乐高教育探究实验室配置方案
及课程介绍
一、乐高教育的理念
多年来，中国的教育界一直以加强学生素质教育为核心，探索和实践着教育改革的方向和途径。全国基础教育工作会议的召开，对全面推进素质教育提出了十分明确的要求，课程教材改革在推进素质教育、培养21 世纪技能的重要作用已经成为全国上下的共识。
我们引入了以乐高教育为主的教育解决方案，它是长期以来与世界各国教育界密切合作，不断探究和开发出最先进的教育方案，并在25 年的教学实践中获得成功应用，受到世界各国教育界的广泛接受和推崇。乐高教育在世界各地教育界的应用中已逐步形成了自身的、符合这些教育理念的可持续发展的优秀平台。
我们提供的教育解决方案确保学生获得快乐和有效的学习。教师在教学过程中将“指导”和“建构”的理念相互结合，这将帮助教师在学生以团队为单位来共同解决问题的课堂上，扮演顾问型的指导者，而不是灌输者。
二、乐高教育的应用
随着素质教育的推进和新课程新教材的改革，在各个学科的教学中对学生动手操作、动手实验的要求越来越多，因此除了常见的物理实验室、化学实验室、生物实验室，各个学校还建立了很多新课程的实验室，例如科学（自然）实验室、信息技术实验室、劳技实验室、通用技术实验室、探究实验室。
这些新课程的实验室由于建设时间较短，并没有形成统一的标准，实验室的设备配置区别很大。乐高教育平台可以很好的在这些课程上使用，而且如果在这些实验室里都有乐高设备，那么教师在教学的时候，学生在学习的时候就会非常的方便。
乐高探究实验室所涉及课程包含有：机械基础，动力机械，机械工程，机器人等。
三、机器人教育的目的
学生借助乐高机器人的平台，在老师的知道下，开展丰富多彩的机器人活动，通过活动提高学生对科技活动及知识的兴趣，培养学生动手能力、创新能力；提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；充分体会“做中学，玩中学”的无穷乐趣。建立机器人活动室，不仅满足课堂教学的需求，还能开展第二课堂活动，建立科技兴趣小组，丰富学生的课外活动，还可以参加到全国青少年机器人竞赛和全国电脑制作大赛中去。
满足学生的同事也能给科技老师不断发现新的问题提供自身的发展的机会，参加到全国的比赛及交流中提高教师自身的素质。
（1）、通过创新实验室学习，对中小学生进行计算机编程、工程设计、动手制作与技术构建等知识的教学，培养他们动脑动手和独立思考、解决问题的技能，不断发展青少年的观察力、想象力和创新能力。
（2）、通过创新实验室活动，不断丰富完善学校创新科技教育内涵；同时也在创新这个更广阔的平台上，提升学校的教育品质和规模，形成良好的社会效益。
（3）、通过创新实验室活动，组建各类科技代表队，参加省级、国家级乃至国际中小学生机器人竞赛活动；同时还参与相关的国内外交流学习活动，开拓学生视野。
（4）、在开展创新实验室培训活动的同时，也面向在校科技教师进行相关业务培训，不断提高科技辅导教师的理论水平和实践能力。
（5）、在开展创新实验室培训活动的基础上，不断推出最新的教学内容、手段和器材，开发具有学校特色的校本课程。
四、（一）乐高探究实验室器材配置方案
1.配置清单
该实验室配置按照每个班级20人进行配置，而且比较适合小学各年级的学生学习。目的是为了让学生了解现代的机械工程，以及机器人原理等，并且对学生在学习工程技术和机器人系统来说也可以得到一种提高。所以此方案能够满足不同阶段在科技学习和创新学习上的需要，不仅可以满足学生在机器人课程和技术课
乐高产品和课程介绍
1) NXT蓝牙机器人套装
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（使用9833稳压电源进行充电），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
推荐课程：NXT入门课程（16课时），纳米医生课程（24课时），NXT创意课
程（16课时）
总课时数：56课时
2）蓝牙机器人配件库
配件库套装含672个组件，提供更多的梁、轴、连接件及多种特殊组件，如
起重机钓钩、钓轮等。蓝色中型乐高储物盒，配有分类盘。建议配合蓝牙机器人
套装使用。
推荐课程：NXT创意课程（16课时）、机械工程课程（16课时）
总课时数：32课时
3）《科学与技术》标准套装
科学与技术探究课程实验套装介绍
《科学与技术》
基于乐高教育的《科学与技术》课程的解决方案包括了结构与力、简单机械、动力机械、
能源转化等相关内容，其中包括了30个左右的活动案例，在每一个活动里，我们向活动小
组成员提出了挑战任务，给他们能够创造出自己解决方案的工具，学生们亲自动手制作与日
常生活密切相关的模型，通过这种方法，初步建立对相关基础知识、原理的认识与理解，让学生真正体验到实践成功后的喜悦和兴奋。通过解决问题的过程延伸到培养他们的创造力、合作能力、交流能力和获取新知识的能力等。
为了教师能够顺利地开展教学、我们还为老师配备了教师教学用书及活动演示光盘，供
老师们教学参考所用。
