乐高机器人初级课程 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012
乐高机器人初级课程 编号：295 发布时间：2011-08-18 截止日期：地区： 适合2-3个学生为一组搭建和编程设计机器人方案。共431个组件的套装中包括一个NXT可编程的微型电脑，一块可充电的锂电池，三个伺服电机，二个触动传感器，一个光电传感器，一个超声波传感器，一个声音传感器，三个灯以及足够课堂教学所需的乐高积木。另外还有3根连接RCX传感器或马达的转换线，1根USB导线，以及分类盒和搭建手册等。 关健学习价值： 1.介绍机器人以及机械工程的概念。 2.收集、翻译数据，进行科学调查研究。 3.学习如何在团队工作中解决问题。 9797教育版和8527玩具版的分别: 9797 多了以下超级好用又超值的东西: 1. 多了玩具版没有的,一颗锂电池 2. 比玩具版多一个触觉传感器,所以有二个!! 3. 多了玩具版没有的,三个灯炮
4. 多了一个精美的储存胶箱(没有售卖) 5. 多了三条转接线可转接前一代的传感器及马达,等于是向下兼容!! 8527 较优胜的东西: 1. 组件数目8527有557件，而9797只有431件。 2. 9797可购买9648配件库671件，大幅增加配件数量。 3. 8527内附正版软件，而9797需额外购买正版软件。 两者软件基本上是相同的，分别在于软件内的教程不同。 8527的称为robo center，而9797的称为educator center。 8527教砌3个机械人，而9797则有40个教程
教学内容（课题） 初识乐高积木与乐高交朋友:了解机器人、 教学目的知识与技能：认识新环境中的新朋友，成立团队，激发兴趣，热爱生活，热爱科技，建立自信心。 过程与方法：介绍乐高机器人，多媒体展示以往机器人比赛片断，制定公约，展示机器人套 装。 教学重点及难点 重点：适应新环境，建立团队，认识乐高机器人。 难点：让学生主动发挥联想，积极动手实践，激发兴趣，发挥联想，以机器人结合生活应用，参与讨论表达 教学过程。 一、 提问（12分钟） 1、 大家能说说，什么是机器人吗? (认知过程) 抢答提问后，老师作引导性说明。 GOOGLE 网络定义：机器人是自动控制机器（Robot ）的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械（如机器狗，机器猫等）。 机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，从60年代初问世以来，经历四十多年的发展已取得长足的进步。 在制造业中，工业机器人甚至已成为不可少的核心装备，世界上有近百万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。 机器人的出现是社会和经济发展的必然，它的高速发展提高了社会的生产水平和人类的生活质量。 2、大家所见到过的机器人有? (记忆发掘，联想) 服务机器人可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫；军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹…… 3、机器人能为我们做些什么? (结合生活发挥联想) 在现实生活中有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆、重物搬运等；有些工作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接、精密装配等；有些工作 人员无法身临其境，比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去干，比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等……这些人们干不了或干 不好的领域变成了机器人大显身手的舞台。 4、为什么我们要学习机器人，创造机器人人? 机器人能为而类服务。能帮助我们做一些人类比较困难或者无法解决的问题。例如以上所说的，深海探密、空间探索等。 5、机器人需要吃饭吗?(引发兴趣，开口讨论) 情感态度与价值观：开拓视野，激发对科技的兴趣，热爱生活。 教学重点及难点 点 重点：适应新环境，建立团队，认识乐高机器人。 应用，参与讨论表达。 提问（12分钟）
乐高机器人—齿轮篇 在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。要认识各种各样的传动机构，了解其工作原理及其优缺点，什么时候用哪种传动系统最有效等，从而设计出出色的机器人系统。 2.1简介 齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。探索齿轮的一种非常有用的特性：将一种力魔法般的转换成另外一种力。介绍一些新的概念——速度、力、扭矩、摩擦力；还有一些简单的机械理论基础。认识齿轮和简单杠杆之间的相似点。 2.2齿数的计算 一般用中至少需要两个齿轮，如图2.1所示，为两个普通的乐高齿轮：左边是8齿齿轮，右边是24齿齿轮。齿轮的最重要属性就是它的齿数。齿轮是根据齿数分类的：它的英文缩写就代表它的名字，例如24齿的齿轮可以表示为24t 。 图2.1 一个8齿和24齿的齿轮 例子中使用了8齿和24齿的两个齿轮，分别固定在一根轴上。两轴与一带孔梁相配合，两孔间距两个乐高单位（一个乐高单位就相当于相邻两孔间距），现在一手拿住梁，另一手轻轻地转动其中一根轴，注意到的第一个特性：当转动其中一根轴时，另一轴也同时转动，因此，齿轮的基本属性就是可以将运动从一根轴传到其它轴上。第二个特点是你不需要用很大的力去转动它们，因为齿轮间配合
相当紧凑，摩擦力很小，这也是乐高工艺系统大特性之一：部件之间配合精度高。第三个特点是两根轴反向转动：一个顺时针，一个逆时针。第四个特点：也是最重要的特性，就是两根轴的旋转速度不同。当转动8齿齿轮时，24齿齿轮转动得很慢；而24齿的齿轮转动时，8齿齿轮转动得很快。 2.3加速和减速传动 先转动大齿轮（24齿），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。 齿轮有一个有趣的特性：扭矩和速度的转换是对称的，你可以将扭矩转换成速度，反之亦然。当系统增加速度而减小扭矩时，我们称为加速，反之我们称为减速。什么是扭矩？ 当你用扳手转动螺钉上的螺母时，即产生扭矩。扳手动时，螺母产生抵阻力，你握手柄的地方离螺母越远，你需要施加的力就越小。实际上，力矩是两个参数的乘积：距离和力。增加其中一个量，就可以增加扭矩。力矩的度量单位就是力的单位和距离的单位，国际单位表示为牛顿米（Nm）或者是牛顿厘米（Ncm）。如果熟悉杠杆，你会认识到它们之间的相似性。对于杠杆，合力的大小依赖施力
乐高机器人考试
全国青少年机器人技术等级考试测试试卷（一级） 分数：100 题数：45 总体情况 姓名开始时间结束时间用时(分钟) 得分得分率是否通过 考试状态 JQR 2018-03-11 12:33:38 2018-03-11 12:33:44 0.08 *** *** *** 已提交 一、单选题(共30题，每题2分，共60分) 1. 如下图齿轮组所示，齿轮1的直径是20,转速为100rpm，齿轮2的直径是40，齿轮3的直径是10，当齿轮1为主动轮时，齿轮3的转速为 A. 50 B. 100 C. 200 D. 150 2.下列说法正确的是 A. 只要是利用杠杆原理的，都是省力杠杆。 B. 千斤顶利用了杠杆原理，为了省力。
