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为期7天的新加坡机器人冬令营带你探索新加坡的机器人教育，进行机器人的专业培训，并且参加国际性的机器人大赛，带你走进机器人的科学世界。除此之外，本次机器人冬令营还将参观新加坡名校国立大学，开启新加坡圣淘沙名胜世界之旅。
新加坡机器人大赛|机器人冬令营亮点
1、新加坡冬令营围绕新加坡国际机器人大赛，拓展孩子们对科学、技术、工程和数学领域兴趣，提高并促进青少年的团队合作精神、领导才能和解决问题能力的世界级大赛。
2、学习新加坡先进的机器人课程，在快乐中学习；
3、参观著名的高校学府，体验不一样的教育制度，不一样的学习生活，体验新加坡教育文化。
4、参观新加坡著名景点，深入了解当地人文生活，独特魅力
5、背景提升的最佳选择，提升兴趣爱好，为小升初、出国留学做前期铺垫
新加坡机器人大赛|机器人冬令营项目介绍：
1、锻炼跨文化交流能力。探索新加坡机器人教育，开展赛前项目专项训练，并走进新加坡大学参观交流。
2、促进团队合作发展兴趣。参加国际性的机器人比赛，分享创新作品，拓展对科学、技术、工程和数学领域兴趣。
3、体验新加坡文化魅力。参观滨海艺术中心、鱼尾狮公园、享受海边烧烤庆祝晚会，玩转海洋生物园。
新加坡机器人大赛|机器人冬令营行程安排：
D1中国—新加坡
前往机场集合，统一乘坐国际航班飞往具有“花园城市”美誉的新加坡，抵达新加坡樟宜国际机场，由专业导游接机，送往酒店入住休息。【餐饮：飞机餐;住宿：入住本地三星酒店】
上午：举行欢迎仪式，进行新加坡机器人大赛介绍及新加坡本地机器人教育的介绍，使学生充分了解本地机器人的发展情况。下午：针对参赛项目开展专项训练。【餐饮：早餐;住宿：入住本地三星酒店】
参加2016年第23届新加坡机器人大赛，为期两天的激烈比赛，同学们大显身手，发挥创意才能。【餐饮：早餐;住宿：入住本地三星酒店】
参加激烈的机器人大赛，与国际机器人爱好者切磋，大显身手，密切交流碰撞思想火花。
【餐饮：早餐;住宿：入住本地三星酒店】
比赛结束后尽情游览新加坡市区风景：探索新加坡殖民地历史，参观国会大厦、高等法院、市政厅，探访滨海艺术中心和莱佛士登岸遗址，游览百年吊桥、伊丽莎白大道、鱼尾狮公园，参观圣安德烈座堂和新加坡国立大学。
庆祝活动：来到美丽的新加坡东海岸公园，进行海边自助烧烤，共同庆祝成功参加新加坡机器人大赛。【餐饮：早餐;住宿：入住本地三星酒店】
开展新加坡圣淘沙名胜世界之旅。
游览新加坡环球影城，这是亚洲最大的，也是唯一的好莱坞电影主题公园。畅游世界上最大的海洋馆——新加坡海洋生物园，到这里的游客们可以享受到既有教育意义，又趣味性的互动展览。【餐饮：早餐;住宿：入住本地三星酒店】
D7新加坡—中国
送机，结束丰富多彩的新加坡游学之旅。
【餐饮：飞机餐】
1、适合对象：7—18岁青少年；
2、机器人比赛时间：日—28日；
3、活动时间： ~
详细情况请了解新足迹游学网：/program/1341/?Cid=6008
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深圳户口有哪些好处，为什么要积分入户？深圳积分入户好处很多吗？深圳今年积分入户很难吗？深圳积分入户一般是哪些年龄段选择入户？深圳
深圳积分入户主要加分项目如下：年龄方面积分：18—35周岁以内加5分，35—40周岁加1分。深圳社保方面积分：1. 养老保险每满
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乐高机器人活动案例
乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君机器人活动案例乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君说明 本活动案例是由一些长期进行机器人教学活动的教师编写的一本课堂教学活动 案例，教师可以用作机器 人教学活动，不得转载、不得用于商业用途，违者必 究。感谢深圳职业技术学院陆蓉、深圳高级中学余海燕、深圳海涛小学刘金桥、深 圳上步中学张涛、深圳南 华中学李建宏的辛苦的工作。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君目录 活动一： 运 动 车 ...........................................................................................................................4 活 动 二 ： 碰 碰 车 .....................................................................................................................13 活 动 三 . 竞速 机 器 人 ......................................................................................................18 活 动四 ：机 器 人 拔 河 比 赛 .............................................................................................................27 活 动 五 . 竞 步 机 器 人 ................................................................................................................37 活 动 六 . 机 赛....................................................................................................44 活动七.轨 人 ......................................................................................................54 活 器 迹 动 人 相 机 八 . 扑 器 音 乐 比盒................................................................................................................................62 活动九.机 器 人 搬 运 工 深 圳 上 步 中 学 － 张 涛 ....................................................................70 乐 高 常 用 部 件 名 称 一 览 表 巧 .............................................................................................................81 乐 高 基 乐 本 高 搭 常 建 用 技 网.........................................................................................................................85址.................................................................................................................................91乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君活动一：运动车深圳职业技术学院－陆蓉 一、明确任务：制作机器人运动车1、活动背景：运动车就是一个机器人。2004 年 1 月，美国先后有“勇气”号和“机遇”号 一对火 星探测器成功登陆火星，它们就是机器人火星车（图 1，2） 。它们有自己的大脑、颈、 头、眼睛、手 臂，当它们发现值得探测的目标时，就会以 6 个轮子当腿，运动至目标面前， 然后伸“手”进行考 察。