乐高（Lego）玩具有「丹麦国宝」之美誉.1930年代初成立乐高 一开始为制作木制玩具，1940年代开始改制造风靡世界的塑胶积木。 经过几次改良，1980年代间，塑胶积木一直是乐高的主要产品203.全世界至少有三亿以上的人口曾经玩过乐高的传统积木204，然而近年来电脑的发展影响了乐高积木的销售，且电脑游戏似乎渐渐取代了积木，因此乐高也转换方向，开始发展以电脑程式为玩具核心之一的积木 组. （一）积木产品的发展乐高公司资深公关顾问依娃（Eva Lykkegaard）表示，乐高的创始人奥列（OIe Kirk Christiansen）在1930年代时，因一次偶然的机会开始接单生产若干木造玩具，就这样作起了玩具生意；而1940年代快结束时，乐高开始销售可自由组合的塑胶积木，不过并没有获得消费者的青睐. 1957年，乐高对外界表达只生产一种玩具的决心。奥列的接棒人哥德弗烈拟订了十项原则，让乐高积木成为不分孩子年龄、性别、不限游玩空间、时间，以及具启发、想像、创造概念的玩具。同时，乐高还开发出「游戏系统」，传统积木经过改良，除了上方的凸粒，底部又设计了方便嵌接的内槽；此一内槽使接合可紧密、稳固205.此时，组合积木的造型以建筑物的堆积居多。 1960年代乐高陆续推出交通工具造型的积木，包括各式当时的火车、汽车、飞机等，从此以后积木玩具开始使用轮子、齿轮、铰链等材料。1970年代的积木，则开始出现重型机械及城堡等造型，并在积木组中增加了「人」。随着航太技术的进步，乐高也将其列入积木的设计概念；
技术积木（Technic）是当时的产物，太空战士、太空梭、太空城紧接上场。接下来，乐高在积木中加入了电脑的应用，於教育机构中销售。（二）回归基本面－孩童才是主要客户丹麦乐高公司曾是全球最有名的玩具大厂，但在1990年代末期，公司经营每况愈下。身为乐高创办人之孙的克里斯丹森（Kjeld Kirk Kristiansen）亲自站到第一线，主持公司日常营运.他认为，乐高犯了贪多的毛病，忽略自己的本业，同时乐高过度依赖授权产品，却忘了真正的客户群：孩童。 像是乐高最大的错误决策就是结束以学龄前儿童为主的Duplo品牌，让许多家长以为乐高不再制造幼儿专用玩具。使得2003年，乐高六岁以下的玩具部门营收腰斩。 乐高的行销主管史乔说，现在儿童发育时间更快，娱乐项目五花八门，有电视、电玩、电影和体育活动，使得游戏时间相对变少。愈来愈多儿童从八岁、甚至六岁开始，就会选择互动电脑游戏和电子玩具。乐高不只要推陈出新，也必须打造新的企业文化。 面对客户的要求，乐高决定回归基本面，把经营焦点重新锁定在经典积木、以设计机器人为主的Lego Technic与Mindstorm等产品，同时恢复Duplo品牌，并新闢一条产品线Qua-tro，为两岁儿童设计体积比Duplo更大的积木。 2000年起，乐高开始引进一些外部人士，为公司注入新血和新观念。克里斯丹森表示，企业文化最大的改变是公司现在会花更多时间谘询家长、孩童和零售商的意见。
《简易机器人制作》课堂推荐配置方案 乐高江苏唯一代理商——南京坤玛科技有限公司
21世纪是一个科技飞速发展的时代。如何让学生们更早地接触科技知识， 激发他们对科学的兴趣？如何帮助他们更好地面对未来社会激烈的竞争？面对这一切，我们必须选择更好的教学途径与教学工具，尤其科技方面的教学。机器人教育倡导先进的教育理念，配合循序渐进的学习工具和完整的教学资源，被普遍应用于国外的课堂和科技活动中。乐高教育系列是专门为不同年龄的学生设计，并用于课程的。所有的软硬件可以相互兼容或混合使用，逐步引导学生面向未来的科技挑战，学生也可以根据自己的能力挑战自己，培养自己的创新精神和实践能力。 特别指出，机器人教育旨在以其独具特色的教学方法，做中学的教育理念 引导学生循序渐进地机器人知识。使用机器人套装，学生在课堂中的整个构思、设计和开发过程俨然是实际工作和生活中的真实体验。他们就像真正的工程师一样，针对项目主题，进行研究、策划、设计、组装和测试。通过鼓励学生们主动调查、动手实践，让他们亲身体验抽象的理论如何变成了触手可及的答案，享受成功的兴奋。在活动中，学生不仅可以学到有关机械、电子、计算机等技术知识，更可帮助他们培养良好的生活习惯与生存技能：与人的沟通与合作、对他人的尊重、毅力的培养，自信心的树立及时间的合理分配、利用等等，为将来走上社会面对新的挑战做好充分的准备。 （中国学生研究乐高机器人；美国麻省理工学院生使用乐高机器人做科研项目.） 1， 机器人教育所提倡的教学理念：做中学！ ①，20世纪最有影响力的20名科学家之一瑞士儿童心理学家Piaget 博 士的观点： “建构论” - 知识不是灌输的。当学生们在动手制作(建构)一 些有意义的事物时，如用沙子堆城堡、写诗、设计小机器、写故事、编写电 脑程序、或者搭积木,这时是学生学习知识的最好时刻. ②，做中学与传统教学的区别： 抽象的能力 解决问题的能力 模仿 传授 做中学（活动与项目） (Activity&projec t) 研究性学习 学生参与程度高 教师参与程度高
