校本-教材《機(jī)器人》

第一節(jié)認(rèn)識(shí)機(jī)器人教學(xué)目標(biāo)：1、使學(xué)生了解機(jī)器人的概念2、讓學(xué)生知道機(jī)器人的根本功能及機(jī)器人構(gòu)成的根本條件教學(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似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力、協(xié)同能力等，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器?！睓C(jī)器人的根本的機(jī)能機(jī)器人作為一種具備一定智能的自動(dòng)化機(jī)器，有如下3個(gè)根本的機(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，我們可稱之為動(dòng)作器官。2.獲取外界信息:動(dòng)物可以用耳朵聽見聲音，蝸牛的觸須碰到硬物就會(huì)收縮，我們可稱之為感應(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)，同學(xué)們卻通過大腦及其思維能力找到最近的一條路，我們可稱之為思維器官及其思想。機(jī)器人構(gòu)成的根本條件智能機(jī)器甲蟲的觸須是一種感應(yīng)器官六自由度機(jī)械手的手臂是一種動(dòng)作器官人類是地球上最高級(jí)、最聰明的動(dòng)物，根本條件是因?yàn)槿祟愒诼L(zhǎng)的進(jìn)化過程中不但擁有了復(fù)雜的、完美的身體結(jié)構(gòu)，而且還擁有了興旺的大腦。那么機(jī)器人要開展成為優(yōu)秀的、高級(jí)的機(jī)器人也應(yīng)該具備相應(yīng)的條件?！?〕條件一——機(jī)械部件〔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一定的感知能力，具有感知能力的電子器件我們通常又稱之為傳感器，顧名思義，這類器件具備了“傳”遞“感”應(yīng)信息到機(jī)器人的大腦的功能。和人的感覺器官——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)范圍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。智能機(jī)器甲蟲的觸須是一種感應(yīng)器官六自由度機(jī)械手的手臂是一種動(dòng)作器官因此，在我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)器人的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，選用適宜的電子傳感器件。感應(yīng)器官感應(yīng)器官〔3〕條件三——機(jī)器人的大腦機(jī)器人的大腦可稱之為RCU(robotcontrolunit),RCU就好象一臺(tái)微型的家用電腦，它可以執(zhí)行程序指令，并向具體動(dòng)作器官發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作信息。#include"DelayNs\DelayNs.c"#include"SetLedState\SetLedState.c"#include"DelayNs\DelayNs.c"#include"SetLedState\SetLedState.c"intmain(void){while(1){SetLedState(_LED_test_,1);DelayNs(2);SetLedState(_LED_test_,0);DelayNs(2);}return1;編寫程序機(jī)器人的大腦〔4〕條件四——機(jī)器人的思想智能機(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)到的編程知識(shí)，按照我們的意圖編寫出特定的程序，灌輸給它后才能變成真正具備智能的大腦。機(jī)器人對(duì)知識(shí)的掌握是非?？焖俚?，而當(dāng)它跟人類一樣能夠?qū)ν饨绲膹?fù)雜環(huán)境進(jìn)行觀察、思考，然后做出反響的時(shí)候，我們的機(jī)器人就擁有真正的智能了。因此，必須學(xué)習(xí)編寫機(jī)器人程序的方法，才能讓我們的機(jī)器人不但擁有漂亮的軀殼，還能擁有真正的靈魂。思考：1、機(jī)器人具有那些根本的機(jī)能？2、機(jī)器人構(gòu)成的根本條件是什么？第二節(jié)機(jī)器人的種類及其開展教學(xué)目標(biāo)：1、讓學(xué)生對(duì)機(jī)器人的種類有一定的認(rèn)識(shí)2、使學(xué)生了解機(jī)器人的開展史及其未來開展方向教學(xué)內(nèi)容：機(jī)器人的種類機(jī)器人的種類很多，分類的方法也非常多，如果按機(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、最后工序機(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、效勞機(jī)器人和娛樂機(jī)器人等?