它们依靠太阳能电池板获得能源。用轮子在火星上漫步。对于从小 就对太空探险、外星探索机 器人有兴趣的学生，从制作一辆机器人运动车开始，应该是一个 很好的选择。 2、要求制作一个运动车模型，通过导航程序 2 控制运动车模型，使运动车直线前进，可以 前进， 并按设计要求，运动到指定的距离，让车跑得又稳又好，不会散架，不会掉零件。 学习 机器人是一种能自动工作的机械装置。它通常具有三个方面的特征： （1） 形状：有具体的外型结构； （2） （3） 控制：通过程序控制机器人； 行为：机器人都有一定的动作表现。RCX 是一个可编程的乐高电脑，可以控制马达和灯，接受和处理传感信号。 RCX 有四个按钮，能同时储存五个独立的程序，有三个输入端口和三个输出端口。 活动场 地：运动车可以在大桌子上或在地板上运行。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君二、尝试搭建：1．设计构想：制作一辆机器人运动车，与你熟悉的各种运动车进行比较。外形模样可以多 种多样。但 是，要使运动车跑得顺，跑得快又能运动到指定距离，不能一跑就掉零件、 散架， 必须要有非常坚固的结 构，而且不能让车子的轱辘擦边，否则会影响车子的速度。想想应该 如何设计，才能制作一辆功能良好符 合要求的运动车。 2．搭建机器人运动车。 （1） 将两个马达连成一体； 我们选用两个马达，一个马达驱动左侧的轮子，另一个马达驱动右侧 的轮子。当机器人运动 车要前进或后退时，两个马达的转动方向相同；如果机器人运动车需要转弯时，两 个马达的 转动方向相反，或者两个马达的转动方向相同但转速不同，并将两个马达靠紧连接在一起。（2）安装马达；RCX 是小车的核心，各种部件应接插在 RCX 上。将两个连接在一起的马达安装在 RCX 背 面上。（3）在 RCX 背面上安装底座和转轮；乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君（4）分别用连接线将马达连接在 RCX 的输出端 A、C 上；（5）加固马达与底座并在 RCX 上安装对车身起支撑作用的辅助轮。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君（6）完成三、编程： 机器人运动车搭建完成后，就要为他编写程序了。 将 ROBLAB 安装光盘插入电脑光驱里，便可自动打开光盘，出现下图所示界面。选择并双 击 “Pcinstall” ，按照提示，依次点击 NEXT，ACCEPT，NEXT，FINISH 安装完成。ROBLAB 安装成功后，将会自动在桌面创建 ROBLAB 快捷方式，双击进入 ROBLAB 编程 界面：乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君点击主菜单上 Programmer，可以看到如下画面点击 Pilot2 进入下面界面：乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君点击输出端口 A 或 C 出现下面界面可选择马达或灯以及马达的旋转方向：点击输入端口出现下面的界面，可选择等待时间及触感的控制：乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君设计中，我们希望运动车直线前进，运行 4 秒到达指定距离后立即停止。 （运行时间可根据 车速和运动进行调整选择） 1． 思路流程： 开始 马达同向 旋转 行走一 定距离 结束 2． 程序乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君3．程序编写完毕，将它下载到机器人运动车的 RCX 中。 （保存你的程序） 四、测试： 让运动车在一张大桌子上或地板上运行，进行测试，观察小车运动状况，并测量它运动的距 离。运 行测试多次直到符合要求为止。 问题探究（小组讨论：你们的机器人还需要怎样的改进） 存在问题 小车能否笔直前进 运动车行走是否平稳 运动车行走中有无零件散落 运动车行走距离是否符合要求 原因 解决方案 测试五、执行任务： 分小组进行比赛，看谁的运动车性能最好 组次 小车的外 小车能直 小车能按 观、 行走稳 线前进 （30 要 求 到 达 定， 无零件 分） 指定位置 散 落 （ 30 （30 分） 分） 最 先 到 达 总分 指定位置 的前三名 分 别 加 10 分、6 分、 3分 名次六、方案评估： 经过比赛，你的机器人运动车还需要进行那些修改和完善 程序、 结构评估改进 方案一 特点 方案二 方案三乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君评价改进方案七、任务拓展: 1．如何改进你的机器人运动车，使它的性能更完善，能够完成更加复杂的任务？ （1）使运动车可以往后运动吗？如何修改你的程序？ （2） 使用不同大小的轮子对车速有何影响？马达使用不同能量级别对车速有何影 响？ （3） 如果地面是沙漠或者运动车要在地毯上运行， 运动车的结构要做那些改进？程 序要做 修改吗？ 2．小知识问答 （1） （2） （3） （4） （5） 八、综合评价 1．小组的自我评价 我学到了什么 程度 能，结构等有那些特点 结果总结你车的好，坏 2． 小组之间的评价 第一名车的外观、结构、程序等有什么好的地方 我喜欢的 我车的性 从比赛 机器人有几个基本特征？ 你的机器人会做什么？ 如何连接 RCX 和马达？ RCX 有几个输入和输出端口？ RCX 可以储存几种不同的程序？最后一名车的外观、结构、程序等在那些地方需要改进3． 评比 最富有创意的小组 协作精神的小组 主动性的小组最 具 有 最 具 有乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君活动二：碰碰车深圳高级中学－余海燕一．明确任务 碰碰车时游乐场中最常见的设施，好玩、刺激、过瘾。我们都曾体验过，我们可不可以 利用乐高套件设计一部好玩的碰碰车呢？动一动脑筋，你有主意了吗？开始动手吧。 活动 场地 一个四面有矮小围墙的场地。 （可以自行搭建） 活动规则：机器人所使用的马达不超过两个，触动传感器不超过两个。 模仿 碰碰车的运动形式。看谁做的最精彩、最有创意。 二．设计构想 设计一个机器人，模仿碰碰车的运行方式。关键是用好触动传感器。 1、方案一 2、方案二 3、方案三(你是如何设计的？)尝试搭建 方案一：使 用 两 个 马达的设计把马达放在车 的中部，用四 个轮 子平衡小 车乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君小车两头装 上触动传感 器， 两 边 对 称设计小车侧面 图想一想，1、小车是如何增大触动传感器的接触面积的？ 2、前面的小轮子还有什么作用？） 方案二：乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君二、编程测试 编程流程图： 碰到障碍 车往前走 后退或转弯 再碰到障碍物 从头循环方案一：方案二：方案三：(你的程序)乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君测试： （设计合理、新颖吗？） 优势 存在问题1 2 3 4 5三、问题探究（小组讨论，你们的机器人还需要怎么改进） 存在问题 走偏 不灵活，有时碰撞 到障碍物无反应 运行过程中易翻车 在角落卡死 原因 两个轮转速不一样 触动传感器没碰到 重心太高，不平衡。 没加导向轮 改进方法 选择转速一样的马达 检查两边相位是否一致 增大触动传感器的接触面积 调整结构 车的两边增加导向轮 再次测试四、执行任务（分小组来一次比赛，看谁做出最有创意的碰碰车） 小组名 第一次成绩 第二次成绩 第三次成绩 名次乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君五、评估改进 （把你的碰碰车与其他小组的碰碰车进行比较或几个方案进行对比， 做进一步的改进） 方案一 结构 特点 程序 结构 方案二 程序 结构 方案三 程序评价改进方案1． 在碰碰车运行过程中，加入音乐是不是更好？或者碰撞时让它发出声音，是不是更有个 性呢？ 2． 尝试在小车上使用光电传感器，修正程序，看看效果怎么样？ 3． 设计一个封闭的碰碰车测试场地，比赛看看谁的碰碰车先到达出口。 4．