)顏色變化的創(chuàng)意上有較好的效模塊果；8 差值黑標(biāo)測(cè)量一中校本教材電腦機(jī)器人陽(yáng)光下測(cè)量顏色值是不_SCABLEDIFF_

24、 可以測(cè)量顏色值；是很無(wú)奈？用它吧！模塊_SELECTOR_ 讀取撥碼開(kāi)關(guān)的內(nèi)創(chuàng)意競(jìng)賽環(huán)境多變,仍是程序挑選器模預(yù)備多個(gè)程序比較好；用容,程序挑選器具有塊從 0 10 的數(shù)值變了它,勝算就大多了；化功能；串口模塊接收字符接受串 口送過(guò)來(lái)想通過(guò)電腦掌握機(jī)器人或 是 送 點(diǎn) 信 息 給 機(jī) 器的數(shù)據(jù)；人？接上它吧；發(fā)送字符通過(guò)串 口發(fā)送的機(jī)器人的內(nèi)部信息可以通過(guò)它不斷的送到電腦數(shù)據(jù)；上哦！2、推遲模塊模塊名圖標(biāo)硬件表名稱(chēng)模塊功能創(chuàng)意小帖士稱(chēng)1/100 DELAYCENT 定 時(shí)1/100要想看清連續(xù)的動(dòng)作就要加入延時(shí)LS 秒模塊,數(shù)清晰地上的黑線更離不開(kāi)延時(shí)模塊；1/10 DELAY TENTH

25、定時(shí) 1/10 秒S DELAYNS 定時(shí)秒數(shù)系統(tǒng)時(shí)SYSTEMTIME 設(shè)置或獵取不但可以讓某個(gè)動(dòng)作連續(xù)仍可以在這鐘系統(tǒng)時(shí)鐘一過(guò)程中處理突發(fā)大事；3、留意點(diǎn) 系統(tǒng)時(shí)鐘就相當(dāng)于一個(gè)手表,可以調(diào)整當(dāng)前的時(shí)間,查看當(dāng)前的時(shí)間；延時(shí)模塊與系統(tǒng)時(shí)鐘的功能比較：延時(shí)模塊：在延時(shí)的過(guò)程中不行以做其他事情；系統(tǒng)時(shí)鐘：不但可以實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能,而且在延時(shí)的過(guò)程中可以處理其他事情；9 一中校本教材 電腦機(jī)器人摸索：1、講一講觸碰檢測(cè)模塊和觸須檢測(cè)模塊在應(yīng)用上有什么區(qū)分？2、講一講黑標(biāo)檢測(cè)模塊,紅外測(cè)距和火焰測(cè)量模塊各有什么功能？3、延時(shí)模塊和系統(tǒng)時(shí)鐘有什么區(qū)分？第六節(jié) 傳輸思想的工具（RoboEXP）教學(xué)目標(biāo) 1、

26、熟悉機(jī)器人編程軟件,讓同學(xué)把想法通過(guò) RoboEXP 軟件表現(xiàn)出來(lái) 2、初步熟悉 RoboEX P 的界面及其主要功能模塊教學(xué)內(nèi)容1、RoboEXP又叫機(jī)器人快車(chē),RoboEXP就好比學(xué)校里的老師,在課堂上老師會(huì)把正確的思想品德、 豐富的自然科學(xué)傳授給同學(xué),而 RoboEXP 就把摸索方式灌輸給機(jī)器人,讓它在遇到各種情形時(shí)自主摸索、自行判定、自己做出動(dòng)作；2、主窗體界面10 一中校本教材 電腦機(jī)器人每一個(gè)界面的用途如下：2、應(yīng)用程序編輯界面 拖放圖標(biāo)是機(jī)器人快車(chē)可視化編程的基礎(chǔ),我們的編程思想就是通過(guò)流程圖來(lái)表現(xiàn)；而流程圖主要表現(xiàn)為圖標(biāo)、圖標(biāo)間的連線和參數(shù)設(shè)置；我們可以從模塊庫(kù)中拖動(dòng)各類(lèi)圖標(biāo)