，F(xiàn)在許多國(guó)家對(duì)學(xué)校開展早期的機(jī)器人學(xué)習(xí)非常重視，隨之相應(yīng)的教育機(jī)器人也出現(xiàn)了。積木式機(jī)器人以其自由拼裝，創(chuàng)意無限的特點(diǎn)而深受同學(xué)們歡送。機(jī)器人已成為人類的朋友。目前世界上已有數(shù)百萬臺(tái)機(jī)器人工作在各自的崗位上，發(fā)揮著巨大的作用。機(jī)器人的開展史機(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始.英格伯格在大學(xué)攻讀伺服理論,這是一種研究運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何才能更好地跟蹤控制信號(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)械手專利,這種機(jī)械手臂按程序進(jìn)行工作,可以根據(jù)不同的工作需要編制不同的程序,因此具有通用性和靈活性,英格伯格和德沃爾都在研究機(jī)器人,認(rèn)為汽車工業(yè)最適于用機(jī)器人干活,因?yàn)槭怯弥匦蜋C(jī)器進(jìn)行工作,生產(chǎn)過程較為固定.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似.它成為世界上第一臺(tái)真正的實(shí)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)器人被稱為"尤尼梅特",意思是"萬能自動(dòng)".他們因此被稱為機(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,稱為"沃爾薩特蘭",意思是"萬能搬動(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)說文藝復(fù)興時(shí)期,既是杰出畫家,又是科學(xué)家的達(dá).芬奇,曾設(shè)計(jì)出了一款機(jī)器人.近百年來開展起來的機(jī)器人,大致經(jīng)歷了三個(gè)成長(zhǎng)階段,也即三個(gè)時(shí)代.第一代為簡(jiǎn)單個(gè)體機(jī)器人,第二代為群體勞動(dòng)機(jī)器人,第三代為類似人類的智能機(jī)器人,它的未來開展方向是有知覺,有思維,能與人對(duì)話.第一代機(jī)器人屬于示教再現(xiàn)型,第二代那么具備了感覺能力,第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人,它不僅具有感覺能力,而且還具有獨(dú)立判斷和行動(dòng)的能力.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"示教控制盒"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)動(dòng)作.第二代是有感覺的機(jī)器人:它們對(duì)外界環(huán)境有一定感知能力,并具有聽覺,視覺,觸覺等功能.機(jī)器人工作時(shí),根據(jù)感覺器官(傳感器)獲得的信息,靈活調(diào)整自己的工作狀態(tài),保證在適應(yīng)環(huán)境的情況下完成工作.如:有觸覺的機(jī)械手可輕松自如地抓取雞蛋,具有嗅覺的機(jī)器人能分辨出不同飲料和酒類.第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人,它不僅具有感覺能力,而且還具有獨(dú)立判斷和行動(dòng)的能力,并具有記憶,推理和決策的能力,因而能夠完成更加復(fù)雜的動(dòng)作.中央電腦控制手臂和行走裝置,使機(jī)器人的手完成作業(yè),腳完成移動(dòng),機(jī)器人能夠用自然語言與人對(duì)話.智能機(jī)器人的"智能"特征就在于它具有與外部世界——對(duì)象,環(huán)境和人相適應(yīng),相協(xié)調(diào)的工作機(jī)能.從控制方式看,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),通過自我診斷裝置能自我診斷出故障部位,并能自我修復(fù).今天,智能機(jī)器人的應(yīng)用范圍大大地?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)器人已具備了人類的特點(diǎn).機(jī)器人向著智能化,擬人化方向開展的道路,是沒有止境的.機(jī)器人是雖然外表可能不像人,也不以人類的方式操作,但可以代替人力自開工作的機(jī)器.后來美國(guó)著名科普作家艾薩克.阿西莫夫?yàn)闄C(jī)器人提出了三條原那么,即"機(jī)器人三定律":第一定律——機(jī)器人不得傷害人,或任人受到傷害而無所作為;第二定律——機(jī)器人應(yīng)服從人的一切命令,但命令與第一定律相抵觸時(shí)例外;第三定律——機(jī)器人必須保護(hù)自身的平安,但不得與第一,第二定律相抵觸.