利用接触传感器，你还可以做些什么模型？电梯？遥控轮椅？试一试。 本节活动记录 六、自我评价 我的发现 我的创意 最骄傲的事 最开心的事老师评语 你设计的闪光点 你的突出表现 存在问题 前进的方向乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君活动三.竞速机器人深圳海涛小学－刘金桥 一．明确任务赛车场上，车手全神贯注目视前方动作熟练，时而急转弯时而急刹车时而紧 踩油门。这种场面相信同学们一定记忆犹新。今天让我们当一回赛车手，在班里 来一次机器人小车 竟速比赛。 1、活动场地 竞速比赛的赛场宽 50cm，跑道总长 350cm，主跑道长 270cm，为白色区域；起跑 区占 30cm，折返区 占 50cm，起跑区和折返区为橙黄色，起跑线及折返线为 3cm 宽黑线，四周档板高 8cm，两条跑道中 间也设有 8cm 高的档板。折返线中间设有 直径 16cm，高 10cm 的黑色圆柱为折返点。2、活动规则： 1．机器人从起跑区出发，直线跑至折返点，并绕过折返点后，返回至起跑区， 在 最短时间内回到 终点。 2．小车在跑道中不许掉零件，否则视为零分。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君二．设计构想 制作一辆直线竞速车，要跑得顺、跑得好又能拐弯,车子不能一跑就散了，所以 要有非常坚固 的结构。而且不能让车子的轱辘擦边，否则会影响车子的速度。 1、方案一 2、方案二 3、方案二（你是如何设计 的？）三．尝试搭建 1、方案一 a 我们用两个马达控制车轮！①②③b. 左图中使用了一个 L 型 的积木， 它的作用是什么？ ④ ⑤乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君⑥⑦ c．小车轱辘擦边如何解决？4．想想图中各部分结构的作用？2、方案二（略）思考： 想想这个机器人的结构有什么特点？ 为什么它只有三个轮子？小轮放 在后面有什么好处？ 四．编程测试 想想，怎样才能完成这个任务？ 程序开始，机器人直行，机器人检测到黑线后调头绕过障碍物后直 行， 检测到 黑线后停下。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君直行检 测 黑 线弧线调头切线调头直行检 测 黑 线停下编程 1、方案一 小车可以往返跑以后， 我们让小车实现转弯跑， 想想该如何写程序。 你是不是还有其他设想， 可以让 小车的性能、结构更好？检测到黑线后弧线调头。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君机器人检测到黑线后调头， 是走了一条弧线。 是用时间控制一个马达的旋转来完 成的。 想一想，在电压变化后程序还稳定吗？2、方案二检测到黑线后切线调头机器人检测到黑线后调头， 是走了一条切线。 是用时间控制一个马达的旋转来完 成的。 想一想，在电压变化后程序还稳定吗？3、方案三（你是如何设计程序的？）乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君测试与问题探究（小组讨论：你们的机器人还需要怎样改进？） 存 在 问 题 折返时撞到障碍 物或跑道 翻车 走偏 检测不到黑线 原 因 解 决 方 案 1、把机器人该小。 2、调整时间。 1、调整结构。 2、加导轮。 1、检查马达。 2、检查结构。 1、调整光值。 2、修改直行时间。 测 试1、机器人太大。 2、掉头时间不够。 1、重心太高。 2、没加导轮。 两个轮转速不一样。 1、光值不对。 2、直行时间太长。五．执行任务（分小组来一次比赛。看谁是冠军！ ） 小 组 名 第一次成绩 第二次成绩 第三次成绩 名 次六．评估改进 把你的机器人和其他小组的机器人进行对比或几个方案进行对比， 小组的同学可以相互讨论、相 各 互评价。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君想一想，每一个机器人都有什么特点？哪一个机器人的结构设计更合理？ 哪一个机器人的程序设计更好？ 你的机器人还可不可以改进！七、评估改进 方 案 一 结构 特 点 程序 方 案 二 结构 程序 方 案 三 结构 程序评价改 方 案进乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君八．任务拓展 如何提高竞速机器人的速度。我们可以考虑加齿轮变速。用 40 齿 动 16 齿虽加速快，看似扭力较弱，因 此起步r的速度较慢，它需要 跑一段距离之后，机器人的速度才会慢慢提升上来。 1、 怎样给机器人加变速齿轮？2、实验一下哪一种齿轮组合可以提高竞速机器人的速度？3、机器人的速度提高了，只掉头问题怎么解决？九．评价反馈 自评 1、以小组为单位，每个同学讲一讲自己在这次活动中学到了什么？2、自己为完成任务做了哪些贡献？3、你给你们组的机器人作评价。互评 小组成员间讨论后互相评价。 1、最富创意的是谁？乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君2、最坚忍不拔的是谁？3、心灵手巧的是谁？4、最佳组员是谁？ 反馈 1、活动的趣味性：2、活动设计：3、在活动中自己需要提高和改进的：4、对器材设计方面的建议：乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君活动四：机器人拔河比赛 深圳南华中学－李建宏一．明确任务： 新学期刚开始我们的老师们便在操场上展开了一场激烈拔河比赛，如图 4-1，我 们机器人小组做了半天拉拉队， 嗓子都喊哑了， 比赛完后大家都想做一个机器人 的拔河项目，来模 拟老师们的拔河进行比赛，好，让我们大家都先好好想想。 二．设计构想： 1、一般的拔河比赛是直线的，有于机器人走直线比较困难，我们将场地设计成 一个圆圈或是一个 正方形如图 4-21。 机器人做成的形状， 双放在颜色的主色调上 有着不同，可明显的分辨出那方获 胜。 2、大家也许都注意到了，拔河比赛时比赛队员要紧蹬地面，以增大摩擦，当然 机器人也一样， 我 们尽量用摩擦力比较大的轮子或者是履带。 大家也许看到拔河 的一般都是大胖子如图 4-2， 因而我们 做的机器人一般都不能太小、 太轻要重点、 沉点，中心相对后移。 3、在基本结构相同的情况下（马达、光电传感器数相同） ，在规定的场地里看谁 的机器人先把对方 拉到场地的黑线处谁的组就获胜， 我们要评选出最佳搭建， 佳程序、最佳创意和最佳表现奖，并 最 对我们的机器人进行不断改进优化，不断提 高我们的战斗力。图4-1图 4-2场地的设计 场地的设计我们要选择一个比较平整的地面，可选择电工胶布进行黑线的铺设， 中间区域可以设计 成白颜色，想想能不能设计成其他颜色，怎么设计，应注意什乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君么？我们将场地设计了一个正方行的， 大家也可以设计成圆形， 想想怎样用电工 胶布去铺设边界，方的容易还是圆的容易？图 4-16 三．尝试搭建： 选择我们所需要的乐高积木，进行搭建，我们规定马达不能超过 4 个，光电 传感器的数量 不能超过 2 个，其余的就看自己每个组的本事了。 底盘搭建 我们选择比较长的梁和一些辅助配件进行搭建如图 4-3 至图 4-6，我们可以选择 四个较宽的轮子 以增大机器人与地面的摩擦力， 想想还能有其他的结构吗？能不 能用到履带来代替轮子，还能不 能用其他的轮子呢？图 4-3图 4-4乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君图 4-5 动力装置图 4-6以八齿的齿轮带动四十齿的齿轮可以减小速度增加动力如图 4-7，想想能不能反 过来呢？为什么？。图 4-7 马达 为了增加动力我们可以选择四个马达， 想想看我们的马达还能怎么安装。 在连接 时将两个马达共占 一个 RCX 的输出端口如图 4-8、4-9。图 4-8图 4-9乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君RCX 安 装 可以有多种方式进行安装，横向和纵向，还有其他的安装方式吗？比如立起来， 侧着，多动手试 试，但要保证 RCX 牢固安全，它可是我们机器人最为关键的部 位，要好好保护好，不能一拔就散 了。如图 4-10、4-11。