27、到編程區(qū),然后用線把編程區(qū)里的圖標(biāo)依據(jù)肯定的規(guī)律次序連起來(lái),以此實(shí)現(xiàn)自己的編程 思想；代碼區(qū)將顯示與編程區(qū)中已連線圖標(biāo)對(duì)應(yīng)的 C 語(yǔ)言代碼；3、機(jī)器人快車(chē)工具欄說(shuō)明機(jī)器人快車(chē)的工具欄共包含11 個(gè)快捷按鍵,其說(shuō)明如下表：快捷鍵圖標(biāo)說(shuō)明新建與菜單欄中 “文件 ”主菜單下的 “新建 ”子菜單的功能一樣；打開(kāi)與菜單欄中 “文件 ”主菜單下的 “打開(kāi) ”子菜單的功能一樣；儲(chǔ)存與菜單欄中 “文件 ”主菜單下的 “儲(chǔ)存 ”子菜單的功能一樣；復(fù)制與菜單欄中 “編輯 ”主菜單下的 “復(fù)制 ”子菜單的功能一樣；11 一中校本教材 電腦機(jī)器人粘貼 與菜單欄中 “編輯 ”主菜單下的 “粘貼 ”子菜單的功能一樣；刪除

28、 與菜單欄中 “編輯 ”主菜單下的 “刪除 ”子菜單的功能一樣；添加線 與菜單欄中 “編輯 ”主菜單下的 “添加線 ”子菜單的功能一樣；定義變量 與菜單欄中 “編輯 ”主菜單下的 “定義變量 ”子菜單的功能一樣；編輯模塊 與菜單欄中 “工具 ”主菜單下的 “編輯模塊 ”子菜單的功能一樣；編譯 與菜單欄中 “工具 ”主菜單下的 “編譯 ”子菜單的功能一樣；下載 與菜單欄中 “工具 ”主菜單下的 “下載 ”子菜單的功能一樣；摸索：1、流程掌握中IF ,WHILE,FOR 等語(yǔ)句與信息技術(shù)學(xué)的VB 語(yǔ)言相通否？第七節(jié)編程的基本流程教學(xué)目標(biāo) ：讓同學(xué)把握如何給機(jī)器人思想；教學(xué)內(nèi)容：1、 應(yīng)用程序的建立

29、；2、 如何定義硬件信息；3、 如何編寫(xiě)機(jī)器人程序；4、 機(jī)器人程序的編譯、下載；5、 如何調(diào)試與運(yùn)行程序；機(jī)器人原先是沒(méi)有思想的,它需要我們?nèi)祟?lèi)給它思想；我們編寫(xiě)程序,然后把程序送到機(jī)器人的大腦中,這樣機(jī)器人就具有自己的思維；我們無(wú)論做什么事情都必需要具有肯定的思路、方法；我們給機(jī)器人編程的基本流程是：新建應(yīng)用程序定義硬件信息調(diào) 試 失編寫(xiě)程序12 編譯、下載一中校本教材 電腦機(jī)器人下面我們依據(jù)上面所講解的方法一步一步練習(xí)編寫(xiě)機(jī)器人的思想！1、新建應(yīng)用程序：一般我們把每一個(gè)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)作為一個(gè)應(yīng)用程序；用程序的步驟；下面就介紹一下如何新建一個(gè)應(yīng)打開(kāi) RoboEXP 機(jī)器人快車(chē)軟件,挑選“ 文

30、件” 菜單下的“ 新建”,彈出如下對(duì)話(huà)框,然后挑選“application ”（用戶(hù)程序） ,然后為我們自己新建的程序起個(gè)名字（如下圖的“ test” ）；按“ 確定” 按鈕后,這樣就新建了應(yīng)用程序；2、定義硬件信息：新建了應(yīng)用程序后,我們就要為這個(gè)應(yīng)用程序增加硬件,這樣程序才能按你實(shí)際中搭建的硬件正確的掌握；硬件信息中需要定義的是硬件所安裝的接口和它的名字；13 一中校本教材 電腦機(jī)器人在剛才的新建的應(yīng)用程序 test 中,挑選“ 工具” 菜單下的“ 硬件信息”,彈出如下對(duì)話(huà)框,我們就以增加發(fā)光模塊為例吧,挑選 _LED_ 按“ 添加硬件實(shí)例” 按鈕,彈出硬件定義對(duì)話(huà)框,在名稱(chēng)框中輸入你要命