C. 推动带有四个轮子的货车是利用了杠杆原理。 D. 生活中无费力杠杆。 3.下列人物形象中，哪一个是机器人？ A. B.
C. D. 4.当阻力作用线到支点作用线的距离大于动力点到支点的距离时，杠杆 A. 省力 B. 费力 C. 既不省力也不费力 D. 以上答案都不对 5.如下图中，动滑轮有（）个。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 0 6.木工师傅使用斧头作为工具，是利用（）能省力的原理。 A. 滑轮 B. 轮轴 C. 斜面 D. 杠杆 7.在日常生活中，用10N的拉力不能提起重15N的物体的简单机械是 A. 一个定滑轮 B. 一个动滑轮 C. 杠杆 D. 斜面 8.机器人的英文单词是 A. botre B. boret C. robot D. rebot 9.关于轮轴的描述，下列说法正确的是
乐高机器人课程 Lego Mindstorms（乐高机器人）是集合了可编程Lego砖块、电动马达、传感器、Lego Technic部分（齿轮、轮轴、横梁）的统称。Mindstorms起源于益智玩具中可编程传感器模具（programmable sensor blocks）。第一个Lego Mindstorms的零售版本在1998年上市，当时叫做Robotics Invention System (RIS)。最近的版本是2006年上市的Lego Mindstorms NXT。 乐高机器人套件的核心是一个称为RCX或NXT的可程序化积木。它具有六个输出输入口：三个用来连接感应器等输入设备，另外三个用于连结马达等输出设备。乐高机器人套件最吸引人之处，就像传统的乐高积木一样，玩家可以自由发挥创意，拼凑各种模型，而且可以让它真的动起来。 机器人是一门涉及机械学、电子学、工程学、自动控制、计算机、人工智能等方面的综合性学科，以培养学生的科学素养和技术素养为宗旨，以综合规划、设计制作、调试应用为主要学习特征的实践性课程。在拓宽学生的知识面，促进学生全面而富有个性的发展上起着不可替代的作用。 随着科学技术的发展，特别是人工智能与机器人的结合，机器人不再局限于工业应用和研究所内，它已经进入教育领域。国内外教育专家指出，利用机器人来开展实践学习，不仅有利于学生理解科学、工程学和技术等领域的抽象概念，更有利于培养学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力。机器人教育在基础教育越来越受到人们的关注。 我国自2001年举办首届全国青少年机器人竞赛以来，在竞赛的带动与促进下，全国各地展开了校本课程、课外科技小组、选修课等丰富多彩的机器人教育活动。近年来，由于对机器人教育认识上的不足，机器人竞赛活动目标不明确等原因，我国机器人教育的发展受到一定程度的制约。 在课程改革的背景下，乐高从全国基础教育发展现状出发，构建科学、合理、切实可行的中小学乐高机器人教程体系，规范机器人教育，对我国今后机器人教育的蓬勃发展起着非常重要的作用，势在必行。 科学和技术素养是当今社会每个公民必备的基本素养。乐高机器人课程在培养学生的科学与技术素养方面有其独特的优势，机器人教育作为一门基础课程，要面向全体学生。 乐高机器人课程要为学生营造动手动脑、进行设计活动的环境，提供必要的设备和工具，倡导学生积极主动、勇于探索的学习精神，组织学生进行探索式学习，让学生充分动手实践，积极合作，主动探究。 乐高机器人更多信息可登入网站棒棒贝贝科技中心了解更多。 地址：上海市浦东新区杜鹃路68号。
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乐高机器人—齿轮篇教案 在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。要认识各种各样的传动机构，了解其工作原理及其优缺点，什么时候用哪种传动系统最有效等，从而设计出出色的机器人系统。 简介 齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。探索齿轮的一种非常有用的特性：将一种力魔法般的转换成另外一种力。介绍一些新的概念——速度、力、扭矩、摩擦力；还有一些简单的机械理论基础。认识齿轮和简单杠杆之间的相似点。 齿数的计算 一般用中至少需要两个齿轮，如图所示，为两个普通的乐高齿轮：左边是8齿齿轮，右边是24齿齿轮。齿轮的最重要属性就是它的齿数。齿轮是根据齿数分类的：它的英文缩写就代表它的名字，例如24齿的齿轮可以表示为24t 。 图一个8齿和24齿的齿轮 例子中使用了8齿和24齿的两个齿轮，分别固定在一根轴上。两轴与一带孔梁相配合，两孔间距两个乐高单位（一个乐高单位就相当于相邻两孔间距），现在一手拿住梁，另一手轻轻地转动其中一根轴，注意到的第一个特性：当转动其中一根轴时，另一轴也同时转动，因此，齿轮的基本属性就是可以将运动从一根轴传到其它轴上。第二个特点是你不需要用很大的力去转动它们，因为齿轮间配合相当紧凑，摩擦力很小，这也是乐高工艺系统大特性之一：部件之间配合精度高。第三个特点是两根轴反向转动：一