图 4-10图 4-11 光 电 传 感 器 的 安 装 光电传感器安装在机器人的正前放， 当它感应到黑线时即代表自己获胜， 同样也 要安装牢固，要加以保护，如图 4-12，想想能不能把光感安装到机器人的后方， 为什么？图 4-12 “手臂”的搭建 如果我们设计出自动手臂那更好， 但这就增加了难度在比赛中也比较难控制， 易脱落， 容 因此我们 先从简单的手臂设计开始，比赛时可由裁判将比赛双方进行帮 定，在以后的设计中再进行不断完 善。我们选择了简单的乐高组件，你还能找到 其他更好的组件进行搭建吗？总之 “抓到” 对方就不能 “放手” 要不肯定就输了。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君如图 4-13、4-14。图 4-13 图 4-14四．编程测试 程序编写，我们选择发明家级别 2 进行程序的编写： 我们现在开始接触发明家级别的编程，这可比我们前边学习的编程要复杂一些， 不过也没什 么，看后大家也许就觉得没什么难的。 1、拔河的程序其实很好编写，当启动机器人时，机器人“抓住”对方以最大的 动力，最大 的速度向后运动，当他的光感发现黑线时就说明我们已经获胜了，如 图 4-17。 启动N有黑线吗？Y停止获胜图 4-17 2、启动 ROBLAB 进入选择第二项如图：4-18，选择发明家级别 2，如图：4-19， 打开了发明 家级别 2 的界面如图 4-20，乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君图 4-18 图 4-19图 4-20 3、进 行 编 程 ，程序如图 4-21 所示，图 4-21 编 好 程 序赶快下载到机器人上，看运行正常不正常。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君五．评估检测 首先我们要进行环境光值的测试， 比较白色和黑色的光感的值相差多少， 程序的相关（光 对 感）参数进行调整如图 4-22。图 4-22测 表 （请你的制作过程中的测试数据填入下表） 次数 1 2 3 4 5 6 是否完成 完成时间 你认为存在的问题试 ：问题探究（这是最有成就感的过程） 发现问题 原因 解决方案 再次测试执行任务乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君A 组 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次 名 次B 组C 组D 组测试完成了，开始比赛啦，看看是不是拔的难解难分，如图 4-23 将比赛的成绩 填写在下表 4-2 中。图 4-23 成绩 第一轮 第一轮 第一轮 表 4-2 失败原因 获胜诀窍乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君六、任务拓展 1、在这个任务中我们看到有两个机器人同时进行比赛，我们可以做成两个相同 的机器人， 也可以做 成两个根本不同的机器人来进行比赛， 在前面的搭建过程中 我们已经提示过大家对结构进行扩展， 看看我们还能做成什么形状的机器人。 图 4-24、4-25 所示。同学们可充分发挥自己的想象做出各 如 种形状的机器人，只 要能完成我们的比赛目的就行。 2、如果我们将比赛规则细化让机器人必须将对方完全拉出黑线，光电传感器应 如何安装，程序应 怎么改进？ 3、如果要机器人必须走直线在搭建上又怎么改进？才能完成任务。 4、如过我们规定机器人的手臂必须自动抓取对方应怎样设计手臂，手臂的动力 装置应怎样设计， 程 序的编写又怎么改进呢？或者干脆就做成绳子有如何改进？ 如图：4-26。 5、如果我们将机器人结构进行扩展，每队后面还有其他的“队员” ，成为两个拔 河队伍又如何搭建 呢？如图：4-26。图 4-24图 4-25图 4-26乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君七、综合评价 我们各个小组的精选出自己的最佳结构和程序设计出自己的机器人，来进行比 赛， 根据比赛的结构我们 评选出这次活动的几个最佳， 将他们的组名或人名填入 到表表 4-5 中，并将结果告诉你最好朋友和家长， 让他们和你一起分享这份成功 的喜悦。最佳结构最佳程序最佳协作最佳创意最佳表现表 4-5乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君活动五.竞步机器人深圳高级中学－余海燕一．明确任务 会说话、会走路、具有人类特点的机器人 Asimo 日前又有了新的升级版本。新版机器人舞 步更复 杂、更灵活，能够背诵编制好的短语，并且能比它的前辈更敏捷地上下楼梯。我们能 不能模拟动物 例如狗，狮子，蜘蛛等或人的行走方式，搭建出会走路的机器人呢？动手试试 吧。 活动场地示意图活动场地规格： （1）活动场地为木质，长大于 200cm，宽 50cm；每一赛场由两个竞步走道组成，在两个竞 步走道 之间和赛场四周有高 10cm 的围栏。 （2）竞赛场地底色为白色，黑色起始线宽小于 5cm。 （3）竞赛场地中有若干黑色转折线，其间距为 30cm，宽小于 5cm。 活动规则： （1）机器人必须用腿前进，而不是轮子（即任何滚动体不得接触地面） ，机器人在前进时， 任何部 分都不得长期着地，并且身体两侧的脚必须相互交替着地，机器人转弯时，其（即机 器人的垂直投 影面）必须越过转折线，而不是倒退，否则视为未完成。 （2）在活动过程中机器人任何都不得超越转折线前的黑线，否则取消其该轮成绩。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君二．设计构想 设计一个机器人，模仿人类或动物行走方式。 1、方案一 2、方案二 3、方案三(你是如何设计的？)三．尝试搭建机器人腿部移动步骤分解对照图：方案一：（六条腿）使用两个马达的设计乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君每边三条腿，对称设计导 向 轮 的 作 用 是 什 么？ 脚上为什么添加小轮 子？六条腿的设计乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君方案二： （四条腿）编程测试四．编程测试 编程流程图 直走 走过黑 计数 走过第五条黑线 掉头 （转 180 度） 直走方案一：方案二：乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君方案三：(你的程序)测试： （把你的测试数据填在下表） 成绩 存在问题1 2 3 4 5五、问题探究（小组讨论，你们的机器人还需要怎么改进） 存在问题 走偏 不会数黑线 走翻 不能掉头 原因 两个轮转速不一样 光电值没测对 没算过黑线的延迟时间 重心太高，不平衡。 没加导向轮 掉头时间不够 两马达转弯配合不好 改进方法 选择转速一样的马达 检查两边相位是否一致 调整光值 在程序中添加黑线延迟时间 调整结构 加机器人两边加导向轮 增加掉头时间 调整转弯方式 再次测试乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君六．执行任务（分小组来一次比赛，看谁做的最棒） 小组名 第一次成绩 第二次成绩 第三次成绩 名次七．评估改进 （把你的机器人与其他小组的机器人进行比较或几个方案进行对比，做进一步的改进） 方案一 结构 特点 程序 结构 方案二 程序 结构 方案三 程序评价改进方案八．任务拓展 1、搭建类人的行走机器人，具备腿关节。 注意腿关节的定位；一条腿的尺寸、重量和 重心；在行走时，落在腿关节上的力矩； 与行走相关的传感器；行走时地面对腿关节 的冲击等等。 （参考下图）乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君2、搭建一个类人的机器人（具备头、身体、手脚） 。看谁最有创意。九．自我评价 我的发现 我的创意 最骄傲的事 最开心的事老师评语 你设计的闪光点 你的突出表现 存在问题 前进的方向43乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君活动六.机器人相扑比赛深圳南华中学－李建宏 一．明确任务： 相扑是日本的国粹， 那是一项非常有趣的运动。 小王和其他的队友在上网时发现 日本就已经有机器人相扑这个比赛项目 ，他们不约而同的都想到要自己制作一 个机器人来进行相 扑比赛。