乐高教育探究实验室配置方案 及课程介绍 乐高教育的理念 多年来，中国的教育界一直以加强学生素质教育为核心，探索和实践着教育改革的方向和途径。全国基础教育工作会议的召开，对全面推进素质教育提出了十分明确的要求，课程教材改革在推进素质教育、培养21 世纪技能的重要作用已经成为全国上下的共识。 我们引入了以乐高教育为主的教育解决方案，它是长期以来与世界各国教育界密切合作，不断探究和开发出最先进的教育方案，并在25 年的教学实践中获得成功应用，受到世界各国教育界的广泛接受和推崇。乐高教育在世界各地教育界的应用中已逐步形成了自身的、符合这些教育理念的可持续发展的优秀平台。 我们提供的教育解决方案确保学生获得快乐和有效的学习。教师在教学过程中将“指导”和“建构”的理念相互结合，这将帮助教师在学生以团队为单位来共同解决问题的课堂上，扮演顾问型的指导者，而不是灌输者。
乐高教育的应用 随着素质教育的推进和新课程新教材的改革，在各个学科的教学中对学生动手操作、动手实验的要求越来越多，因此除了常见的物理实验室、化学实验室、生物实验室，各个学校还建立了很多新课程的实验室，例如科学（自然）实验室、信息技术实验室、劳技实验室、通用技术实验室、探究实验室。 这些新课程的实验室由于建设时间较短，并没有形成统一的标准，实验室的设备配置区别很大。乐高教育平台可以很好的在这些课程上使用，而且如果在这些实验室里都有乐高设备，那么教师在教学的时候，学生在学习的时候就会非常的方便。 乐高探究实验室所涉及课程包含有：机械基础，动力机械，机械工程，机器人等。 机器人教育的目的 学生借助乐高机器人的平台，在老师的知道下，开展丰富多彩的机器人活动， 通过活动提高学生对科技活动及知识的兴趣，培养学生动手能力、创新能力； 提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；充分体会“做中学，玩中 学”的无穷乐趣。建立机器人活动室，不仅满足课堂教学的需求，还能开展 第二课堂活动，建立科技兴趣小组，丰富学生的课外活动，还可以参加到全 国青少年机器人竞赛和全国电脑制作大赛中去。满足学生的同事也能给科技 老师不断发现新的问题提供自身的发展的机会，参加到全国的比赛及交流中 提高教师自身的素质。 （1）、通过创新实验室学习，对中小学生进行计算机编程、工程设计、动手制作与技术构建等知识的教学，培养他们动脑动手和独立思考、解决问题的技能，不断发展青少年的观察力、想象力和创新能力。 （2）、通过创新实验室活动，不断丰富完善学校创新科技教育内涵；同时也在创新这个更广阔的平台上，提升学校的教育品质和规模，形成良好的社会效益。 （3）、通过创新实验室活动，组建各类科技代表队，参加省级、国家级乃至国际中小学生机器人竞赛活动；同时还参与相关的国内外交流学习活动，开拓学生视野。 （4）、在开展创新实验室培训活动的同时，也面向在校科技教师进行相关业务培训，不断提高科技辅导教师的理论水平和实践能力。 （5）、在开展创新实验室培训活动的基础上，不断推出最新的教学内容、手段和器材，开发具有学校特色的校本课程。
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。
乐高机器人竞赛器材配置方案 一、概述 多年来，中国的教育界一直以加强学生素质教育为核心，探索和实践着教育改革的方向和途径。全国基础教育工作会议的召开，对全面推进素质教育提出了十分明确的要求，课程教材改革在推进素质教育、培养21世纪技能的重要作用已经成为全国上下的共识。 我们引入了以乐高教育为主的教育解决方案，它是长期以来与世界各国教育界密切合作，不断探究和开发出最先进的教育方案，并在25年的教学实践中获得成功应用，受到世界各国教育界的广泛接受和推崇。乐高教育在世界各地教育界的应用中已逐步形成了自身的符合这些教育理念的可持续发展的优秀平台。 我们提供的教育解决方案确保学生获得快乐和有效的学习。教师在教学过程中将“指导”和“建构”的理念相互结合，这将帮助教师在学生以团队为单位来共同解决问题的课堂上，扮演顾问型的指导者，而不是灌输者。 二、建立乐高机器人创新实验室的意义 随着素质教育的推进和新课程新教材的改革，在各个学科的教学中对学生动手操作、动手实验的要求越来越多，因此除了常见的物理实验室、化学实验室、生物实验室，各个学校还建立了很多新课程的实验室，例如科学（自然）实验室、信息技术实验室、劳技实验室、通用技术实验室、探究实验室。 这些新课程的实验室由于建设时间较短，并没有形成统一的标准，实验室的设备配置区别很大。乐高教育平台可以很好的在这些课程上使用，而且如果在这些实验室里都有乐高设备，那么教师在教学的时候，学生在学习的时候就会非常的方便。 乐高机器人创意实验室是基于乐高教育设备建立的综合性实验室，在这个实验室中可以开展多门学科的教学，学校可以根据需要将这个实验室变为科学实验室、信息技术实验室、探究实验室等等。
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。
