机器人选修课教案.docx

1、机器人选修课教案机器人选修课教案（20112012学年度第二学期）第四章 机器人程序设计4.1 三种灯光控制4.2 避障4.3 自寻迹4.4 秒表4.5 两地控制4.6 判粗细4.7 计数与判奇偶 4.8 多任务4.9 事件控制4.10 无线通信第五章 NXT机器人5.1 搭建第一个NXT机器人5.2 让机器人动起来5.3 让机器人随着声音动起来5.4 巡线机器人5.5 齿轮的使用第四章 机器人程序设计4.1三种灯光控制授课时间 2月27日 参加教师 崔深根 教学目标：学习顺序结构、绝对跳转指令，完成三种不同灯光控制的编程。教学重点：顺序结构与绝对跳转指令教学准备：ROBOLAB软件，乐高积木

2、，RCX一个，小灯一只，触感一个。教时：1课时课堂练习：ROBOLAB编程教学内容与过程：学习内容：输入部件触感，输出部件小灯，停止图标，绝对跳转图标，开始与结束图标。一、台灯控制程序 功能：按钮按下后，小灯亮，再次按下，小灯灭，可重复。台灯控制程序二、门口灯控制程序 功能：按钮按下后，小灯亮，延时2秒后，小灯灭，可重复。门口灯控制程序二、警灯控制程序功能：程序启动后，小灯间隔1秒闪烁，始终循环。警灯控制程序4.2 避 障授课时间 3月5日 参加教师 崔深根 教学目标：，马达图标与时间等待图标，完成“碰碰车”控制的编程。教学重点：马达图标与设置，时间等待图标与设置。教学准备：ROBOLAB软件

3、，乐高结木，RCX一个，马达二个，触感一个。教时：1课时课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程教学内容与过程：学习内容：马达图标与设置，时间等待图标与设置。“碰碰车”控制程序 功能：小车向前运行，遇到障碍，先后退0.2秒,再转弯0.5秒,然后继续前进“碰碰车”控制程序4.3 自寻迹授课时间 3月12日 参加教师 崔深根 教学目标：学习光感的应用，选择结构的应用，完成“沿黑线走”控制的编程。教学重点：选择结构的应用教学准备：ROBOLAB软件，乐高结木，RCX一个，马达二个，光感一个。教时：1课时课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程教学内容与过程：学习内容：光感的应用，选择结构的应用。“沿黑线

4、走”控制程序。功能：小车自动沿黑线行驶，但不会停止。“沿黑线走”控制程序4.4 秒 表授课时间 3月19日 参加教师 崔深根 教学目标：学习计时器、显示屏、容器、清零，完成“秒表”控制的编程。教学重点：计时器、显示屏、容器、清零图标的应用。教学准备：ROBOLAB软件，RCXG一个，触感一个。教时：1课时课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程教学内容与过程：计时器、显示屏、容器、清零图标的应用。秒表控制程序功能：按钮按下，开始计时，显示屏以0.1秒累加，再次按下，时间值固定。4.5 两地控制授课时间 3月26日 参加教师 崔深根 教学目标：学习容器清零，选择结构嵌套，完成“二个按钮控制一个灯”

5、的编程。教学重点：选择结构嵌套教学准备：ROBOLAB软件，RCX一个，小灯一个，触感二个。教时：1课时课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程教学内容与过程：容器清零，选择结构嵌套。“二个按钮控制一个灯”的程序功能：两个按钮均可独立控制一个小灯。4.6 判粗细授课时间 4月2日 参加教师 崔深根 教学目标：会计算机器人经过某段距离的时间，完成“判断黑线粗细”的编程。教学重点：怎样判定过了一段路程。教学准备：ROBOLAB软件，乐高结木，RCX一个，光感一个，场地一个。教时：1课时课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程教学内容与过程：确定经过一段黑线的时间程序“判断黑线粗细”的程序功能：小车前进

6、，过细黑线继续前进，过粗黑线后小车停止。场地图纸4.7 计数与判奇偶授课时间 4月9日 参加教师 崔深根 教学目标：学习容器的运算，容器选择图标，完成计数与判奇偶的编程。教学重点：容器的运算，容器选择图标。教学准备：ROBOLAB软件，RCX一个，乐高结木，马达一个，光感一个。教时：1课时课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程教学内容与过程：机器人场地与“判粗细”程序相同计数程序功能：小车前进，过粗黑线后小车停止，显示经过的细黑线数目。判奇偶程序功能：小车前进，过粗黑线后小车停止，若经过的细黑线数目为奇数，机器人会亮一个灯。否则，若经过的细黑线数目为偶数，会亮两个灯。4.8 多任务授课时间 4

7、月16日 参加教师 崔深根 教学目标：学习多任务编程、音阶图标，完成“边走边唱歌”的编程。教学重点：多任务编程教学准备：ROBOLAB软件，RCX一个，乐高结木，马达二个，光感一个。教时：1课时课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程教学内容与过程：多任务“边沿黑线走边唱歌”的程序4.9 事件控制授课时间 4月23日 参加教师 崔深根 教学目标：学习事件控制应用、完成“任意时刻停止沿黑线走”控制的编程。教学重点：事件控制应用教学准备：ROBOLAB软件，RCX一个，触感一个，马达二个，光感一个。教时：1课时课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程教学内容与过程：“任意时刻停止沿黑线走”程序4.10