活动场地 场地可以做成一个圆形的如图，周围用电工胶布进行黑线铺设如图活动规则 A、相扑机器人的大小只规定了其长和宽各在 20 厘米以内，对机器人的高度并 不加限制，但要求 机器人的重量不得超过 3 公斤。 B、机器人可在圈内互相碰撞，任何零件掉落计算失败，需提前离 场。 C、 机器人过全身任何一个部位， 已经或全部离开圈外即算失败， 必须提前离场。 D、机器人比 赛开始后，不得在碰触机器人。 E、若两台机器人对战，可采取三局两胜制，或者五局三胜制。 F、机器人若有两台以上，可采取积分制，以三台为例，最先淘汰的积一分，G、 第二淘汰的积两 分，最后留在圈内积三分。44乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君H、首战以猜边方式，决定机器人的放置位置，获胜者有权优先选择。 I、前一场首先战败者，可优先在这场选择机器人所要放置的位置，而优胜者则 在最后选择机器人 所放置的位置。 二．设计构想： 1、相扑机器人必须有强大的力量才能将对方推出圆圈外，因此机器人结构要合 理，不能追求速 度，我们将马达的传动齿轮为八齿的齿轮带动四十齿的齿轮，这 样就降低了速度而产生强大的动力 去推动对方。 ， 2、机器人要推动对方必须有一个推动装置也就是机器人的手臂，使得自己的机 器人具有作战的有 力武器，但也小心没有害到别人，反而害了自己。 3、在推动的过程中双方肯定要进行碰撞，因而机器人必须搭建牢固可靠，注意 积木的搭建技巧， 最好加入一定的防撞杆，进行力的缓冲，避免自身“受伤” 。 4、按照规则机器人必须在黑线内活动，因而必须安装光电传感器进行场地黑线 的检测，装的位置 应合理。这样才能够保证机器人不冲出场地。 5、机器人在运动和碰撞的过程中要始终保持身体的平衡，因而要考虑机器人的 重心，必须要在轮 子的正中央，即使如此还应加入一些保护装置，避免机器人在 碰撞时倾倒。 三．尝试搭建： 选择我们所需要的乐高积木，进行搭建，我们暂时规定马达不能超过 2 个， 光电传感器的数量 不能超过 1 个，其余的就看自己每个组有什么诀窍了。 底 盘 搭 建 我们选择比较长的梁和一些辅助配件进行搭建， 我们可以选择三个较宽的轮子以 增大机 器人与地面的摩擦力， 想想还能有其他的结构吗， 还能不能用其他的轮子 呢？动手试试。45乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君用大梁构成结实的底盘图 6-9 动力装置 以八齿的齿轮带动四十齿的齿轮可以减小速度增加动力， 想想能不能反过来呢？ 为什么？。马 达 为了增加动力我们可以选择两个马达! 想想看 我们的马达还能怎么安装？46乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君“手臂”的搭建 手臂的搭建很重要一定要牢固， 因为在比赛过程中被对方撞掉了就算失败了， 还能想到其他的结 你 构吗？想想这样手臂的作用是什么呢? 平 衡 装 置 的 安 装 为了防止机器人在碰撞过程中被撞翻， 要进行平 衡的辅助搭建， 如图： 6-14、 6-15。图 6-14图 6-15 光 电 传 感 器 的 安 装 光感安装在机器人的正中间， 当它感应到黑线时即代表自己马上要冲出场地， 对自身进行调整，如图 应 6-14，想想能不能把光感安装到机器人的后方、前方和其 他的位置，那个位置对于我们的比赛是最 合理的，为什么？47乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君图 6-16图 6-17防 碰 撞 装 置 安 装 机器人在比赛过程中要随时和对方进行碰撞， 怎样使得对方在撞击我时的力量 最 小，我们最好设计一个力的缓冲装置，用来防止在碰撞的过程中产生过大的力， 如图：618、6-19。图 6-18 RCX 安 装图 6-19可以有多种方式进行安装， 立起来或者横向和纵向， 还有其他的安装方式吗？比 如侧着，多动手试试，但要保证 RCX 牢固安全，它可是我们机器人最关键的部 位，要好好保护 好，不能一拔就散了。如图 6-20。图 6-2048乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君我们的机器人做成了， 看看是不是很威武， 下来就要告诉机器人怎么去相扑了― ―编写程序。四．编程测试 程序编写，我们选择发明家级别 3 进行程序的编写： 我们现已经接触过发明家级别的编程， 今天我 们将学习更复杂的一些发明家级别 的编程环境，不过当我们进入到其中的时候就会发现其实它挺 简单的。 程 序 流 程 图 相扑比赛的程序其实很好编写， 当启动机器人时， 机器人双方在安全区域寻找对 方， 以最大的动力将对方推出比赛场地， 如果光电传感期在运动的过程中遇到了 黑线就必须进行位置的调整，如图：6-23。 启 动N有黑线吗？Y前进后退图 6-23 3、启动 ROBLAB 进入选择第二项如图：4-24，选择发明家级别 3，如图：6-25，49乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君打开了发明家级别 3 的界面如图 6-26。图6-24图 6-25图 6-26 进 行 编 程 ，程序如图 6-27 所示，图 6-27 编好程序赶快下载到机器人上，看运行正常不正常。50乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君程序检测 首先我们要进行环境光值和机器人结构的测试， 比较白色和黑色的光感的值相差 多少， 对程序的相关（光电传感器）参数进行调整，对机器人后退的时间进行调 整如图：6-28。图 6-28 五．评估改进 搭 建 完 毕 ,程 序 完 成 ,工 作 似 乎 才 刚 刚 开 始 ,下 面 才 是 开 始 ,当 然 也 是 最 重 要 的 部 分结构评估改进 A 组 B 组 C 组 D 组优点结构改进你的评价这样的设计你 想到了吗？51乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君程序评估改进 A 组 B 组 C 组 D 组优点你的评价结构改进 这样的程序你 能设计吗？ 七．任务拓展 1、在这个任务中我们看到有两个机器人同时进行比赛，我们可以做成两个相同 的机器人， 也可以做成两 个根本不同的机器人来进行比赛， 在前面的搭建过程中 我们已经提示过大家对结构进行扩展， 看看我们还 能做成什么形状的机器人。 图：6-29、6-30 所示。同学们可充分发挥自己的想象做出各种形状的机器 如 人，只 要能完成我们的比赛目的就行。 4、如果在机器人的手臂上装上触动传感器应如何搭建，试试看，程序应怎么改 进？ 5、也许大家也发现了光电传感器遇到黑线就后退，但当对方把我刚推到黑线处 时我是倒退调整位置 呢？还是继续前进， 这种情况下光电传感器应装在那里才真 正合理，程序应怎么编写。大家好好思考一 下。图 6-29图 6-3052乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君八．自我评价 我们各个小组的精选出自己的最佳结构和程序设计出自己的机器人，来进行比 赛， 根据比赛的结 构我们评选出这次活动的几个最佳， 将他们的组名或人名填入 到表表 6-5 中，并将结果告诉你最好朋 友和家长，让他们和你一起分享这份成功 的喜悦。 最佳结构 最佳程序 最佳协作 最佳创意 最佳表现表 6-553乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君活动七.轨迹机器人深圳海涛小学－刘金桥 一．明确任务 在现代化的工厂中有一种机器人它们负责把原器件从一个地方搬到另一个 地方。那么它们是怎样识别行走路线的呢？我们今天就学习轨迹机器人！ 1、活动场地 比赛场地为 200cm×160cm，黑线宽为 2.5cm，底色为白色，线为黑色。2、活动规则 1.两队同时比赛，分别从蓝、红色圆区出发，小车沿黑色的 R 字线行走，直到终 点。 2.起跑时， 小车任何一部分均不得超出起跑区； 行进时小车须随时保持在行进路 线 上， 若整体脱离 黑线， 但能在规定时间内找到原脱离地点并继续前进到终点， 该 成绩有效。 二．设计构想 机器人会按你设计的路线行走，它是怎么识别路线的呢？要识别轨迹我们要准备光线传感 器。