个顺时针，一个逆时针。第四个特点：也是最重要的特性，就是两根轴的旋转速度不同。当转动8齿齿轮时，24齿齿轮转动得很慢；而24齿的齿轮转动时，8齿齿轮转动得很快。 加速和减速传动 先转动大齿轮（24齿），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。 齿轮有一个有趣的特性：扭矩和速度的转换是对称的，你可以将扭矩转换成速度，反之亦然。当系统增加速度而减小扭矩时，我们称为加速，反之我们称为减速。
小学乐高特色课程校本教材 一、课程基本理论 （一）、乐高特色课程教学总目标（教学的三维目标） 1、情感态度价值观： 通过乐高课堂的学习主要培养学生的兴趣爱好、提升空间、逻辑思维能力，并从中获得自我提升的价值取向。 2、过程和方法： 通过课堂的教学，让学生从初步识别一些乐高积木零件名称，到拼装动手组装机器，再到学习编程，再远程遥控乐高机器人操作。 3、知识和技能： 通过课堂教学，让学生学会乐高机器人的基础理论知识并能够把基础知识运用到课堂实践中来。 （二）、乐高特色课程教学重难点 重点：组装机器零件、编辑程序。 难点：在学习中如何获得自我成就感，提升空间、逻辑思维能力，并从中获得自我提升的价值取向。 （三）、乐高特色课程培养方向（从学生角度） 1、通过乐高实践活动，激发学习兴趣，为今后的乐高学习奠定基础。 2、在课堂中，加强学生合作交流，发挥团队精神，既要表现好个体的水平，也要有体现群体的意识，增强团队合作的精神。 3、在乐高拼装的训练过程中，要有耐心，持之以恒，进而促进人格完善。 4、了解乐高的基本理论和拼装技术，让学生多动手、多动脑、促进学生的心智健康发展。 5、学习乐高兴趣课为学校和特色教育添砖加瓦。 二、课程模块（目录、内容） 第一课、初识乐高机器人基础理论 第二课、乐高积木元件的认识和使用方法。 第三课、舞蹈教学常用术语与基本功练习 ……
第二十课、…… 三、课程教案 第一课：乐高基础理论 第一节基础理论部分 第一课时 教学内容：初识乐高机器人 教学目的： 1.了解什么是乐高，什么是乐高机器人； 2.了解乐高机器人给我们的生活带来了哪些作用。 教学准备： 组织上课，图片，视频、文字资料。 教学过程： 一、播放乐高教学视频： 1.教师辅助学生了解乐高； 2.教师辅助学生了解乐高积木、乐高机器人的概念。 3.教师辅助学习乐高有哪些作用。 二、教师简单讲解乐高积木的概念与作用。 1、用通俗的易懂的话来说，乐高积木现在已是儿童喜爱的玩具。这种塑料积木一头有凸粒，另一头有可嵌入凸粒的孔，形状有1300多种，每一种形状都有12种不同的颜色，以红、黄、蓝、白、黑为主。它靠学生自己动脑动手，可以拼插出变化无穷的造型，令人爱不释于，被称为“魔术塑料积木”。乐高积木的故乡在丹麦。其发明者是奥勒?基奥克。 2、作为教育手段，研究发现乐高课堂机器人可以帮助学生通过科学、技术、工程学、数学等学科知识来解决生活实际问题，同时也可以培养学生在课堂上团队合作精神。 三、教师与孩子们讨论： 1、什么是乐高积木？ 2、你认为怎么样学习乐高才能把学习学好？
乐高机器人活动教案 课程名称百变工程日期2015.3.20 教师活动课题建筑工地学员 活动目标知识目标： 1.了解塔吊的作用 2.学会什么是中心点（重心） 3.掌握什么是平衡 能力目标： 1.了解能够找到平衡的中心点 2.掌握用基础零件搭建平衡支架 3.熟练掌握积木块、梁、轮轴和轮运用 4.会利用车轮等零件搭建稳固能够运动的塔吊情感目标：合作意识，情感交流与小朋友一起建筑工地。 关键词汇 建筑工地、工头、铲、钻孔、设备 活动材料9206早期技术工程组合、9090duplo大型散件组合、安全警示牌剪纸 活动步骤学员操作备注 联系 导入：小朋友都见过高楼吗，你们见 过最高的楼有几层呢，那么高的楼是怎 样盖起来的呢？ 工人叔叔是在在建筑工地上盖大楼 的，他们都是怎么工作的呢？那么多的 砖、很重的水泥板怎么远送到那么高的 地方去？ 塔吊！ 【提出问题】 出示图片，让学生仔细观察。 1.塔吊有几个臂？ 2.为什么有两个呢？ 3.塔吊为什么能够站的住不到？ 4.你还学过见过哪些类似的呢？ 看了图片中的塔吊你也一定能 够搭建一座自己设计的塔吊。 情景引入，诱发联想。 小朋友回答 吊上去等各种各样的答 案，，引出主题“塔吊”。 专门建楼的地方就是工地 提出问题，使小朋友注意 力集中，依次回答老师提 出的问题。 1.两个臂 2.不容易到，保持平衡 3. 铲、钻孔等其他设备 引发兴趣，积极动手。 情景导入，开 阔思维，有利 于小朋友顺 畅地搭建自 己没有见过 实际工地上 的塔吊。