31、名的硬件名字,現(xiàn)我們命為“1” 吧,如下圖,在對(duì)話(huà)框的RCU 圖中, ” 1”對(duì)應(yīng)你這個(gè)模塊要插入的接口位置單擊就可以了,按“ 確定” 按鈕,再按上圖對(duì)話(huà)框的“ 確定” 按鈕,這樣發(fā)光模塊“ _LED_1_ ” 就添加好了；注：不同的硬件結(jié)構(gòu)有不同的硬件設(shè)置位置；但基本方法都是相同的！3、編寫(xiě)機(jī)器人程序：現(xiàn)在我們就可以編寫(xiě)程序了,在編寫(xiě)程序之前,一般要先摸索,你要寫(xiě)什么程序,這個(gè)程序怎么寫(xiě)；好了后,你只要拖動(dòng)圖標(biāo),把你的想法用圖標(biāo)連起來(lái)就可以了；如下圖,拖動(dòng)發(fā)光模塊到編程區(qū),并連線；14 一中校本教材 電腦機(jī)器人雙擊發(fā)光模塊的圖標(biāo),會(huì)彈出模塊設(shè)置 的對(duì)話(huà)框,設(shè)定好,如下圖：圖 3-1 按“ 確

32、定” 按鈕后,這就是一個(gè)可以讓發(fā)光模塊亮的程序：15 一中校本教材 電腦機(jī)器人4、編譯、下載：程序編寫(xiě)好后,我們就要把這個(gè)我們能識(shí)別的程序編譯成“ 工具” 菜單下的“ 編譯”,這樣就編譯好了；如下圖：RCU 能識(shí)別的程序,挑選編譯好后的程序,我們要下載到機(jī)器人的大腦里里,傳給機(jī)器人思想；用串口通信線將電腦和機(jī)器人連起來(lái),挑選“ 工具” 菜單下的“ 下載”開(kāi)關(guān)；16 ,如上圖,然后打開(kāi)機(jī)器人電源一中校本教材 電腦機(jī)器人5、調(diào)試運(yùn)行：下載程序后,現(xiàn)在要做的就是調(diào)試運(yùn)行了；把機(jī)器人電源關(guān)閉后,再打開(kāi),機(jī)器人就 會(huì)按程序的在思想運(yùn)動(dòng)了；假如你覺(jué)得并沒(méi)有按你的想法運(yùn)動(dòng)的話(huà),那么你就要重新檢查 你的程序,

33、再編譯下載到機(jī)器人中,直到你覺(jué)得中意了為止；第八節(jié) 模塊的含義教學(xué)目標(biāo)：1、熟悉模塊；2、明白模塊的使用方法；教學(xué)內(nèi)容：在機(jī)器人程序中,有一個(gè)名字會(huì)常常顯現(xiàn),那就是模塊了；在說(shuō)模塊前,我們先看看 房子是怎么搭成的？由各種磚頭,瓦片等了,我們可以把磚頭、瓦片等這些稱(chēng)為模塊,那 么房子就是由這些模塊搭建成的；在我們編機(jī)器人程序時(shí),也是由模塊搭成的；不同的模塊有不同的用途,只有學(xué)好這些模塊了,你才能做到隨心所欲；在機(jī)器人快 車(chē)中,每個(gè)模塊都有“ 入口” 和“ 出口”,如下圖：我們通常是使用連線把這些模塊串連 起來(lái)的；只要你依據(jù)想法把它們串起來(lái),然后雙擊模塊圖標(biāo),設(shè)定模塊的屬性,例如上節(jié) 的簡(jiǎn)潔例子,