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)器人必須按人的指令行事,為人類生產(chǎn)和生活效勞.機(jī)器人的未來:機(jī)器人會(huì)越來越小目前各國(guó)的研究現(xiàn)狀而言,說明微型機(jī)器人大多還處于實(shí)驗(yàn)室或原型開發(fā)階段,但可以預(yù)見,將來微型機(jī)器人將廣泛出現(xiàn).由德國(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)石等管腔阻塞類疾病治療.還能聽從醫(yī)生指揮,將藥物直接送到達(dá)需要醫(yī)治的患病器官,以取得更好的治療效果.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.未來,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)與維護(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.在軍事上,將有小如昆蟲的飛行器,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)越來越聰明現(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,高智能的機(jī)器人將越來越多,其智力水平也一定會(huì)不斷提高,慢慢地到達(dá)七八歲,十幾歲少年甚至青年人的智力水平.20世紀(jì)90年代后期,為促進(jìn)智能機(jī)器人的開展,日本,韓國(guó)等國(guó)家相繼發(fā)起舉行機(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)作協(xié)調(diào),系統(tǒng)控制等前沿的課題.可以說,每一場(chǎng)機(jī)器人足球賽實(shí)際上都是世界各國(guó)機(jī)器人開展水平的一場(chǎng)較量.

也許在將來的某一天,就如同1996年世界國(guó)際象棋冠軍卡斯帕羅夫輸給了計(jì)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)"也對(duì)付不了的機(jī)器人球隊(duì)。機(jī)器人的硬件組成教學(xué)目標(biāo)：讓學(xué)生清楚積木機(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)器人是我們最親密的朋友。顧名思義，它的外形是用積木搭成的，所以它沒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)決定的。積木式機(jī)器人是完全開放式的，它給了我們無限的創(chuàng)意空間。在整個(gè)機(jī)器人制作過程中，不但能學(xué)習(xí)到制作機(jī)器人的知識(shí)，而且還能形成了合理的思維方式和良好的動(dòng)手能力。在種類繁多的機(jī)器人當(dāng)中，最讓人感興趣的就是仿人機(jī)器人了，因?yàn)槿祟愂亲罡呒?jí)的動(dòng)物，能讓機(jī)器人各項(xiàng)機(jī)能到達(dá)人類的高度是每一個(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)器官根本可劃分為動(dòng)作器官、感覺器官、思維器官三局部，積木式機(jī)器人套件里的模塊也是按這三局部劃分。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、程序選擇器模塊等。思維器官叫作RCU，它是機(jī)器人的主控制板。現(xiàn)在我們清楚了機(jī)器人的硬件組成，但是具體每個(gè)硬件具有什么功能卻不太清楚，可能有些比擬容易理解，但有些卻是陌生的。所以對(duì)積木式機(jī)器人套件里的模塊做一個(gè)系統(tǒng)的了解是很有必要的。思考:1、你從所收集到的資料中知道機(jī)器人能夠幫助人類完成什么工作？2、你會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)什么樣的機(jī)器人來幫你完成某項(xiàng)工作？主控板及動(dòng)作器官教學(xué)目標(biāo)：了解主控板的構(gòu)造讓學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)器人各個(gè)動(dòng)作模塊的含義掌握創(chuàng)立機(jī)器人程序的步驟掌握參數(shù)的設(shè)定教學(xué)內(nèi)容：一、主控板主控板能承受5伏到9伏的電壓，并且配有多達(dá)數(shù)十個(gè)電子接口，所有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：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)，必須按下此按鈕。第二個(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，V，X，YG指的是地線。