《机器人》校本课程纲要 xx中学 《机器人》校本课程纲要 一、课程简介： 1.开发背景： 学校为学生开设了机器人这门课，就是培养学生解决问题和动手的能力。未来社会更需要有实践经验，有新的想法，创造力和新的思考方式。在解决问题的过程中，创新思维是培养解决问题能力的核心，它帮助学生发现多个可能的解决方案，寻找替代方案，挑战假设，并提出新的想法，帮助学生解决问题，使学生们会自觉地学习、获取新知识，从而培养学生了合作能力，提高沟通能力，充分表达思想能力。核心理念是“做中学，玩中学”。它传达的观念是让孩子充分体会学习的乐趣，让孩子成为整个学习的过程中是主导角色。 我校机器人教学主要采用乐高机器人EV3的可程序化积木为主，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。 2．开发教师—— xxx 3．课程名称——可编程机器人 4．授课对象——高一年级学生 5．课程类别——可编程机器人拼装技能与编程能力提升 6．课时安排——每周一节 二、课程目标 1．知识与技能： （1）熟练掌握各个部件之间的组合方法
（2）根据自己的想象，拼装出有创意的机器人或积木 （3）对可编程机器人进行简单的编程操作 2．过程与方法： （1）学会设计、拼装机器人、对机器人进行编程 （2）通过小组合作制作增强学生之间的团队合作意识和创意分享意识 3．情感态度与价值观： 可编程机器人除了能给学生带来这些相互促进的能力之外，还可以带来无穷的乐趣。为兴趣而生、在能力中提升兴趣，这些能力都不是刻意去要求的，都是潜移默化的，无形中就学会这样的能力，同时能认识各种机械的运动方式、学习作品中的数学和物理原理、了解机械装置在生活中的应用，在后期通过机械结构，传感应用，程序应用进行研究探索性学习，进入机器人编程阶段，可以培养学生的逻辑思维能力、团队合作能力。 三、课程内容 1.机器人发展历史及简单结构拼装 2.讲解教师本人利用废旧的材料搭建一个机器人模型 3.熟悉各个零件的名称和作用 4.认识乐高机器人积木及基本零件识别 5.组装简易机器人 5. 传动装置的功能和作用 6. 建筑的建构 7. 搭建一个简单的小车 8. 乐高机器人编程环境介绍 9. 了解各个传感器 10. 超声波传感器的应用 11. 触动传感器的应用 12. 为小车进行编程 13.小组合作进行创意触碰小车搭建 14.为搭建的触碰小车进行编程
乐高知多少 1、乐高教育至今有多少年的发展历史？（14分） 1.A、34年 2.B、36年 3.C、42年 4.D、48年 2、乐高教育机器人最初是由丹麦乐高公司和哪所大学的媒体实验室（Media Lab）进行一项【可编程积木（Programmable Brick）的合作案】？（14分） 1.A、哈佛大学 2.B、麻省理工学院 3.C、剑桥大学 4.D、斯坦福大学 3、乐高教育学习方案针对哪个年龄段的学员？（14分） 1.A、3-16岁 2.B、5-12岁 3.C、5-18岁
4.D、3-12岁 4、用6块2×4的乐高积木可以拼出大约多少种不同的组合？（14分） 1.A、1000 2.B、10000 3.C、一百万 4.D、九亿 5、乐高“头脑风暴”可编程机器人不包括哪一个？（14分） 1.A、RCX机器人 2.B、NXT机器人 3.C、EV3机器人 4.D、LXE机器人 6、由电脑控制的乐高机器人于那一年被学校引进？（15分） 1.A、1983年 2.B、1984年 3.C、1985年 4.D、1986年
7、乐高教育器材适用于我国那些学科的教学？（15分） 1.A、数学 2.B、物理 3.C、通用技术 4.D、综合实践 5.E、信息技术 6.F、以上都是 乐高结业测验 1、4C教学模式中的四个C分别是？（5分） 1.A、Connect Construct Comfortable Continue 2.B、Connect Control Contemplate Continue 3.C、Connect Construct Contemplate Continue 4.D、Connect Construct Calculate Continue 2、乐高教育倡导__________，把游戏与现实生活紧密联系起来，让学生在游戏过 程中主动建构知识。（5分） 1.A、做中学 2.B、玩中学
机器人挑战套装 SR9785/9786 机器人核心套装 含200多个组件，包括RCX、红外发射仪、马达、触动传感器、光 电传感器、灯、导线等技术组件。并附有彩色搭建手册，是是机器人核 心套装。同时可用于参加竞赛活动。可以安排20~30课时的教学，可以 配合其他套装，拓展教学内容。 SR9798 机器人豪华套装 含有RCX微型电脑和红外线发射仪，包括9796挑战套装的所有部件。另多1个光电传感器，共有近1300个的多颜色部件，可以参加正规和创意比赛。包括西觅亚机器人入门教材和挑战中文教材。 SR9793/9794 机器人挑战技术套装 含828个组件，在9790套装的基础，新增100多个组件，包括灯、 齿轮盒、小轮子，除9790所配搭建手册外，另增新的逐步搭建手册， 更方便初学者使用。推荐活动主题：灭火机器人，游泳机器人、采样机 器人与乒乓机器人，活动更新颖，更吸引人。活动手册提供更多主题活 动建议，近十项活动内容，可以安排20~30课时的教学，更可配合其他 套装，拓展教学内容。 配件SR9609 9649 各式各样的积木，包括各种普通积木和一些特殊积木。这些 积木对制作模型有很大的帮助，可以补充套件的积木不足。另外， 机器人部件如RCX微型电脑、红外发射器、传感器、马达、积 木等可以单独购买。 创意组合套装SR9781 可以让4个小组的学生同时建造4种不同的主要模型，“机器 虫”、“智能小汽车”、“小小游乐场”和“智能房屋”，1600个组件分 装2个绿色大盒，包括：3个马达、3个光线传感器、4个接触传 感器、1套模型组建手册。西觅亚机器人入门中文教材。