建构1.【提出要求】 2.搭建塔吊，怎么才能把塔 吊搭建的很高呢？（用积木块 或机械臂） 3.【试一试】 4.塔吊搭建完成后请搭建工 地上其他的建筑设备，如：车、 铲、钻孔等。 5.【想一想】 6.①我们之前还学过什么样的 车，这些车能放在建筑工地里 吗。 7.②自己搭建的塔吊是否能够 保持平衡？ 8.【展示】 9.请小朋友们讲述自己的工具车 是什么车？是怎么工作的？并 演示一下。 10.【搭建拓展】 11.将塔吊搭建成可移动的塔吊 车。 1.使用积木块累建塔吊的 主体，注意砖结构，搭建 的过程中要求稳固； 2.使用机械臂架搭建塔吊 的“平衡”臂，搭建的过 程中注意中心点，不能歪 也不能倾斜； 3.使用驾驶舱等零件，搭 建与实际中接近相像的塔 吊。 4.搭建完成后请小朋友自 己在塔吊的一边试着吊挂 一些“重物”。 5.使用轮搭建小车，用4 个轮子保持平稳。 因小朋 友一般都没 有机会自己 的到工地上 亲自见到塔 吊，所以即便 是在图片的 引导下也不 能够完成搭 建。 此处搭 建时要对动 作慢的小朋 友降低要求， 只要能够平 衡即可。 反思 如果你搭建的塔吊挂上重物后向 一边倾斜是为什么，怎么解决？ 因为重心不稳 找平衡 延续 工地上有很多的建筑工具，其他人进 去会非常危险，不安全！小朋友们搭建 一个围栏，并把安全警示标签放到积木 上，请大家把自己的车开进工地去。 如： 本本的铲车 米多的推土机 强强的挖掘机 ,, 1.一起用duplo积木和栅 栏搭建一个建筑工地 围起来，中间散放一些 2*2的积木块。 2.用积木制作一个“安全 警示”牌。 建筑工地安全 吗？工人叔叔 都是怎么保护 自己的呢？ （安全帽），提 醒小朋友们平 时不要去建筑 工地上玩，很 危险。
乐高机器人教程1 第一章:理解乐高中的几何学 乐高积木的几何原理:我看到过很多同学刚刚设计机器人小车，他们首先会选择最有用的少许积木把小车搭好，兴致勃勃地编写好程序、下载，可是一松手，小车散了…但这并不影响他们的热情，他们会不停地改进，直到小车能轻松跑完全程…在这个过程中，他们已经开始根据乐高积木的各种特点，运用结构、机械原理来完善模型的结构，虽然他们并不是很清楚乐高积木的何学原理，也没有被指导过怎么做。 乐高积木为什么能够很紧密地接合在一起?能完美地实现实验仿真?这不仅在于它有两千多个各种形状的积木组件，有足够的零件让你完成你的设想，更重要的是，这些积木组件都按同一标准严格设计、生产，所有积木都是可兼容的。它依据的标准就是乐高单位，而且积木有严格的质量保持，乐高积木模具公差仅为 0.000005米。怎样巧妙地利用乐高积木的特点--梁、块、板和孔之间的关系--完善你的结构，完成你独一无二的设计? 本章包含的内容: 尺寸和单位的表示 方形的乐高世界 垂直支撑 倾斜的乐高世界 斜支撑 水平方向的尺寸和单位的表示 铰链的支撑1.1简介
在你进入乐高机器人世界之前，希望你能先掌握那些乐高积木中涉及的基本几何学原理。不用担心，我们并不是要对你进行复杂的方程式和三角法则的测试，仅讨论一些非常简单的概念和解释一些常用的术语，这样，在入门阶段就可以更容易地搭建出实际的模型。在本章，你将会发现乐高爱好者使用什么单位来表示尺寸，如何来表示积木的面积，如何将积木从不同的方位连接组合起来。 我们鼓励你使用手里的乐高组件对照本章的例子自己搭建一遍。把机器人套装放在手边，以便随时挑选必要的积木，不过这一章节中的例子多数都只用到一些块和板。 如果由于某种原因，这部分材料对你来说过于复杂，你不必强求自己掌握，可以跳过这一章直接进入到其它部分。在你需要的时候，你都可以回过来将这一章节当作术语表来使用。1.2尺寸和单位 乐高爱好者通常按顺序用3个数字表示乐高积木的尺寸:宽度、长度和厚度。使用乐高积木的一般方法是:"嵌入式"，当表示积木的尺寸时，都要考虑这种方位，不论是将积木颠倒还是在3维空间旋转。 高度是识别积木的最基本的属性，它是指积木的底部到顶部之间的距离。宽度按照我们习惯指的是水平方向上的两个尺寸中较短的一个(长度就是另外一个)。长度和宽度的表示单位是用"凸点"来表述的，也叫作"乐高单位"。这样，我们可以描述绝大多数积木的尺寸。乐高单位在1949年第一次被使用，是一个2?的积木块(如图1所示)。 也可以不用乐高单位来表示乐高积木的尺寸，而采用公制(米制)单位，两个突点圆心间的宽度相当于8mm，一块积木的厚度(不包括突点的高度)相当于9.6mm。能否记住这些数据并不重要--重要的是要知道它们有不同的数值，也就是说你需要两个不同的单位来标注高度和长度。它们之间的数值比就相当重要了:9.6除8得
什么是乐高RCX NXT机器人？ RCX是是一块可编程积木，即课堂机器人（机器人指令系统）的大脑。它是整个用乐高积木、马达、传感器等组建搭建的机器人系统的中枢，就像大脑一样控制、指挥机器人的行为。使用ROBOLAB软件，人们可以创造、搭建、编程真正的机器人，让它运动、做运动、甚至自己去“想”。 RCX升级！NXT机器人！ 这位全新组装型机器人全身布满了感应器，让它可以根据感应到的声音和动作做出适当反应，也让它对于光线和触觉的反应更加灵敏。NXT 机器人的心脏系统是一个32位的微型处理器，可以经由PC 或Mac 操作程序。 光学传感器 根据传感器的助攻，帮助您的机器人，以“见”。它可以让您的机器人，以区分轻，皮肤黝黑，以及确定光照强度在一个房间内，或光照强度不同的颜色。 声音传感器 声音传感器可让机器人听到！声音传感器能够测量的噪音水平都分贝（分贝）及DBA （频率约为3-6千赫哪里人耳是最敏感的），以及认识到健全的模式和确定基调的分歧。 触碰传感器 触摸传感器的反应接触和释放，机器人创造“感觉”一样，