V指的是電源。X，Y都是信號(hào)線。二、動(dòng)作模塊動(dòng)作模塊含義：動(dòng)作器官也可以稱為動(dòng)作模塊，動(dòng)作模塊使機(jī)器人能夠模仿人類或動(dòng)物的某些動(dòng)作，并且以模仿的對(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。常用的動(dòng)作模塊模塊名稱圖標(biāo)硬件表名稱模塊功能創(chuàng)意小貼士發(fā)音模塊_SPEAKER_具有發(fā)音功能，音頻可調(diào)節(jié)。想讓你的創(chuàng)意更有聲有色？添加它吧。紅外發(fā)射模塊_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。用來裝飾和做指示燈都是很不錯(cuò)的。伺服馬達(dá)模塊_SERVO_在0度和180度之間任意選擇角度定位。一個(gè)隨意角度都能擺動(dòng)的小玩意，絕對(duì)讓你的創(chuàng)意增加更多的動(dòng)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)或后轉(zhuǎn)選擇，從靜止到最高速的運(yùn)動(dòng)過程中有0—6節(jié)速度可調(diào)節(jié)。帶動(dòng)車輪、帶動(dòng)坦克的履帶。用不同的速度帶來不同的變化。超級(jí)馬達(dá)模塊_MOTOR_功能跟馬達(dá)模塊相同，不同的是靜止到最高速的運(yùn)動(dòng)過程中有0—100節(jié)速度可調(diào)節(jié)，但二者的最高速是相等的。比普通馬達(dá)增加了更多的速度調(diào)節(jié)級(jí)別。風(fēng)扇模塊_FAN_具有吹風(fēng)功能，可選擇正向轉(zhuǎn)動(dòng)、反向轉(zhuǎn)動(dòng)或靜止不轉(zhuǎn)。想要模擬自然的風(fēng)或是風(fēng)扇？就用它吧！3、注意點(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)音頻率不準(zhǔn)確，出現(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思考〔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)別？第五節(jié)感覺器官和延時(shí)模塊教學(xué)目標(biāo)讓學(xué)生了解各個(gè)傳感器的用法延遲模塊具體用途教學(xué)內(nèi)容1、感覺器官主要模塊模塊名稱圖標(biāo)硬件表名稱模塊功能創(chuàng)意小帖士黑標(biāo)檢測(cè)模塊_SCABLE_具有尋找黑色并且跟蹤黑色的功能。最簡(jiǎn)單的黑白顏色分辨工具！用了它，絕對(duì)是黑白清楚！紅外檢測(cè)模塊_IRRECEIVE_可以將紅外光發(fā)射到物體后反射回來的光吸收，以此判斷出物體所在位置。能夠接收特定的紅外光，甚至是遙控器的紅外線?；鹧鏈y(cè)量模塊_REMOTEIR_可以測(cè)量火焰值，并且判斷火焰的所在位置。設(shè)計(jì)火焰檢測(cè)等相關(guān)創(chuàng)意時(shí)的必備器件！環(huán)境光測(cè)量模塊_PHOTOSENSITIVE_可以識(shí)別并測(cè)量環(huán)境光值，可以判斷有無光線。制作智能路燈，檢測(cè)光線亮度，讓路燈自行翻開、熄滅的好幫手。紅外測(cè)距模塊_IRDISTANCE_可以測(cè)量障礙物的距離。要識(shí)別障礙物或是要測(cè)量距離，絕對(duì)是不能缺少它啦！觸碰檢測(cè)模塊_TOUCH_可以檢測(cè)觸碰情況，發(fā)覺是否碰到物體。它絕對(duì)是檢測(cè)平面的碰撞的好工具！甚至你可以用它作為一個(gè)開關(guān)呢！觸須檢測(cè)模塊_TENTACLE_可以檢測(cè)觸碰情況，發(fā)覺是否碰到物體。障礙物很鋒利無法靠近？就用它吧！模擬黑標(biāo)測(cè)量模塊_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)意上有較好的效果。差值黑標(biāo)測(cè)量模塊_SCABLEDIFF_可以測(cè)量顏色值。陽光下測(cè)量顏色值是不是很無奈？用它吧！程序選擇器模塊_SELECTOR_讀取撥碼開關(guān)的內(nèi)容，程序選擇器具有從0－10的數(shù)值變化功能。創(chuàng)意比賽環(huán)境多變，還是準(zhǔn)備多個(gè)程序比擬好。用了它，勝算就大多了。串口模塊接收字符接受串口送過來的數(shù)據(jù)。想通過電腦控制機(jī)器人或是送點(diǎn)信息給機(jī)器人？接上它吧。發(fā)送字符通過串口發(fā)送的數(shù)據(jù)。機(jī)器人的內(nèi)部信息可以通過它不斷的送到電腦上哦！2、延遲模塊模塊名稱圖標(biāo)硬件表名稱模塊功能創(chuàng)意小帖士1/100DELAYCENTLS定時(shí)1/100秒要想看清連續(xù)的動(dòng)作就要參加延時(shí)模塊，數(shù)清楚地上的黑線更離不開延時(shí)模塊。