8、 无线通信授课时间 4月30日 参加教师 崔深根 教学目标：学习无线通信应用、完成“双胞胎小车”控制的编程。教学重点：顺序结构与绝对跳转指令教学准备：ROBOLAB软件，RCX二个，乐高结木，马达一个，角感二个。教时：1课时课堂练习：硬件配置与ROBOLAB编程教学内容与过程：“发信小车”程序“收信小车”程序第五章 NXT机器人5.1 搭建第一个NXT机器人 授课时间 5月7日 参加教师 崔深根 活动目的：（一） 分组 1、34人一个组，选出组长、项目研究员、程序员、机械设计师；2、为小组取一个组名。（二）认识NXT核心元件1、 对9797套装进行分类；2、 认识NXT核心元件;3、 搭建蓝牙

9、机器人9797套装8_24页；活动过程：一、LEGO NXT的几张酷图欣赏 二、认识乐高组件1、轴、梁、轴套、半轴套、齿轮2、传感器3、控制器三、了解乐高组件的基本搭建技巧。1、搭建基本机器人2、参照搭建手册搭建风车，了解齿轮的运用5.2 让机器人动起来 授课时间 5月14日 参加教师 崔深根 活动目的：（一） 分组 1、2人一组，选出组长2、为小组取一个组名。（二）内容1、了解NXT编程软件界面2、学习移动模块、电机模块，并在此基础上掌握计器人的前进、后退、转弯。3、掌握机器人转弯的几种方法。教学过程一：认识编程软件MINDSTORMS Edu NXT界面1、启动MINDSTORMS Edu

10、 NXT 在桌面上点击：2、界面的组成：编程区，面板区，学习区，菜单区、工具栏区、控制面板二、任务：让机器人“倒车入库”1、 任务分析：第一步：机器人前进；第二步：机器人右转弯第三步；机器人后退；2、 模块介绍3、 编程 4、 学习练习三、机器人转弯的三种情况1、差速转弯：2、一个电机正转，另一电机反转来实现转弯3、一个电机不动，另一电机转动（推荐方式） （1）使用移动模块，只选择一个电机 （2）使用电机模块5.3 让机器人随着声音动起来 授课时间 5月21日 参加教师 崔深根 活动目的：1、学习循环模块的使用2、学习声音传感器的使用3、学习分支模块的使用活动过程一：机、2、使用循环模块二、如

11、何测定电机的运行时间三、让机器人随着声音动起来 让机器人听到声音时开始运动，当机器人前方出面障碍物时，并后退转弯再前进。1、 介绍等待模块5.4 巡线机器人 授课时间 5月28日 参加教师 崔深根 活动目的：1、 了解光电传感器的原理2、 初步掌握光电传感器对光的测量方法3、 了解单光电传感器巡线的原理 活动过程一、 光电传感器的原理1、 光电传感器由光电接收管和光电发射管组成。他能够接收外界光的强度，并把光的强度换算成0-100的值。2、 影响光电传感器的因素颜色、距离、质地等三个因素，是影响光电传感器的主要因素。实验1、用光电传感器测量不同颜色的物质的值；实验2、用光电传感器测量同一物质在

12、不同距离的值 将一白色的物质，从近到远，测出传感器的值的变化实验3、测量白色陶瓷片和白色的纸的反射值3、光电传感器的用途 光电传感器的用途很多，比如识别颜色、判断距离等等。今天我们主要学习利用光电传感器让机器人巡线，即让机器人在场地顺着黑色运动。二、 机器人巡线的基本原理光电传感器单光电传感器的巡线原理： 光电传感器没有检测到黑线，就向黑色一方转，当光电传感器检测到黑线地，就向远离黑线的另一方转动。这样就可以让机器人顺着黑线前进。5.5 齿轮的使用授课时间 6月4日 参加教师 崔深根 教学内容：1、 了解齿轮的相关术语2、 了解齿轮的加速和减速的关系及优缺点3、 了解不同齿轮的搭建方法一：齿轮

13、的相关术语1、 乐高的齿轮分类 普通齿轮、斜齿轮、双面斜齿轮、差速齿轮、涡轮2、 齿轮的单位和齿数三、 加速和减速的原理它的每一个齿都与8齿的两个齿啮合的很好。当转动24齿，每一次在齿轮的接触面一个新齿取代前一个齿时，8齿也刚好转过一个齿，因此，大齿轮转过8个齿（24齿的齿轮）就可以让小齿轮转过一圈（360度）。当大齿轮再转过8个齿时，小齿轮又转了一圈。在你转动24齿齿轮的最后8个齿时，8齿齿轮转过第三圈。这也是两轴产生不同速度的原因：24齿齿轮转动一圈，8齿齿轮转动了三圈！我们用两个齿轮齿数之比来表示两者的关系：24比8。经过简化，得到3:1。从数字来看，24齿齿轮1转就相当与8齿齿轮的3转。由此，我们得到一种加速的方法（从技术角度来将应称为角速度，而不是速度）。这时候你可能会想到在竞速小车上使用巨大的传动比。遗憾的是，在力学中有得必有失，获得了速度，同时就减少了扭矩，简单的说，就是在力量上的损失会转化为速度速度越快，扭矩就越小。比率也相同：如果获得了三倍的角速度，你的扭矩会减小到原来的1/3。 什么时候应当加速或减速传动，经验会告诉你。总的来说，减速传动用的比加速传动要多，因为马达会产生很高的速度，但扭矩很小。在多数时候，常减小速度来提高扭矩，让小车能爬上斜坡，或者让机器人的手臂举起物体。在你不需要大扭矩时，可以减小速度来精确定位。四、 齿轮的搭建方式