光 线传感器可以识别轨迹的变化。机器人要沿着轨迹前进就必须结构简单灵活。54乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君2、方案一 的？）2、方案二3、方案二（你是如何设计三．尝试搭建 轨迹机器人要灵活，所以机器人结构要简单、重心要低、轮子要少、结构要 稳。1、方案一 这个小轮为什么要这 样 安 装 ？ 想 一 想 ，它 有 什 么特点？ ① ②③④机器人为什么要加 变速齿轮，这样机器人 的速度是快了还是慢 了？为什么？55乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君⑤ 4．想想图中各部分结构的作用？⑥2、方案二（略） 方案二比方案一只多一个光感。两个光感比一个光感有什么优点？四．编程测试 机器人怎样利用光感识别行走路线呢？ 当光感检测到黑线光值降低， 当光感离开黑线光值上升。 我 们可以利用这一个特 点进行编程。56乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君循环开始循环开始向左走直 行光感检 测到黑 线1 号光 感检测 到黑线2 号光 感 检 测 到黑线向右走 分析一下两种编程方案，有什么不同？ 循环结束向右走向左走直 行循环结束 编程 4、方案一（光值、速度和时间需调整）5、方案二（光值、速度和时间需调整）57乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君6、方案三（你是如何设计程序的？）测试（把你的测试数据填在下表） 成绩 1 2 3 4 5 五．问题探究（小组讨论：你们的机器人还需要怎样改进？） 存 在 问 题 冲出黑线 怎样提高速度 原 因 3、速度太快。 3、重心偏。 4、结构复杂超重。 5、程序简单。 解 决 方 案 调整速度。 3、调整重心。 4、减重。 测 试 存 在 问 题58乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君检测不到黑线 弯道容易出现失 误3、光值不对。 2、直行时间太长 转弯角度不够。3、调整光值。 2、修改直行时间。 1、调整转弯时间。 2、变线。 （内线、外 线）六．执行任务（分小组来一次比赛。看谁是冠军！ ） 小 组 名 第一次成绩 第二次成绩 第三次成绩 名 次七．评估改进 （把你的机器人和其他小组的机器人进行对比或几个方案进行对比， 想想还可不可以改进！ ） 结构评估改进 方 案 一 特 点 方 案 二 方 案 三评价59乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君改 方 案进程序评估改进 方 案 一 特 点 方 案 二 方 案 三评价改 方 案进八．任务拓展 小车先沿外线走， 在行走中哪个弯道容易出现失误？如果换成沿内线走呢？在这 里我们可以使用变 线。那程序该如何写？ 我们看到用上面的程序小车能实现我们的要求， 但它的速度太慢， 如何提高 小车的速度？ 如何改进小车的结构及性能？你有新的设想吗？ 如何改进小车增加光感提 高小车的速度并能识别交叉的轨迹？60乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君九．评价反馈 自评 4、以小组为单位，每个同学讲一讲自己在这次活动中学到了什么？5、自己为完成任务做了哪些贡献？6、你给你们组的机器人作评价。互评 小组成员间讨论后互相评价。 5、最富创意的是谁？6、最坚忍不拔的是谁？7、心灵手巧的是谁？8、最佳组员是谁？ 反馈 5、活动的趣味性：6、活动设计：7、在活动中自己需要提高和改进的：61乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君活动八.音乐盒深圳上步中学－张涛 一 .明 确 任 务 我 们 的 机 器 人 辅 导 老 师 是 我 们 最 喜 爱 的 老 师 之 一 ，下 个 星 期 天 就 是 他 的 （她）生 日了，为 了体现我 们机器人 小组的特 色，队友 们商量之 后 ，决 定 送给 他（她）一份特别的礼物――机器人音乐盒。 我们可都是机器人小组的精英，让我们现在开始吧！活动规则 分组搭建机器人，最后看看老师最喜欢那一组的作品： 1、 机 器 人 音 乐 盒 要 搭 建 精 美 ， 装 饰 的 有 模 有 样 ！ 2、 音 乐 盒 要 为 老 师 的 生 日 献 上 一 首 歌 ！ 3、 配 合 着 音 乐 ， 机 器 人 音 乐 盒 缓 慢 的 原 地 转 动 着 ！ 这 些 ， 你能做到吗？ 二．设计构想 生 日 时 应 该 选 择 演 奏 舒 缓 、深 情 的 曲 子 ，为 了 配 合 音 乐 ，机 器 人 应 该 缓 缓 的 转 动 ， 要 做 到 这 一 点 ，除 了 在 程 序 中 放 缓 马 达 的 能 量 等 级 ，更 重 要 的 是 搭 建 时 注意齿轮的组合! 三．尝试搭建 先看看 A 组同学们的作品吧！通过皮筋减缓马达的速度，你想到 了吗？皮筋一端接小齿轮，用以带动大齿轮这样做 是为了达到什么目的呢？62乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君接上可爱的公仔，给老师的音乐盒终于搭建成功了，不过好象别的小组 做的更好哦，看来还得好好改进！ 四．编制程序 （一） 关于程序的思考： 大脑思考问题的过程） 、 （ 当点击触觉感应器时，音乐盒开始缓缓的转动，随即音乐声悄然而至， 机器人音乐盒就 可以代我们为老师献上深深的祝福了?? （ 二 ） 流 程 图 （ RCX 解 决 问 题 的 过 程 ） 、 程序开始是 按下触感否马达转动演奏音乐 是 演奏了 10 遍 否马达停止程序结束63乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君（ 三 ） ROBOLOB 编 程 （ 用 RCX 实 现 的 过 程 ） 、 搭 建 情 况 ： 触 感 接 1 号 输 入 ， 马 达 接 A、 C 输 出其 中 ， 最 后 面 这 段 程 序 表 示 机 器 人 将 发 出 鸣 叫 10 次 ， 我 们 送 给 老 师 的 音 乐 盒 就 这 样 一 直 “ 翁 ” 翁 ” 的 叫 个 不 停 ？ 当 然 不 行 ！ 那 就 赶 紧 开 始 探 究 RO “ BOLAB 强 大 的 音 乐 编 辑 功 能 吧 ！ 只 要 用 下 面 的 程 序 代上两图中的图标―― 机器人就能演奏美妙的音符了！ 小 知识： 音 名 ： 简 谱 中 的 1( Do ) 、 2( Re ) 、 3(Me ) 、 4( Fa) 、 5( So ) 、 6( La) 、 7( Si ) 这 七 个 音 名 分 别 对 应 CDEFG A B, 认 识 了 这 一 点 对 我 们 部 分 同 学 帮 助 很 大 替Do 对 应 的 图 标，思考：图标中的 呢？是代表的什么高 音 Do 对 应 的 图 标，思 考 ： 那 比 高 音 Do 再 高 八 度 的 Do 应 该 怎 样 表 比 Do 示呢？ 表 低 八 度 的 Do 又 应 该 怎 样 示？64乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君提示：升降调图标是可以串联的哦！八分音符对应的图标二分音符对应的图标那八分音符再延长一个十六分音符， 应该怎样 又 表示呢？哈 哈 ，认 识 了 音 名 和 音 符 ，我 们 终 于 体 会 到 了 R O B O L A B 中 音 乐 编辑的强大功能，可以开始编曲练习了！(四 )、 编 曲 部 分 A 小组选择了为老师演奏生日快乐歌，看看他们的程序吧！ 首 先 你 要 拿 到 或 者 写 出 曲 谱 ，比 如 A 小 组 ，他 们 就 是 在 音 乐 书 上 找 到 了 他 们 需要的东西！65乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君降低八度 第一小节第三小节延长了 16 分音符原来音乐编辑这么简单！ 可 是 ，A 组 已 经 捷 足 先 登 ，看 来 我 们 不 能 再 唱 生 日 歌 了 ，得 重 新 挑 选 曲 目 了。 不过这肯定难不倒我们的 五．