1/10DELAYTENTH定時(shí)1/10秒SDELAYNS定時(shí)秒數(shù)系統(tǒng)時(shí)鐘SYSTEMTIME設(shè)置或獲取系統(tǒng)時(shí)鐘不但可以讓某個(gè)動(dòng)作持續(xù)還可以在這一過程中處理突發(fā)事件。3、注意點(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)鐘的功能比擬：延時(shí)模塊：在延時(shí)的過程中不可以做其他事情；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)的過程中可以處理其他事情。思考：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)別？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)別？第六節(jié)傳輸思想的工具〔RoboEXP〕教學(xué)目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)機(jī)器人編程軟件，讓學(xué)生把想法通過RoboEXP軟件表現(xiàn)出來2、初步認(rèn)識(shí)RoboEXP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，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)傳授給學(xué)生，而RoboEXP那么把思考方式灌輸給機(jī)器人，讓它在遇到各種情況時(shí)自主思考、自行判斷、自己做出動(dòng)作。2、主窗體界面每一個(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)器人快車可視化編程的根底，我們的編程思想就是通過流程圖來表現(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。我們可以從模塊庫中拖動(dòng)各類圖標(biāo)到編程區(qū)，然后用線把編程區(qū)里的圖標(biāo)按照一定的邏輯順序連起來，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語言代碼。3、機(jī)器人快車工具欄說明機(jī)器人快車的工具欄共包含11個(gè)快捷按鍵，其說明如下表：快捷鍵圖標(biāo)說明新建與菜單欄中“文件”主菜單下的“新建”子菜單的功能一致。翻開與菜單欄中“文件”主菜單下的“翻開”子菜單的功能一致。保存與菜單欄中“文件”主菜單下的“保存”子菜單的功能一致。復(fù)制與菜單欄中“編輯”主菜單下的“復(fù)制”子菜單的功能一致。粘貼與菜單欄中“編輯”主菜單下的“粘貼”子菜單的功能一致。刪除與菜單欄中“編輯”主菜單下的“刪除”子菜單的功能一致。添加線與菜單欄中“編輯”主菜單下的“添加線”子菜單的功能一致。定義變量與菜單欄中“編輯”主菜單下的“定義變量”子菜單的功能一致。編輯模塊與菜單欄中“工具”主菜單下的“編輯模塊”子菜單的功能一致。編譯與菜單欄中“工具”主菜單下的“編譯”子菜單的功能一致。下載與菜單欄中“工具”主菜單下的“下載”子菜單的功能一致。思考：1、流程控制中IF,WHILE,FOR等語句與信息技術(shù)學(xué)的VB語言相通否？第七節(jié)編程的根本流程教學(xué)目標(biāo)：讓學(xué)生掌握如何給機(jī)器人思想。教學(xué)內(nèi)容：應(yīng)用程序的建立。如何定義硬件信息。如何編寫機(jī)器人程序。機(jī)器人程序的編譯、下載。如何調(diào)試與運(yùn)行程序。機(jī)器人原來是沒有思想的，它需要我們?nèi)祟惤o它思想。我們編寫程序，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。我們無論做什么事情都必須要具有一定的思路、方法。我們給機(jī)器人編程的根本流程是：成功成功新建應(yīng)用程序定義硬件信息編寫程序編譯、下載調(diào)試、運(yùn)行完成調(diào)試調(diào)試失敗下面我們按照上面所講解的方法一步一步練習(xí)編寫機(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。下面就介紹一下如何新建一個(gè)應(yīng)用程序的步驟。翻開RoboEXP機(jī)器人快車軟件，選擇“文件”菜單下的“新建”，彈出如下對(duì)話框，然后選擇“application”〔用戶程序〕，然后為我們自己新建的程序起個(gè)名字〔如下列圖的“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控制。硬件信息中需要定義的是硬件所安裝的接口和它的名字。在剛剛的新建的應(yīng)用程序test中，選擇“工具”菜單下的“硬件信息”，彈出如下對(duì)話框，我們就以增加發(fā)光模塊為例吧，選擇_LED_按“添加硬件實(shí)例”按鈕，彈出硬件定義對(duì)話框，在名稱框中輸入你要命名的硬件名字，現(xiàn)我們命為“1”吧，如下列圖，在對(duì)話框的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。