控制实验室 城市与交通套装 SR9723 城市与交通套装 是ROBOLAB机器人实验室系列中的一个套装，活动以城市与交 通为主题，在学生间展开城市建设与规划的设计与讨论，帮助他们通过 亲自参与虚拟城市建设，较深入地了解城市的交通控制系统、公共交通 工具、个人交通工具以及城市管理系统。了解城市整体结构，从小树立 全局观念，从而更加热爱我们生活的环境，树立保护环境、改造环境的 良好观念，用我们的行动，让我们生活的环境更美好。 建议4个学生为一个小组。套装共有389个组件，包括：1个9伏 减速马达，2个光电传感器，2个触动传感器，4盏灯以及各种传统积木。 提供4种主题模型搭建指导，每个主题包含多个传统模型与项目设想。 根据搭建指南列出的搭建步骤，一步步实现设想，其中有3-4个引伸出 的项目设想。而且，依据同一原理，可以实现不同的设想。 推荐活动主题 主题一、简单的交通控制杆：模拟铁道岔口控制系统 主题二、交通监测：智能停车场 主题三、智能汽车：可以识别路径，如沿黑线走的小车 主题四、城市规划：如果你是城市规划总设计师，你如何规划城市交通系统？ ROBOLAB娱乐公园套装 SR9725 娱乐公园套装 是ROBOLAB机器人实验室系列中的一个主题套装，活动围绕我们 熟悉的娱乐场设置展开，直到学生通过观察、搭建碰碰车、旋转木马等 同学们喜欢的娱乐设施，在充满趣味性、挑战性的活动中，学习编程与 使用传感器等技术组建，了解控制系统的工作原理。建议4个学生为一 个小组。该套装共有293个组件，包括：2个9V减速马达，1个光电传 感器，2个触动传感器，1个齿轮盒，4种不同的模型搭建手册，1个组 件分类盘。 推荐活动主题 旅游车：模型是用两个马达。编写程序，控制马达以不同的速度转动，能够判断行走路线。 鬼屋骑士：使用触动触传感器，使模型经过骑士面前时，打开灯或启动马达。 碰碰车：模型使用两个马达和触动传感器。学生需要为模型编写程序，来控制两个马达前进、后退或左右移动，直接模型遇到障碍物时做出相应的反应。 旋转木马：模型使用两个马达、一个光电传感器、一个触送传感器。其中一个马达负责完成木马升、降动作，两一个负责木马的转动。用ROBOLAB软件编写程序，控制木马运动。
机器人课程介绍
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——让机
乐高机器人实验室建设方 案
目录 一、概述 (1) 二、建设目标 (1) 三、配置清单 (3)
一、概述 1、“乐高机器人实验室”的建设旨在为学生提供学习、实践、探究、创新的场所，学生的探究能力、创新意识的培养需要一定的环境支撑才能更好的开展。实验室使用先进技术设备结合乐高多样化教具，为学生打造一个有条件、有氛围、有吸引力的学习场所。“乐高机器人实验室”将建设成为以培养创新思维、团队合作及学生动手能力为目标的多功能、数字化、信息化、家庭化的综合创新实践场所。 2、“乐高机器人实验室”旨在改变教学方式、促进学生有效学习、优化教学过程，全面提高学生综合素质，是探索发现、转变人才培养方式和培养创新人才的必要途径和有效措施。使学生的学习走向实验中学、做中学、探究中学，培养一定的创新意识。信息爆炸的时代，知识的更新速度无法想像，老师不应该再是传递知识的工匠，更应该是学生探索未知世界的指引者，该实验室中的资源、设施恰巧为教师、学生开展教学活动提供更丰富的方式。 3、提升教师的专业水平。要培养学生的创新意识，首先教师必须具有一定的创新能力，因此该实验室不仅服务于学生，对教师的创新能力提升同样具有意义。它为提升教师的综合教学能力及素养创设良好的空间环境，探索培养创新人才的新路。 4、为课程建设增添活力。可以根据该实验室设计专门的特色课程，也可以利用该实验室让现有课程内容更丰富，教学形式更多样。创新能力的培养也不是一蹴而就的，因此，培养创新意识，为真正创新打好基础才是本实验室的建设目的。 二、建设目标 秉承着促进学生德智体美劳全面发展的教学理念，我国全面贯彻党的素质教育的教学方针。素质教育是以培养学生创新精神和实践能力为重点的教育。并且，在“大众创业，万众创新”的时代召唤下，探索、实践、创新也将成为新时代每位学生应该锻炼和具备的能力素养。学校作为学生接受文化教育和成长发展的重要平台，若能为学生提供一个自主合作地探索求知和师生、生生相互交流的实验室，将会具有重要的价值和意义： 锻炼学生的动手创造能力 打破传统应试教育的“死记硬背”“纸上谈兵”的弊端，提倡学生亲自动一动，做一做，注重动手的学习体验，在此过程中，发挥自己的想象力，培养再造及创造的能力。
盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 第二章乐高CAD 软件 在制作乐高机器人的过程中，除了ROBOLAB、NQC、VB等编程软件是必须要使用以外，还有一种软件也是经常要使用的，这就是乐高CAD软件。乐高CAD软件并不是某一个单独软件，它是很多相关软件的统称，本章将对这些软件做一个较为全面的介绍，并对其中比较重要的几种软件进行使用说明。 本章主要内容包括：乐高CAD软件概述、乐高CAD软件入门、MLCAD软件入门、MLCAD 软件应用范例、LPub软件入门及应用范例。 第一节乐高CAD软件概述 一、乐高CAD软件的基本概念 在开始使用乐高CAD软件之前，有必要先澄清乐高CAD软件中的CAD的概念。CAD是计算机辅助设计（Computer Aided Design System）的简称，它产生于20世纪80年代，是随着计算机技术在机械工程专业上的应用迅速发展起来的一门学科，是指以计算机为辅助手段来完成整个产品的设计过程。 而我们的乐高CAD软件的概念与上文的CAD是有一定的区别，乐高CAD软件不是以设计为主要目的。由于乐高教育产品容易安装、拆卸特点（在前面的章节中，我们已经介绍了），乐高机器人的设计过程往往是直接建立实物制作的基础上的（最多就是画几张草图），所有的设计都是通过在制作模型过程中的不断改进来实现的。 乐高CAD软件确切的说是一种仿真搭建软件。它将各种各样的乐高零件，从积木块到齿轮，从马达到RCX微电脑，都以仿真模块的形式储存在软件的数据库中，然后在计算机屏幕上用这些仿真零件搭建成各种各样的模型。 二、乐高CAD软件的功能 乐高CAD软件不但在概念上传统的CAD不同，就是在功能上与其也有很大的区别。传统的CAD软件非常强大，可以实现以下功能：建立几何模型、工程分析、动态模拟、自动绘图。乐高CAD软件大都比较小，目前只能实现以下两种功能： 1.仿真搭建 这是乐高CAD软件的最基本的功能，强大的仿真功能使用户可以通过便捷鼠标和键盘的操作，在计算机屏幕上在生成各种各样的模型。从积木之间的上下契合，到齿轮的啮合，以
乐高机器人实验室建设方 案 目录 一、概述 1、“乐高机器人实验室”的建设旨在为学生提供学习、实践、探究、创新的场所，学生的探究能力、创新意识的培养需要一定的环境支撑才能更好的开展。实验室使用先进技术设备结合乐高多样化教具，为学生打造一个有条件、有氛围、有吸引力的学习场所。“乐高机器人实验室”将建设成为以培养创新思维、团队合作及学生动手能力为目标的多功能、数字化、信息化、家庭化的综合创新实践场所。 2、“乐高机器人实验室”旨在改变教学方式、促进学生有效学习、优化教学过程，全面提高学生综合素质，是探索发现、转变人才培养方式和培养创新人才的必要途径和有效措施。使学生的学习走向实验中学、做中学、探究中学，培养一定的创新意识。信息爆炸的时代，知识的更新速度无法想像，老师不应该再是传递知识的工匠，更应该是学生探索未知世界的指引者，该实验室中的资源、设施恰巧为教师、学生开展教学活动提供更丰富的方式。 3、提升教师的专业水平。要培养学生的创新意识，首先教师必须具有一定的创新能力，因此该实验室不仅服务于学生，对教师的创新能力提升同样具有意义。它为提升教师的综合教学能力及素养创设良好的空间环境，探索培养创新人才的新路。 4、为课程建设增添活力。可以根据该实验室设计专门的特色课程，也可以利用该实验室让现有课程内容更丰富，教学形式更多样。创新能力的培养也不是一蹴而就的，因此，培养创新意识，为真正创新打好基础才是本实验室的建设目的。 二、建设目标
秉承着促进学生德智体美劳全面发展的教学理念，我国全面贯彻党的素质教育的教学方针。素质教育是以培养学生创新精神和实践能力为重点的教育。并且，在“大众创业，万众创新”的时代召唤下，探索、实践、创新也将成为新时代每位学生应该锻炼和具备的能力素养。学校作为学生接受文化教育和成长发展的重要平台，若能为学生提供一个自主合作地探索求知和师生、生生相互交流的实验室，将会具有重要的价值和意义： 锻炼学生的动手创造能力 打破传统应试教育的“死记硬背”“纸上谈兵”的弊端，提倡学生亲自动一动，做一做，注重动手的学习体验，在此过程中，发挥自己的想象力，培养再造及创造的能力。 利于各领域学科的融合，并培养学生知识的嫁接能力 一件作品的完成，需要学生各领域学科，多方面知识的融会贯通。在制作的过程，学生又会不断地完善某一学科已有的知识结构框架，对各学科的知识框架进行交叉式嫁接联系，找到共通点，形成一个知识系统。 于潜移默化中唤醒学生的创新精神 在一次次的实践中，学生的知识视野不断开阔，他们对知识的渴望和热情不断地膨胀，创新精神于潜移默化中被唤醒。 序号 名称 配置要求 单位 数量 单价（元） 金额 （元）
乐高机器人测验
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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