整体测试 测试数据表： 请你的制作工程中的测试数据填入下表） （ 次数 1 2 3 4 5 6 想 不 到 如 此 简 单 的 程 序 中 ，会 有 这 么 多 的 问 题 ，看 来 对 待 什 么 事 情 都 不能想得过于简单，只有认真的动手去实践了，你才有真知灼见！ 问题探究（这是最有成就感的过程） 发现问题 转速过快 原因 齿轮结构不合理 解决方 案 调整结66测试时间 搭建时测试目的 马达转速测试结果音乐编程后第一小节再次测试乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君构 检查马 达 变速转动 两个轮转速不一样 检查结 构 音乐走调 音名，音符等 调整程 序老师评价 项目 心 意 100 整 体 印 象 20 齿 轮 机 构 20 创 意 装 饰 20 音 乐 80 团 队 合 作 60 A 组 100 B 组 100 C 组 100 D 组 100六．评估改进 在各小组成员的共同努力下，任务终于完成了，每个小组都为老师展现了 自 己 的 作 品 ，我 发 现 好 多 小 组 都 有 我 们 没 有 想 到 的 地 方 ；当 然 我 们 的 作 品 更 成 为了瞩目的焦点，可是取长补短，我们的作品可能更加出色！ 结构评估改进A 组B 组C 组D 组67乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君优点你的评价结构改进结构评估改进A 组B 组C 组D 组优点你的评价结构改进七．任务扩展 利用老师生日的机会，我们机器人小组的成员们不仅和老师增进了感情，而且都 作 了 一 回 音 乐 编 辑 大 师 ， 从 那 以 后 ， 好 多 同 学 都 迷 上 了 LE GO 机 器 人 的 音 乐 编 辑 功 能 ，在 很 多 次 的 创 意 大 赛 和 机 器 人 舞 蹈 大 赛 中 大 显 身 手 。 他 们 创 作 的 歌 曲 很 多 ， 看 看 你有没有这个水平哦？68乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君你也想提高水平，那你不妨来试试做下面两件事 一、让机器人高唱《同一首歌》 你将在这首歌了遇到更多的问题 ， 二 、如 果 完 成 了 第 一 件 事 ，那 你 就 丢 下 书 本 吧 ，到 生 活 里 去 ，那 里 有 更 多 的 音乐和知识！ 八．综合评价 最佳结构 最佳程序 最佳协作 最佳创意 最佳表现69乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君活动九.机器人搬运工深圳上步中学－张涛一．明确任务 码头上的工作辛苦而繁忙， 别是货物搬运工作， 工人们疲于奔命。作为 特 让 机 器 人 小 组 成 员 的 你 ，脑 子 里 一 定 闪 过 这 样 的 念 头 ― ― 这 又 是 机 器 人 大 显 身 手 的 好地方，不错今天的任务就是机器人搬运工！ 今天活动将有令人激动的收获： 1、 机 械 抓 手 的 设 计 2、 程 序 设 计 中 的 多 任 务 和 子 程 序 活动场地 场地可以自行设计；只要包括起点、终点及连接两点的黑线即可货物 放置在终点处！大致可以如下： 终点 起点 如果想增加难度，可以把中间的直线改为曲线！ ！活动规则 分组搭建机器人，完成以下的任务 1、 机 器 人 起 点 出 发 ， 沿 黑 线 到 达 货 运 头 ， 取 得 货 物 后 ， 原 路 返 回 到 起 点 ， 看那一组最先回到起点 2、 整 个 过 程 中 ， 货 物 不 得 丢 失 ， 而 且 机 器 人 一 直 沿 着 黑 线 注 ： 任务中，货物由竖放的易拉罐代替！70乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君二．设计构想 讨论方向 1、 怎 样 设 计 这 个 抓 手 ？ 2、 走 黑 线 不 就 类 同 于 走 复 杂 的 轨 迹 吗 ？ 3、 怎 么 让 机 器 人 抓 稳 “ 货 物 ” ?? 初步构想 通过对整个过程的预想，我们把整个的过程分为了几个大块： 走黑线――到达终点――稳稳的抓住――转弯――沿黑线回终点 太 棒 了 ，就 是 这 样 ，看 来 我 们 已 经 具 备 了 程 序 员 的 素 质 ！下 面 困 难 的 抓 手 设计就要开始了三．尝试搭建 方案一： “长手将军” 方 案 二： 刺 客 ” “考考眼力你认为?? 谁的速度快 谁的转弯效果好 谁的抓力大 谁的结构结实 谁的成功率高呢谁为什么猜到了吗，其实并没有答案！因为每个设计都可以在原有的基础上改进的很棒的！71乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君“长手将军”1、抓手的一半这样的抓手会有力吗？ 你会采用 这么长的设计吗？2、固定抓手3、在背面加上大轮，用它与马达相连，提供动力72乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君4、抓手和机器人的结合部分5、稳固的底盘搭建，使得抓手更加稳固大功告成！73乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君四．编程 （一） 关于程序的思考： 大脑思考问题的过程） 、 （ 抓手做好了，终于可以问问的抓住我们的“货物 ” 真累 啊，看 来 做什么事 ， 情 都 不 容 易 啊 ，不 过 总 算 是 完 成 了 ！让 我 们 闭 上 眼 睛 休 息 休 息 ， 顺 便 开 始 回 忆 一 下我们的程序吧： 沿着黑线，走到终点，找到易拉罐，牢牢地把它抓住，转弯，在 沿着黑线冲 回起点??就是这样简单！好吧，让我们再接再厉！ （ 二 ） 流 程 示 意 图 （ RCX 解 决 问 题 的 过 程 ） 、 程序开始走 黑 线是 到达终点否抓易拉罐转弯走 黑 线程序结束74乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君程 序 预 想 ： 1、 机 器 人 沿 轨 迹 走 的 程 序 还 记 得 吗 ？ 2、 怎 么 判 断 我 们 的 机 器 人 到 达 了 终 点 ？ 3、 怎 么 使 我 们 的 机 器 人 能 成 功 的 抓 住 “ 货 物 ” ？ 4、 你 认 为 来 回 过 程 中 走 黑 线 的 程 序 是 一 样 的 吗 ？ 5、 如 果 来 回 走 黑 线 的 过 程 都 一 样 ， 我 们 岂 不 是 要 写 两 遍 ， 有 什 么办法可以简化我们的程序呢？ 你认为还有什么问题??？（ 三 ） ROBOLOB 编 程 （ 用 RCX 实 现 的 过 程 ） 、 程序的第一步：沿黑线前行，同时感应黑线停止AB根据本程序，A 任务监控 1 号光感，使马达 C 远离黑线，同时感应黑线停止 B 任务监控 2 号光感，使马达 A 远离黑线，同时感应黑线停止 A、B 任务同时进行！隆重推出“多任务”图标多任务图标把程序分成分为 A、 两个任务。 C 两个任务单独， 同时进行， 互相并不干扰， 如同一个人有两个大脑！这可是典型的“一心可以二用” 。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君任务 A任务 B试一试 用现在的程序，替代你原来没有使用多任务时的程序，看看哪个程序的效率高？程序第二步――看到易拉罐，抓住它！只 有 B 马 达 是 控 制 抓 手 的 ，为 什 么 A 、C 马 达 要 向 前转呢？程序第三步――转弯转弯的时间需要测试来决定！程序第四步――沿黑线回起点 “又是走黑线，难道又要我把刚才的程序写一遍??真受不了！ ” ――当然不用，有子程序图标 隆重推出子程序图标 帮忙乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君程序第四步――利用子程序图标写出程序 结合上面的表格，好好认识图标的意义主程序整个子程序子程序是很多编程语言都具有的功能，学习它我们的小组可是花了不少力气，也 有了不少经验，关键是研究了以下的问题1、 哪 几 图 标 是 与 子 程 序 有 关 的乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君2、 哪 一 个 图 标 是 定 义 子 程 序 的 ， 定 义 的 子 程 序 是 做 什 么 的 ？ 3、 哪 一 个 图 标 运 行 子 程 序 的 ， 运 行 了 几 次 呢 ？ 