但根本方法都是相同的！3、編寫機(jī)器人程序：現(xiàn)在我們就可以編寫程序了，在編寫程序之前，一般要先思考，你要寫什么程序，這個(gè)程序怎么寫。好了后，你只要拖動(dòng)圖標(biāo)，把你的想法用圖標(biāo)連起來就可以了。如下列圖，拖動(dòng)發(fā)光模塊到編程區(qū)，并連線。雙擊發(fā)光模塊的圖標(biāo)，會(huì)彈出模塊設(shè)置的對(duì)話框，設(shè)定好，如下列圖：圖3-1按“確定”按鈕后，這就是一個(gè)可以讓發(fā)光模塊亮的程序：4、編譯、下載：程序編寫好后，我們就要把這個(gè)我們能識(shí)別的程序編譯成RCU能識(shí)別的程序，選擇“工具”菜單下的“編譯”，這樣就編譯好了。如下列圖：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，選擇“工具”菜單下的“下載”，如上圖，然后翻開機(jī)器人電源開關(guān)。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，再翻開，機(jī)器人就會(huì)按程序的在思想運(yùn)動(dòng)了。如果你覺得并沒有按你的想法運(yùn)動(dòng)的話，那么你就要重新檢查你的程序，再編譯下載到機(jī)器人中，直到你覺得滿意了為止。第八節(jié)模塊的含義教學(xué)目標(biāo)：1、認(rèn)識(shí)模塊。2、了解模塊的使用方法。教學(xué)內(nèi)容：在機(jī)器人程序中，有一個(gè)名字會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，那就是模塊了。在說模塊前，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)器人快車中，每個(gè)模塊都有“入口”和“出口”，如下列圖：我們通常是使用連線把這些模塊串連起來的。只要你按照想法把它們串起來，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)單例子，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)很根本的操作之一，首先跟大家說說拖放的操作，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)器人快車左邊的模塊庫中，選定要用的圖標(biāo)，然后拖放到編程區(qū)。如下列圖：2、編程區(qū)中模塊的拖放。在編程時(shí)，我們通常要改變模塊圖標(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，因?yàn)楦髂K之間就是通過線串起來的。在編程區(qū)，圖標(biāo)必須與主程序圖標(biāo)連起來才起作用，因?yàn)槌绦驁?zhí)行時(shí)是從主程序那里開始的，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。首先把鼠標(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)指針變成畫筆的形狀〕。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖標(biāo)綠色的出口后，鼠標(biāo)指針變成十字形狀〔說明正處于畫線狀態(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。如下列圖: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放、無限創(chuàng)意的特點(diǎn)，它的零部件的種類也非常繁多。而且各個(gè)部件的功能各異，只要靈活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)器人最根本的功能。希望能對(duì)大家起到引導(dǎo)、啟發(fā)的作用，還有更多、更強(qiáng)大的功能等著大家去挖掘、發(fā)現(xiàn)。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，在媽媽的鼓勵(lì)和支持下，經(jīng)過幾十次的失敗，終于站了起來。很快它就可以歡快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出生就必須學(xué)會(huì)走路和跑步？再試想一下如果火星探測(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)行走是讓人難以忍受的，那就幫它動(dòng)起來吧。而所有的動(dòng)物都是在學(xué)會(huì)根本的步伐到跨越復(fù)雜的障礙物這樣一個(gè)過程中熟練掌握走路技巧的，機(jī)器人也不例外。所以教會(huì)機(jī)器人根本步伐是開始行走的第一步。原理介紹其實(shí)機(jī)器人的行走是由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，好比汽車由馬達(dá)驅(qū)