学龄课程体系 学龄课程课程介绍年龄 动力机械I Power Machine I 本系列活动是孩子们参与学龄活动的起点孩子们亲自动手制作与 日常生活密切相关的模型，在老师引导下初步建立对轮子与轮轴、 杠杆、滑轮和齿轮四个基本机械原理的认识并简单的理解，知道 它们在日常生活生产中的简单运用。为他们进入《动力机械Ⅱ》 研究部分打下坚实的基础。 适宜 1~2年 级学 生学 习 结构与力Structure & Force 本系列活动中具体研究一些生活中的桥梁、塔等常见结构，孩子 们先通过设计，然后动手搭建一些结构模型，反复改进来加深对 形状和功能、强度与稳定性、力与负载、材料与连接等结构基本 概念的理解。活动中还激发孩子的探究精神以及独立解决问题的 能力，让孩子们站在生活的角度用器材来解决一些问题。 适宜 1~2年 级学 生学 习 能源世界I e-LAB I 本系列活动是能源世界的第一门课程，孩子们将探索什么是动力， 什么是能量的转换。如一辆小车，如何可以让小车动起来？风能、 马达的电池能量、橡皮筋的弹性势能等。活动中孩子们将运用掌 握的动力与能量知识来解决问题，培养孩子思考和解决问题的能 力。 适宜 3~4年 级学 生学 习 太极机器人本系列活动适合8岁以上并且已经完成《动力机械Ⅰ》与《能源 世界Ⅰ》相关全部课程的学生。本课程以中国传统武术——太极 为背景，从学习机器人自带内置编程至MINDSTORMNXT软件编程， 培养学生的编程意识，同时锻炼学生逻辑思维能力以及分析解决 问题的能力。 适宜 3~4年 级学 生学 习 动力机械II Power Machine II 本系列活动是孩子们先通过设计，然后动手搭建，通过问题来反 思改进，并加深对事物的理解，从而学习一些机械原理和物理知 识，体会数学的运用。《动力机械II》活动中还让孩子们用马达 作为动力，将原来手动的模型改进成动力的模型，让它按一定的 速度和节奏运行，从而体验速度、节奏等概念，为他们进入机器 人课程，做好准备。 适宜 3~4年 级学 生学 习 能源基础II e-LAB II 本系列活动是能源世界教学系列的第二部分活动，通过研究我们 生活生产中常见的五种能源形式（机械能、电能、风能、水能、 太阳能），孩子们将理解什么是能源，如何有效地利用这些能源。 在活动中，孩子们将观察到不同能量形式。 适宜4 年级 以上 学生
【最新整理，下载后即可编辑】 《机器人》校本课程纲要 xx中学
《机器人》校本课程纲要 一、课程简介： 1.开发背景： 学校为学生开设了机器人这门课，就是培养学生解决问题和动手的能力。未来社会更需要有实践经验，有新的想法，创造力和新的思考方式。在解决问题的过程中，创新思维是培养解决问题能力的核心，它帮助学生发现多个可能的解决方案，寻找替代方案，挑战假设，并提出新的想法，帮助学生解决问题，使学生们会自觉地学习、获取新知识，从而培养学生了合作能力，提高沟通能力，充分表达思想能力。核心理念是“做中学，玩中学”。它传达的观念是让孩子充分体会学习的乐趣，让孩子成为整个学习的过程中是主导角色。 我校机器人教学主要采用乐高机器人EV3的可程序化积木为主，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。 2．开发教师—— xxx 3．课程名称——可编程机器人 4．授课对象——高一年级学生 5．课程类别——可编程机器人拼装技能与编程能力提升 6．课时安排——每周一节 二、课程目标 1．知识与技能： （1）熟练掌握各个部件之间的组合方法 （2）根据自己的想象，拼装出有创意的机器人或积木 （3）对可编程机器人进行简单的编程操作
2．过程与方法： （1）学会设计、拼装机器人、对机器人进行编程 （2）通过小组合作制作增强学生之间的团队合作意识和创意分享意识 3．情感态度与价值观： 可编程机器人除了能给学生带来这些相互促进的能力之外，还可以带来无穷的乐趣。为兴趣而生、在能力中提升兴趣，这些能力都不是刻意去要求的，都是潜移默化的，无形中就学会这样的能力，同时能认识各种机械的运动方式、学习作品中的数学和物理原理、了解机械装置在生活中的应用，在后期通过机械结构，传感应用，程序应用进行研究探索性学习，进入机器人编程阶段，可以培养学生的逻辑思维能力、团队合作能力。 三、课程内容 1.机器人发展历史及简单结构拼装 2.讲解教师本人利用废旧的材料搭建一个机器人模型 3.熟悉各个零件的名称和作用 4.认识乐高机器人积木及基本零件识别 5.组装简易机器人 5. 传动装置的功能和作用 6. 建筑的建构 7. 搭建一个简单的小车 8. 乐高机器人编程环境介绍 9. 了解各个传感器 10. 超声波传感器的应用 11. 触动传感器的应用 12. 为小车进行编程 13.小组合作进行创意触碰小车搭建 14.为搭建的触碰小车进行编程 15.利用超声波搭建一个壁障小车
近年来，乐高机器人教育市场很火，很多家长心中有所疑问，乐高机器人教育不就是玩乐高积木吗？其实这样的想法是存在错误的。其两者之间还是有所差异性的。 乐高机器人教育与乐高玩具的区别一：器材不同 乐高积木玩具大多是在商场里看到的得宝系列、城市系列、星球大战系列、等等的拼插玩具，可以根据搭建步骤图进行搭建。而乐高教育是使用专门的乐高教具，其具有独特的乐高配件，比如齿轮、蜗轮、杠杆、黄粱等，更突出教育性。 乐高机器人教育与乐高玩具的区别二：侧重点不同 乐高玩具代表的是快乐，是无限的想象，是创意的未来。在搭建中感受到搭建的快乐和完成后的成就感。能够建立孩子的自信且锻炼孩子动手能力。而乐高机器人教育是有着系统化的课程体系，为3到16岁儿童打开了发现和探索世界的大门。乐高课程是乐高教育研发部门和麻省理工以及剑桥等学校的科学家及教育心理学家合作开发的，根据不同年龄（3-16岁）特点设计，涉及学科内容包括科学、技术、数学、设计、社会学等，既适用于