4、 你 认 为 用 了 子 程 序 是 不 是 让 我 们 的 界 面 变 得 清 晰 了 很 多 ！5 、根 据 你 的 经 验 ，在 今 后 的 学 习 中 ，什 么 情 况 下 你 会 想 到 使 用 子 程 序 ？ 正 如上图中的程序，子程序和主程序是相对的，有了子程序的辅助， 使得主程序非常的精练，让人更容易一眼看去找住整个程序的精髓！ 五．整体测试 测试表： 请你的制作过程中的测试数据填入下表） （ 次数 1 2 3 4 5 6 是否完成 完成时间 你认为存在的问题问题探究（这是最有成就感的过程） 发现问题 原因 解决方案 再次测试乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君六．执行任务 A 组 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次 名 次 B 组 C 组 D 组七．评估改进 机 械 抓 手 设 计 是 门 很 大 的 学 问 ， 这 里 面 的 设 计 简 直 可 以 用 “ 光 怪 陆 离 ”来 形 容 ，程 序 中 的 子 程 序 和 多 任 务 图 标 我 们 也 是 第 一 次 接 触 ， 我 们 的 任 务 可 以 算 胜 利 完 成 了 ，可 我 们 决 不 能 做 井 底 之 蛙 ，用 心 去 观 察 其 他 小 组 的 作 品 和 程 序 ， 可 是 取 长 补 短，让我们的作品可能更加出色！结构评估改进 A 组 快速机动， 但成功率低 B 组 C 组 D 组优点结构改进动力部分你的评价这样的设计你 想到了吗？程序评估改进 A 组 B 组 C 组 D 组乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君优点你的评价结构改进 这样的程序你 能设计吗？八．任务扩展 1、 “刺客”也是一个很好的设计， 可是 成功率不高，但速度奇快， 就看你能不能“驾驭”它了！2 、 h t t p : / / w w w. r o b o t d i y. c o m / a r t i c l e . p h p ? o p = P r i n t & s i d = 7 6 还 记 得 本 章 开 篇 的 那 张 图 片 吗 ？ 它 是 一 个 超 级 L E G O 机 器 人 ，使 用 乐 高 做 一 个 解 魔 方 的 机 器 人 ？ 很 多 人 连 想 都 不 敢 想 ， 而 J P B ro w n 成 功 了 ， 几 乎 发 挥 了 乐 高 RCX 的 极 限 。 因 为 这 个 模 型 ， 而 JP B r o w n 也 成 为 乐 高 迷 心 目 中 的 偶 像 。 这 个超级抓手是我们小组模仿的终极目标！3、 你 的 抓 手 有 这 么 漂 亮 吗 ？ 肯 定 没 有 吧 ？ 尝试一下吧，因为它也是一个经典作品！ 顺便 想想： 这样的抓手又能为我们做怎样的工作呢4、 在 搜 索 引 擎 （ Google） 中 输 入 ： Lego grabber， 你 会 发 现 ? ?乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君乐高常用部件名称一览表8 齿直齿轮蜗轮轮轴16 齿直齿轮1x2 梁轮轴24 齿直齿轮1x6 梁轮胎40-齿直齿轮1x8 梁履带12 齿冠齿轮双角梁轮轴12 齿斜齿轮单角梁轮轴齿条2轴履带轮轴差速齿轮6轴滑轮凸轮轮胎滑轮乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君齿轮箱轮胎滑轮皮带抓斗连接 件 带夹短连 接销 延长摩擦 连接销滑轮橡皮筋1x2 砖曲柄带孔砖提升臂卡子斜角砖0 角度件带轴连接 销反向斜角 砖90 角度件短连接销2x4 砖112.5 度件连接销2x8 砖157.5 度件带摩擦连 接销拱形砖180 度件带凹槽的 轴角砖长交叉块轴套斜角砖1x5 臂交叉器圆砖乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君1x3 臂连杆重力砖1x10 板直角板吊钩1x8 板3x6 角板2x2 平板1x6 板动叶片1x4 平板1x2 板带孔动叶 片圆锥1x2 导 轨 板储气罐带凸铰链 板气泵带凹铰链 板汽缸1x1 圆板 T 型连接头 2x2 板气向阀 2x4 带 孔 板 2x2 圆板 短导线乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君2x2 滑板2x2 带 转 盘板长导线RCX电池箱普通马达高速马达光电传感器触动传感器温度传感器角度传感器灯电极开关微马达乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君乐高基本搭建技巧对初级乐高搭建者来说,认识乐高积木只是入门的最基本要求,而要搭建出美观、稳固的结构 就必 须掌握一些基本的搭建技巧.我们知道任何复杂的结构都可以分割为最基本结构,如果掌 握了搭建 的基本技巧,就可以将简单的模块(结构)叠加为复杂模块,同时也有利于入门者一开 始就能在有设 计方案的前提下搭建,而不是盲目的搭建.本节内容主要利用图解的方法介绍了 LEGO 系统的基本 原理,功能,机构设计等技巧. 1. 认识乐高基本单位水平方向上单位关系为 2:1(为了方便计 算只要比较水平两个方向的凸点之比,如 右图 凸点个数之比为 4:2)FLU 表示乐高的基本单位 FLU=0.8cm三块板的厚度等于一块梁的高度乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君利用乐高基本单位对梁进行 垂 直固定, 可以利用上面的 关系 计算一下.2. 乐高积木的基本功能 白色和黑色销作用有什么不同呢? 白 色 销 : 表 面 比 较 光 滑 , 与 梁 的 孔 配 合, 可以很自由的旋转,常用于连动机 构,铰链 的设计中. 黑色销:表面比较粗糙,与孔配合时无 法灵 活转动,常用于部件之间,机构之 间的固定.当小齿轮(8 齿)带动大齿轮(24 齿) 时,实现减速传动,传动比为 3:1，即 小齿轮转动 3 圈时，大齿 轮转动一 圈。该机构会减小速 度，同时增加 力量 当大齿轮（24 齿）带动小齿轮 （8 齿）时，实现加速传动，传动比 为 1：3，即大齿轮转动 1 圈时，小 齿 轮转动 3 圈，该机构会增加 速度， 同时减小力量乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君通过多组 齿 轮间的配合实现机 构的 多级传动，如图所示为两级 传动链， 传 动 比 为 9 ：1（ 小 齿 轮 带 动 大 齿 轮） 。观察左图， 思考该传动链 为 几级传动且传动比为 多 大？答案：5 级传动 传动比为 243：1该图为蜗轮蜗杆机构，该机构特点为： 1： 24：1 的传动比，速度非常慢 2： 具有“自锁”功能，不能反响传动 （只能是通过蜗杆带动冠齿轮，反 之 无法转动） 。 3：可以产生大扭矩，但因摩擦，能量 损 失较大，无法应用于高性能的主 驱动装置中乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君如果要改变输出轴的转动 方向可以使用冠齿轮和直 齿轮 的配合（如左图） ，该 图中产生 一个垂直方向的 运动输出。斜齿轮的配合也可以改变 输出轴的转动方向（如左 图） ，该 图中产生一个水平 方向的运动输 出。如图所示可以使用小滑轮、轴 套、斜 齿轮防止轴窜动利用滑轮传动有如下 特 点： 噪音小，易打滑 常使用于高速低扭矩 条件 下。乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君3．乐高积木设计技巧利用滑轮和销固定轴的一种 方法两根梁的另一种特殊固定方法。 两根梁的一种特殊固定方法，非常 牢固观察一下，这两个有什么区别， 不仿试一下？乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君履带的使用方法，注意箭头所 指的齿轮作用。固定马达的一种方法，注意图中导轨板的安装和作用乐高腿的基本搭建方法RCX 下载程序常见问题 乐高抓手的基本搭建方法乐高机器人活动案例授课教师：姚凤君乐高常用网址中文网站名 西觅亚网站 机器人社区 乐高资料库网址
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