以前从未！它可以侦测到单个或多个按钮，压力机，和报告回给nxt。 超声波传感器 超声波传感器“看到”物体的地方！超声波传感器是能够侦测到一个目标和措施，在其邻近英寸或厘米。 机器人学的实验室是如何发展的？ 机器人学国家重点实验室（State Key Laboratory of Robotics）依托于中国科学院沈阳自动化研究所， 前身是中国科学院机器人学开放实验室。该实验室是中国机器人学领域最早建立的部门重点实验室，中国机器人学领域著名科学家蒋新松院士1989-1997年曾任实验室主任。近二十年来，实验室在机器人学基础理论与方法研究方面与国际先进水平同步发展，并在机器人技术前沿探索和示范应用等方面取得一批有重要影响的科研成果，充分显示出实验室具有解决国家重大科技问题的能力。目前，中国在沈阳浑南技术开发区的“新松机器人”公司即是中国的该科研领域的基地。该实验室机器人学研究总体水平在国内相关领域处于核心和带头地位，是国内外具有重要影响的机器人学研究基地。 机器人学国家重点实验室定位于为中国经济和社会发展、国家安全和重大科学工程提供所需要的机器人技术与系统，研究机器人
制作乐高机器人-乐高乐园科技中心 现在有很多人都喜欢玩乐高机器人，感觉机器人是那么的神秘，所以从没想过自己能亲自动手制作一个机器人，其实，普通的机器人制作起来是非常简单的，今天，乐高乐园科技中心就来教大家做乐高机器人的方法，你只需要准备好材料，耐心的跟乐高乐园学很快就能见到自己的作品了。 制作乐高机器人的要点主要有两点：一是必须亲自动手，二是循序渐进。 亲自动手是必须的，只看理论，永远无法知道实际会遇到的问题；而如果你直奔复杂的人形机器人控制，不用多久你就会被你的挫折感打败，直到彻底放弃，所以循序渐进也是必须的。 有这两点，你也许应该知道上面问题的答案了，这个老师只能是你自己，我们也只能是你的同学，而乐高机器人就是入门的敲门砖！ 一个机器人主要由三大部分组成：机械部件、电子电路、软件。 可能你不会对所有的部分都有兴趣，但遗憾的是，一个完整的实体机器人必须有这些部分。乐高机器人是一个完整的入门型机器人，你可以制作一个这样的机器人作为你的第一个作品，也可以只改造你最感兴趣的部分。 乐高教学机器人完全模块化，车架、主控制器（大脑）、各种传感器都是接插件，轻轻的插入相应的插座即可使用。 车架：铝合金高精度加工，数控激光切割等工艺制作。 主控制器：采用乐高MCU，核心是一块高档PIC18单片机r，只需要一根USB线即可重复更新芯片程序，不再需要额外的编程器了。这个控制器还可以作为单片机的学习开发板，非常方便。网站不仅提供了入门教程，还提供了4个好玩实用的入门程序范例。 传感器模块：目前提供了4种类型，并留有扩展接口，可以自由扩展。 1. 红外巡线传感器2个，也可以当作近距离避障的传感器，本身是采用红外线反射信号来检测黑白线或者物体的。巡线小车方式就是使用的这种传感器。 2. 感光传感器2个，可获取环境光的强度，通过这个传感器，机器人可对光做出反应。 3. 红外遥控器。包括了遥控器和接收器，可以学习各种红外遥控编码，也可以当个遥控玩具放松一下。 4. 超声波测距传感器。先进成熟的设计，能探测面前2-400cm之间的障碍物，提供的代码是自动避障，遇到障碍物就转向。你可以在此基础上写出更复杂的动作。
乐高机器人活动教案 课程名称百变工程日期 2015.3.20 教师 活动课题建筑工地学员 知识目标： 1.了解塔吊的作用 2.学会什么是中心点（重心） 3.掌握什么是平衡 能力目标： 活动目标 1.了解能够找到平衡的中心点 2.掌握用基础零件搭建平衡支架 3.熟练掌握积木块、梁、轮轴和轮运用 4.会利用车轮等零件搭建稳固能够运动的塔吊 情感目标：合作意识，情感交流与小朋友一起建筑工地。 关键词汇建筑工地、工头、铲、钻孔、设备 活动材料9206 早期技术工程组合、 9090duplo 大型散件组合、安全警示牌剪纸 活动步骤学员操作备注
导入：小朋友都见过高楼吗，你们见情景引入，诱发联想。情景导入，开过最高的楼有几层呢，那么高的楼是怎阔思维，有利 小朋友回答 样盖起来的呢？于小朋友顺工人叔叔是在在建筑工地上盖大楼 吊上去等各种各样的答畅地搭建自 的，他们都是怎么工作的呢？那么多的 砖、很重的水泥板怎么远送到那么高的 地方去？ 塔吊！ 联 【提出问题】 系 出示图片，让学生仔细观察。 1.塔吊有几个臂？ 2.为什么有两个呢？ 3.塔吊为什么能够站的住不到？案，，引出主题“塔吊”。己没有见过 实际工地上专门建楼的地方就是工地 的塔吊。 提出问题，使小朋友注意 力集中，依次回答老师提 出的问题。 1.两个臂 2.不容易到，保持平衡 3.铲、钻孔等其他设备 引发兴趣，积极动手。 4.你还学过见过哪些类似的呢？看了图片中的塔吊你也一定能 够搭建一座自己设计的塔吊。