34、這樣就成了機(jī)器人的程序；一、圖標(biāo)的拖放 圖標(biāo)拖放是編程中一個(gè)很基本的操作之一,第一跟大家說(shuō)說(shuō)拖放的操作,拖放是選定 圖標(biāo),然后按住鼠標(biāo)左鍵不放,拖圖標(biāo)動(dòng)到你要放置的位置,然后松開(kāi)鼠標(biāo)左鍵；圖標(biāo)拖 放可分為兩種：1、模塊引用的拖放；在編程時(shí),我們要用到模塊中的模塊,那么我們?cè)趺礃诱{(diào)用呢？我們?cè)跈C(jī)器人快車(chē)左 邊的模塊庫(kù)中,選定要用的圖標(biāo),然后拖放到編程區(qū)；如下圖：17 2、編一中校本教材電腦機(jī)器人程 區(qū) 中模塊的拖放；在編程時(shí),我們通常要轉(zhuǎn)變模塊圖標(biāo)的位置,這時(shí)我們只要拖放圖標(biāo)就可以了；二、連線操作線的操作在圖形化編程中最常用了,由于各模塊之間就是通過(guò)線串起來(lái)的；在編程區(qū),圖標(biāo)必需與主程序圖標(biāo)連起

35、來(lái)才起作用,由于程序執(zhí)行時(shí)是從主程序那里開(kāi)頭的,然后順 著連線執(zhí)行下去；如下左圖所示,我們要把“Main ” 圖標(biāo)和馬達(dá)圖標(biāo)連接起來(lái)；第一把鼠標(biāo)指針移到“Main ” 圖標(biāo)上,再把鼠標(biāo)指針移到“Main ”圖標(biāo)右側(cè)綠色的出口（此時(shí)鼠標(biāo)指針變成畫(huà)筆的外形）；用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖標(biāo)綠色的出口后,鼠標(biāo)指針變成十字外形（說(shuō)明正處于畫(huà)線狀態(tài),只需點(diǎn)擊流程圖編程區(qū)的空白位置就能回復(fù)正常狀態(tài)）；然后再把鼠標(biāo)移到馬達(dá)圖標(biāo)上,點(diǎn)擊紅色馬達(dá)圖標(biāo)的入口,如上右圖；這樣就實(shí)現(xiàn)了在“Main ” 圖標(biāo)和馬達(dá)圖標(biāo)之間的連線；如下圖: 18 一中校本教材 電腦機(jī)器人第九節(jié) 實(shí)例教學(xué)：百變積木式機(jī)器人 教學(xué)內(nèi)容 ：安裝馬達(dá)模塊、制作

36、馬達(dá)行進(jìn)的程序 由于積木式機(jī)器人本身具備了完全開(kāi)放、無(wú)限創(chuàng)意的特點(diǎn),它的零部件的種類(lèi)也特別 繁多；而且各個(gè)部件的功能各異,只要敏捷搭配就可以制作出功能強(qiáng)大的機(jī)器人；本章所 提到的功能只是積木式機(jī)器人最基本的功能；期望能對(duì)大家起到引導(dǎo)、啟示的作用,仍有 更多、更強(qiáng)大的功能等著大家去挖掘、發(fā)覺(jué)；1-1 進(jìn)退自如的機(jī)器人任務(wù)引言 在弱肉強(qiáng)食的野生動(dòng)物世界,剛剛出世的一只牦牛崽,在媽媽的勉勵(lì)和支持下,經(jīng)過(guò) 幾十次的失敗,最終站了起來(lái)；很快它就可以輕盈地圍著媽媽又跑又蹦；請(qǐng)同學(xué)們想一想 為什么小牦牛一誕生就必需學(xué)會(huì)走路和跑步？再試想一下假如火星探測(cè)機(jī)器人不能行走,它能找到證明有水存在的證據(jù)嗎？現(xiàn)在我們已經(jīng)知道機(jī)器人不會(huì)行走是讓人難以忍耐的,那就幫它動(dòng)起來(lái)吧；而全部