课堂教学，也可以作为课外活动和技能培训内容。让儿童深入体验机械的奥妙，并尝试设计、改变。同时，观察机械结构上的特征与特性及各项机械原理，并且能够描述分析组装过程中的机械原理，认识各种机械的运动方式、学习作品中的数学和物理原理、了解机械装置在生活中的应用、注重机械结构上的观察与描述说明。在后期通过机械结构，传感器应用，程序应用进行研究探索性学习，进入机器人编程阶段。培养孩子们的逻辑思维能力、团队合作能力等。 乐高机器人教育与乐高玩具的区别三：学习环境不同 乐高教育不像孩子可在家独立拼搭，而是一个团队一起。和小朋友们一起玩乐高，孩子之间会有学习和互动的过程，可以培养孩子们团队合作、沟通交流的能力、向他人学习优点的好习惯，也会让孩子们学会接受自己的失败，加强抗挫折的能力。 以上就是关于两者之间的差异介绍，仅供广大人士进行参考~投资有风险，加盟需谨慎
- 29 - LEGO 智能除冰机器人的设计 甘辰予1，陈劲生2 (1.南宁市第二中学，广西 南宁 530022; 2.广西和信通讯技术有限公司，广西 南宁 530022) 【摘 要】介绍采用LEGO(乐高)组件搭建的除冰机器人其整体结构、动作原理以及发明创新点。并从系统控制方案及硬件组成、软件结构特点等方面对除冰机器人控制系统的设计进行了讨论。通过实验使用表明其可靠性高，性能良好，作业安全。 【关键词】除冰机器人；输电线路；除冰；越障 【中图分类号】TP242.6 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2009)10-0029-03 （一）引言 输电线路冬季因受冰雪危害引起的供电中断事故通常都是较严重的，其修复工作难度大，周期长，停电影响面积广，因此一直是全世界范围内需要解决的难点问题。2008年初，我国南方大面积连续特大降雪，冰雪压跨了输电线路塔架， 压断了输电线路，受灾人口高达1 亿之多，直接经济损失超过1100 亿元。目前输高压导线路除冰措施主要依靠人工用拉杆、竹棒等沿线敲打，使覆冰脱落。这次南方遭受冰灾地区的电网除冰主要采用的就是人工除冰的方法，不仅效率低下，而且对电力工人的生命安全造成了极大的威胁。因此，研究新型的除冰方法替代人工除冰就变成十分迫切。利用除冰机器人实现输电线路在线除冰是目前输电线路除冰技术的发展趋势，具有功耗小、成本低、效率高、保障人身安全、无需 停电和转移负载等优点。研制安全有效的除冰机械以代替人 工进行导线除冰具有较好的应用前景和实用意义。 （二）除冰机器人构型方案的确定 1.系统的工作要求 （1）除冰机器人设计必须考虑下列因素。1）具有适合于柔性线路上平直段、爬坡和下坡段的轮式行走或步进式行走装置以及爬坡、制动能力。2）具有摆动、旋转、俯仰调整功能的越障装置。3）具有故障状态的安全报警能力。4）由于除冰机器人悬挂在架空的输电线路上，越障时应保证除冰机器人姿态平稳，并保持与其它导线和线塔金属部件的安全间距等。因此，各类附属装置的空间尺寸受到一定的限制。5）除冰机器人不但能在架空的输电线路上自主移动，还能通过搅拌机式的装置快速压碎冰块。6）提供足够的空间安装所携带的电源以及探测、记录和分析处理仪器。 （2）除冰机器人设计的关键。1）如何精确定位卡住输电线路上的电缆；2）如何驱动；3）如何除去覆冰；4）终点如何制动。 其中最难的是如何除冰，选定除冰方案是以机器人在电缆线上行走中，利用除冰装置上的螺纹旋柱向内的压力和旋柱上粗糙的螺纹压碎线路上的覆冰，其效果最为有效。而针对终点制动这个难题，利用超声波测距装置进行除冰机器人制动，使其真正成为具有智能的除冰机器人。 2.系统的组成部分 除冰机器人是基于传感器技术、控制技术、机器人技术于一体的集成系统。本除冰机器人采用乐高(LEGO)组件搭建， 机器人总体结构大致可以分为主控模块、执行模块(越障系 统、摄像系统、测距系统、除冰系统)和电源模块(太阳能蓄电池、太阳能充电器)等叁个模块。 各模块功能如下表： 超声波和触碰传感器 感应层(采集发送环境信息) NXT 主控中心处理器 决策层(路径识别、实时控制) 电源供给和电机驱动 驱动层(决策的执行、系统维持) 在本系统中，除冰机器人底盘采用两轮结构，在前轮的上方，安装四个螺纹旋柱作为除冰装置。后轮为驱动轮，采用两轮差动转向的方式实现转向。每一个主动轮采用一个步进电机独立驱动。机器人系统外观图如图1。 图1 系统外观图 （三）系统的硬件设计 整个硬件系统由控制中心、越障系统、摄像系统、测距系统、除冰系统和电源系统组成。硬件构成如图2所示。 装置 装置 数据 图2 系统的硬件构成图 1.控制中心设计 控制中心是机器人的运算核心和控制核心，乐高公司到现在为止总共推出过两款机器人：第一代RCX 和第二代NXT。NXT 与RCX 相比最大的特点就是控制中心的中央处理器从8位升级到32位，处理能力得到了大幅度的提高。这给了NXT 【收稿日期】2009-07-15 【作者简介】甘辰予，男，南宁市第二中学高中部教师，研究方向为LEGO 机器人功能设计和实验、应用；陈劲生，男，广西和信通讯技术有限公司经济师，研究方向通信线路维护及通信技术管理。