1.【提出要求】 2.搭建塔吊，怎么才能把塔 吊搭建的很高呢？（用积木块 或机械臂） 3.【试一试】 4.塔吊搭建完成后请搭建工 地上其他的建筑设备，如：车、 铲、钻孔等。 5.【想一想】 建 6.① 我们之前还学过什么样的 构车，这些车能放在建筑工地里 吗。 7.② 自己搭建的塔吊是否能够 保持平衡？ 8.【展示】 9.请小朋友们讲述自己的工具车 是什么车？是怎么工作的？并 演示一下。 10.【搭建拓展】 11.将塔吊搭建成可移动的塔吊 车。1. 使用积木块累建塔吊的因小朋 主体，注意砖结构，搭建 友一般都没 的过程中要求稳固； 有机会自己2. 使用机械臂架搭建塔吊 的到工地上的“平衡”臂，搭建的过 亲自见到塔程中注意中心点，不能歪 吊，所以即便也不能倾斜； 是在图片的 引导下也不 3. 使用驾驶舱等零件，搭 能够完成搭 建与实际中接近相像的塔 建。 吊。 此处搭 4. 搭建完成后请小朋友自 建时要对动 己在塔吊的一边试着吊挂 作慢的小朋 一些“重物”。 友降低要求，5. 使用轮搭建小车，用 4 只要能够平个轮子保持平稳。 衡即可。
乐高机器人教程 乐高积木的几何原理：我看到过很多同学刚刚设计机器人小车，他们首先会选择最有用的少许积木把小车搭好，兴致勃勃地编写好程序、下载，可是一松手，小车散了……但这并不影响他们的热情，他们会不停地改进，直到小车能轻松跑完全程……在这个过程中，他们已经开始根据乐高积木的各种特点，运用结构、机械原理来完善模型的结构，虽然他们并不是很清楚乐高积木的何学原理，也没有被指导过怎么做。 乐高积木为什么能够很紧密地接合在一起？能完美地实现实验仿真？这不仅在于它有两千多个各种形状的积木组件，有足够的零件让你完成你的设想，更重要的是，这些积木组件都按同一标准严格设计、生产，所有积木都是可兼容的。它依据的标准就是乐高单位，而且积木有严格的质量保持，乐高积木模具公差仅为0.000005米。怎样巧妙地利用乐高积木的特点——梁、块、板和孔之间的关系——完善你的结构，完成你独一无二的设计？ 本章包含的内容:() 尺寸和单位的表示 方形的乐高世界 垂直支撑 倾斜的乐高世界
斜支撑 水平方向的尺寸和单位的表示 铰链的支撑 1.1简介 在你进入乐高机器人世界之前，希望你能先掌握那些乐高积木中涉及的基本几何学原理。不用担心，我们并不是要对你进行复杂的方程式和三角法则的测试，仅讨论一些非常简单的概念和解释一些常用的术语，这样，在入门阶段就可以更容易地搭建出实际的模型。在本章，你将会发现乐高爱好者使用什么单位来表示尺寸，如何来表示积木的面积，如何将积木从不同的方位连接组合起来。 我们鼓励你使用手里的乐高组件对照本章的例子自己搭建一遍。把机器人套装放在手边，以便随时挑选必要的积木，不过这一章节中的例子多数都只用到一些块和板。 如果由于某种原因，这部分材料对你来说过于复杂，你不必强求自己掌握，可以跳过这一章直接进入到其它部分。在你需要的时候，你都可以回过来将这一章节当作术语表来使用。 1.2 尺寸和单位 乐高爱好者通常按顺序用3个数字表示乐高积木的尺寸：宽度、长度和厚度。使用乐高积木的一般方法是：“嵌入式“，当表示积木的尺寸时，都要考虑这种方位，不论是将积木颠倒还是在3维空间旋
?简单的差速驱动装置 ?双差速驱动装置 ?制动转向装置 ?转向装置 ?三轮装置 ?同步驱动装置 ?其它结构 8.1简介 灵活的思维造就出了许许多多的机器人，运动使创造物获得了生命，带来无限的乐趣，同时也对自己的创造力进行了挑战。大多数运动机器人都属于轮子型与腿型机器人。虽然轮子在光滑的表面很有效，但是在凹凸不平的地面上运动，腿提供了更有力的方式。 本章将概述最常用的轮型机器人结构，讨论它们的优缺点。请记住，在下面章节中介绍的底盘结构是为了突出显示它们的传动系统和连接情况，因此，在实际搭建中还需对此结构加固。 8.2简单的差动装置 如果你根据LEGO Constructopedia中的描述已搭建出了一些模型，或者整合了第五章介绍的一些测试结构，那么你对差速装置的结构已经熟悉了。机器人具有很多优点（尤其具有简单性），至少在乐高的可移动机器人中常用到此结构。
差动装置由机器人两边两个平行的驱动轮构成，单独提供动力，另外有一个或多个轮脚（万向轮）用于支撑重量并不是没有作用（图8.1）。注意我们称这个装置为差动装置是因为机器人的运动矢量是由两个独立部件产生的（它与差速齿轮没有关系，此装置上没有使用差速齿轮）。 当两个驱动轮以相同方向、相同速度转动时，机器人作直线运动。如果两个轮子转动速度相同，但方向相反时，机器人会绕着连接两轮线段的中心点旋转。根据轮子不同的转向，表8.1列出了机器人的不同运动状态。 图8.1简单差动装置 表8.1 轮子不同的旋转方向产生不同的运动状态
组合不同方向和速度，机器人可以做任意半径的旋转。因为它的灵活性、及原地旋转的功能成为许多工程的教学器具。另外，由于它很容易实现，所以乐高有一半以上的运动机器人属于此结构。假如你想跟踪机器人的位置，那差动装置又是比较好的选择，仅仅需要简单的数学知识。（我们将在本书以后的章节中讨论） 这种结构只有一种弊端：它不能保证机器人笔直的运动，因为两个马达的功效总有差别，一个轮子会比另外一个轮子转动的快一点，因此使得机器人略微偏左或偏右。在某些应用中这中情况不会有问题，可以通过编程来避免，比如使机器人沿线走或在迷宫中寻找路线行走，但是让机器人在空地上走直线恐怕不行。 8.2.1直线运动 使用简单差动装置有许多方法可以保持直线行走，最简便的方式是选择两个速度相近的马达。如果你有两个以上的马达，尽量找两个速度最匹配的马达，这种方式也不能确保机器人走直线，但至少能减小走偏的情况。 另一种简单的方法是通过软件调整速度。在第3章介绍过程序能控制每个马达的速度，在程序中选择最有效的能量等级直到合适为止，这种方法的问题在于机器人负载发生变化，两马达速度需重新调整。
LEGO乐高 一、简介 LEGO这一名称来源于丹麦语“Leg Godt”，意味着“玩的开心”。在拉丁语中其意义为“我来拼装”。1932年，乐高玩具诞生于丹麦比隆德小镇的杂货铺里，两年后，乐高拥有了现在的名“LEGO”。今天，乐高在世界范围内拥有两百万会员，《财富》杂志曾给乐高冠以“世纪玩具”的称谓。 二、大事记（红色为乐高产品的关键性转变时期） 1932，乐高玩具诞生，当时还是木制玩具； 1949年，乐高开始生产塑料砖块拼砌玩具，奠定今天乐高玩具的基本形式。1958年，乐高玩具把砖块改良为插座形式，这成为乐高历史上的另一个里程碑。1968年，第一座乐高公园在丹麦彪隆建立。以乐高颗粒为基础的适合所有3-12岁孩子的家庭主题公园。 1974年乐高的产品中开始带有人物。 1977年，乐高科技系列问世，这是一个专为年龄稍大的孩子设计全新系列，同时，乐高家族第三代接班人加入公司管理层。 1988年，乐高公司和麻省理工学院开始合作研发“智慧型可编程化积木”，也就是“乐高机器人”，该研究直到10年后，也就是1998年才开始推出成品。1996年，在英国的温莎开办了第二个乐高公园，同年，乐高公司开始建立网站。1997年，乐高第一个游戏推出，乐高公司进入一个新的经营领域——乐高媒体。1998年，乐高电脑创制系列问世，推出乐高机器人RCX，乐高开始进军机器人玩具市场。 2003年，乐高迎来经营危机，出现连续第三次亏损，营业收入下降25%。2004年，原乐高集团CEO克伊尔（在任25年后）力荐扬接替他的位置，结束了家族管理企业的时代而迈进了职业经理人时代。 2005年，乐高扭亏为盈，步入新的高速发展轨道。 2006年，乐高推出蓝牙机器人NXT。 2009年，乐高在中国第一次设立办事处，同年，俄罗斯成为乐高全球的第三大市场，这也促使乐高开始关注发展中国家市场。 2012年上半年营业收入折合人民币91亿元，比2011年同比增长24%；净利润折合人民币20亿元，比2011年同比增长35%。乐高中国在过去三年的营业收入年均增速超过50%。 三、乐高的发展方向 乐高现在是“两条腿走路”，一条即为乐高的主业—乐高玩具；另外一条即为乐高教育。乐高教育是一个独立子公司，以积木为依托，在全球开展一系列关于想象力建构的培训和活动。比较有影响力的活动有“乐高机器人大赛”等。
项目：乐高机器人编程 主讲教师： 上课时间： 学时数：1课时 教学目标： （1）知识与能力： 1．使学生初步了解机器人编程环境 2．使学生学会安装机器人编程环境，会下载一些简单的程序。 （2）过程与方法： 通过讲授、演示的方法介绍编程环境 （3）情感态度与价值观： 激发学生热爱科学、探究科学的兴趣。 重点难点： 1.机器人编程环境（pilot级别简单介绍） 2.下载工具的使用 教学步骤： 1．导入 2．概念讲解 3．学生活动（马达的使用） 组织形式： 小组为单位活动 教学内容： 乐高机器人编程环境介绍（一） 一、导入（5分钟） 教师：展示机器人编程界面，介绍一些概念 二、概念讲解 1、机器人防火墙的用途 教师：防火墙对于机器人的意义 防火墙是乐高机器人承载程序的界面，如果没有防火墙，乐高机 器人无法完成程序传输，所以在使用乐高机器人的过程中，一定 要注意先下载防火墙，安装完毕后，就可以发出一个声音，确认 防火墙已经下载好。
☆学生：下载乐高机器人防火墙 ☆教师：如何检测防火墙下载成功 学生：连好通信设备，给机器人下载防火墙，检测通信。 2、机器人防火墙下载过程遇到问题 教师：用幻灯片展示自己的总结 1、电脑中是否使用USB口传输数据 2、是否把机器人RCX的传输口对准与电脑相连的传输口 3、机器人电池是否充足。 3、机器人简单程序的搭建 教师：讲解马达、等机器人的输出部件。 机器人的输出口分别为A,B,C。每个输出口只能连接一个输出传感器，如：马达、触碰、灯泡等。 三、学生活动 在上节课拼插好机器人的基础上，为机器人编制马达转动的程序。如前进、转弯等。 乐高机器人编程起始状态为绿灯标志，结束状态为红灯。中间使用粉色线相连，如果连接过程中出现灰色，程序无法完成下载。 本课小结： 通过本节课的学习，学生对智能机器人马达部件有深刻地了解。熟悉程序界 面模块的使用。
团队训练活动迷你挑战
介绍： 本指南可以作为教练指导队员进行编程训练的手册，本指南能够让队员学习到以下技能： 使用时间控制机器人前进、停止、转弯。 测试和修改程序，能按照队员的想法来运行。 将多个任务的程序合并到一起。 测量光电传感器、角度传感器的值。 机器人基于传感器的一些动作，比如说机器人碰到黑线或者墙壁。 重复执行程序，比如沿黑线运动。 使用角度传感器代替计时的方法提高机器人运行的精度和稳定性。 经过这些基本训练以后，将发挥你自己的创造力，完成以下这些技能的训练 使用两个光电传感器进行编程 在程序中使用多任务方法 使用变量进行编程 给会转弯的机器人编程 在程序中使用多种传感器 这些迷你挑战是在这是训练FLL挑战项目前，针对新学生的一项基本训练活动，通过这些基本活动，让学生对机器人编程，机器人搭建有一个基础的掌握，教练员可以利用这些挑战项目来引导学生。训练这些挑战，你可以在FLL赛台上进行（不要把FLL模型放上去），然后你还需要准备如下道具： z卷尺 z黑胶带 z障碍物 要通过这些迷你挑战项目引导、训练你的队伍，你需要对机器人套装（RCX或NXT）有一个基本的了解，但是更重要的是，当你不知道某个问题的解决方案时，你也要通过提出合适的问题来引导你的队员。举个例子：如果队员正在做一辆转弯的车子，但是你不知道如何去做，你可以这样提问：“小车直走和转弯有什么区别，用手移动机器人，马达需要怎么转动才能让机器人转弯“你可以参考教练员手册第四章-机械和材料知识，了解相关的知识。
开始挑战： 该组迷你挑战将会教你如何进行基础的编程，使用时间控制小车前进、停止、后退等动作，修改、测试你的程序，直到程序按照你的想法运行。将机器人的多个动作合并到 一个程序里。 搭建一个练习机器人 搭建一个由两个电机独立驱动的小车，可以直线运动，也可以转弯。 搭建参考步骤可以参考： 9 RCX 套装或者NXT 套装中的搭建手册 9 NXT 编程软件教育版在线课堂或NXT 编程指南（这里提供下载的连接）附录中的搭建 步骤 9 RCX ROBOT SHOOTER 搭建步骤（这里提供下载的连接） 给你搭建好的机器人编写一个程序，让它能够前进三秒后停止 给你搭建好的机器人编写一个程序，让它能够前进1米后停止 在这个挑战中，使用子程序/自定义模块将这段程序合并为一个子程序 例如把这段程序命名为gostrait
第1 课机器人简介 目的意义概述：本课以科普的形式介绍机器人的发展及应用，并在此基础上初步给出机器人的定义；机器人的分类和机器人的基本组成；最后向学生介绍了款教学机器人。 1． 1 什么是机器人？本节以科普的形式机器人的诞生及其广泛应用，并简单地给出了“机器人的定义”。教学中让学生在自学的基础上，通过上网了解更多的机器人诞生的背景，目前的应用范围以及科学家目前的努力方向。关于机器人的定义目前国际上还没有准确的定义，因此让学生理解什么是机器人，机器人与普通机器人的主要区别是什么就可以了。 1． 2 机器人的分类与计算机的分类一样，机器人按照不同的分类方式有着多种不同类别的机器人，教材中介绍了多种分类机器人。同样建议在教学中采用自学和上网探究的学习方式，主要是了解各种不同类型的机器人的应用情况，以及在我国现阶段机器人工业机器人、服务机器人以及仿人型机器人主要有哪些方面的应用。 1． 3 常见教学机器人简介 教材在介绍各种教学机器人的基础上，主要介绍了乐高机器人和纳英特机器人的特点。有条件的情况下，一定要向学生展示和演示教学机器人完成任务的过程，以提高学生的感性认识，激发学生的学习兴趣。 1．4 机器人的基本组成本节教学中应让学生明白，机器人系统与计算机系统一样，包括硬件和软件两部份。机器人硬件包括思维器官、动作器官和感应器官，而软件系统包括操作系统和高级计算机语言编程系统。 同时应让学生明白机器人学习中，主要是学习科学家是如何分析问题，并针对问题设计和搭建机器人来解决问题的。重点应落实到分析问题和解决问题的方法上。上学生树立信心：随着机器人的技术的不断提高，设计和制作自己的机器人是完全可行的。 第2 课机器人的编程系统 目的意义概述：本课通过实际操作纳英特机器人和乐高机器人了解和学习机器人的编程系统。教学时可根据学校的实际，选用一种类型的教学机器人实施教学，教师应尽可能的创造条件让学生有机会亲自操作，至少应能给同学演示。本课的重点是机器人与机器人的连接方法、为机器人下载操作系统。学生的兴奋点在如何让“机器人前进”的任务上。 概述：首先让同学明确，机器人的微处理器实际是一台微型计算机，它只懂得机器语言，不同类型的机器人一般都有自己专门的操作系统。另外，由于机器人的微处理器体积小，功能简单，一般不提供直接编程。因为大多数情况下人们都需要在计算机上为机器人编写程序，再通用下载线将程序下载到机器人内存中，以便控制机器人的行为。 2．1 纳英特机器人编程系统 本节重点介绍纳英特机器人编程环境，纳英特机器人与计算机的连接方式以及如何为纳英特机器人下载操作系统和程序，最后通过一个简单的实例一一让机器人前