乐高机器人直线行走Newly compiled on November 23, 2020
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
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。
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）。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，表列出了机器人的不同运动状态。
图简单差动装置
表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。
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。
使用传感器让机器人直线运动
让机器人直线运动的一种更有效果的方法是在系统中加入反馈装置。从而，根据外界的变化，使用传感器来控制和调整每一个马达的速度，这也是现实生活中大多数差动装置所具有的的结构。可以为每一个驱动轮附加计转器（测量轮子旋转次数）装置，以便在软件中控制马达功补偿两轮间的转速差。乐高角度传感器在此应用中可以作为首选。在每一个轮子上安装一个角度传感器并测量计数的差别，然后停止或降低较快的轮子以保持两个传感器的计数相同。同时还可以使用在第四章中介绍的方法。使用同样的传感器来探测障碍物，如果马达启动但轮子不转，可推断机器人被某物卡住了。另外你也可使用角度传感器实现精确角度定位。最后，角度传感器提供了最基本功能：使用odometry技术让机器人计算出自己的位置，对此我们在13章中作详细介绍。
使用齿轮让机器人直线运动
如果你只有一个角度传感器，可以使用驱动轮之间的速度差取代轮子的实际转速，回忆第四章中差速齿轮，你能使用它加或减。如果差动齿轮与驱动齿轮连在一起，它会把传动方式传递给另一个齿轮。当轮子以同速转动时差动齿轮将停止转动。
假如两轮的速度有任何的差别，差动齿轮的转动和它的方向将告知你哪一个轮子转速快。如图所示的结构，即使你没有角度传感器，也建议你搭建这种结构，因为此结构具有指导作用。我们省略了马达和其
他加固梁以保持图片尽可能清楚，搭建时要加二个马达。右边传动链的作用是变换与差速齿轮配合轴的转向，同时保持原始的传动比不变。连接在差速齿轮上的角度传感器用于检测差动齿轮是否转动。
图使用单个角度传感器观察左右轮速度的差别
一个更基本方法是你在需要走直线时，同时锁住两个轮子，此系统非常有效的使你的机器人走直线。它需要第三只马达来控制制动系统，同时也需要附加传动系统简化制动结构。图展示了具有特殊部件制动机构的示例：暗灰色带离合器16齿齿轮，传动驱动环和传动转变钩，这种特殊的齿轮，用圆形洞取代了普通的十字型洞，使得它能够在轴上自由转动，驱动环将被安装在轴上。当你把驱动环与齿轮套在一起时（使用转变钩）齿轮与轴连在一起了。
图可制动差动装置
你也可使用图展示的结构，用马达取代角度传感器，回顾第四章马达能当作制动器使用：在马达关闭状态，会阻止运动，在float状态马达仍无动力，但可以自由转动。因此不要给马达提供动力，把它当作制动器来制动差速齿。在关闭状态下制动马达，差速齿很难转动，从而使你的机器人沿直线前进，另一方面float状态使用马达，差速齿转动，机器人能够转弯，表介绍了一些可行的组合。当左右马达以不同的方向运行时，差动齿轮锁马达必须处于float状态
图带16齿齿轮离合器，传动操纵环，传动转变钩
表电动差动齿轮锁机器人如何控制差动装置
考虑到马达在浮动状态下时也存在着重大的机械阻力，所以机器人将不能快速转弯，驱动马达在转弯时将负荷更大的重力。
使用小角轮走直线
小角轮是差动装置平滑移动和转弯的又一个关键因素，通常我们会忽略这一点，LEGO Constructopedia 提出图所示的小角轮结构，但是小角轮设计上还存在着欠缺，它在一根轴上使用了两个轮子，在第二章中你已经知道此结构的轮子不能独立转动。按照图表搭建此结构，试着让它转一个急弯，它的效果不是很好，为什么事实上，除非你使其中的一个轮子打滑，否则它就不能转动。
图小角轮结构
图中的小角轮的结构有了一定的改进，左边的结构使用了单轮彻底避免了问题的出现。右边的结构更可靠，它使用了两个自由轮允许小轮在原地转弯避免了磨擦与打滑的问题，两种结构的区别在轮轴、在左边结构中，轴与轮子同时旋转，而在右边的结构中，轮在轴上转动。
图避免打滑的角轮
选择使用一个或更多角轮要根据机器人的功能，独角轮适用于多种场合，而双角轮安放在机器人的前方或后面是保持稳定性的好方法。
在一些场合，当在平滑的表面上控制重量轻，结构简单的机器人可以用圆形垫块或其它与接触面磨擦力很小的部件替代独角轮（图）。
图圆形垫块
搭建双差动装置
双差动装置是对简单差动机构的一个改进结构，主要从机械结构上解决走直线的问题,并使用了两个马达(参考图。它的传动链有些复杂，依靠差动齿轮-使用两个更精确(参考第九章相关补充部件)。
图双差动装置
双差动装置是差动齿轮的另外一种用法，通常轮子是连接在从差动齿轮延伸出来的轴上，然而在此结构中，轮子通过齿轮连接在差动齿轮的外齿。在第四章中我们阐述了差动齿轮能够在机械上对两个独立的运动作加或减法运算，为了实现这个方法，用差动齿上延伸的轴作为输入，且差动齿轮本身将根据差动齿轮内部的代数和来运动（两个运动方向的代数叠加）。
在此结构中，两个马达为两个差动齿轮提供动力，特点其中一个马达同向带动差动齿轮的输入轴。另一个马达以相反的方向驱动第三根输入轴，要控制双差动装置，只需使用其中一个马达，让另一个马达关闭。
在图中所示的结构与图中的结构相同，只不过没有马达，当1号马达带动40齿齿轮A转动时，2号马达使齿轮B保持静止，运动沿着虚线传递(由图示)。两个差动装置同时转动，机器人沿直线向前，另一方面，1号马达停止，则齿轮停止，当2号电机转动，带动B将动力沿着实线传递。差动装置同速不同向旋转，结果是机器人在原地转动。
图双差动装置剖面图
通常不同时使用两个马达，一个马达用于走直线，另一个马达用于转弯，如果根据马达的方向同时驱动两个马达也没关系，因为两个差动齿其中一个会抵消两个相反的输入，保持静止，而另外一个差动齿对两个输入进行相加，从而使得速度提高一倍，此时，机器人绕着静止轮转动。
双差动装置一个非常好的特性是使用一个角度传感器就可以精确的检测机器人的运动类型。将传感器连接到其中一个轮上，当机器人直线运动时，使用传感器来测量运动的距离，当机器人转弯时，用传感器测量方向的改变量。
当然我们仍要牢记在机械结构有得必有失，换句话说，这种具有独创性的结构有它的缺点。首先是它非常复杂，我们展示了结构的平面图可以更容易理解它们的配合，然而你自己也可使用多种传动机构构建简易的机器人(可能仍需一些齿轮或者是更少的)，这种复杂的传动装置导致产生了负面影响：磨擦力。
搭建滑动转向装置
滑动转向装置是差动装置的一种变化形式，通常用于履带式车辆，但有时也用于四个或六个轮子的形式。对于履带的车辆，唯一的驱动设计就是滑动转向装置。在现实生活中，挖土机和一些除草机是使用这种装置的最好例子。
图展示了一个简单的滑动转向装置，每一个履带都由单独马达提供能量，由一个8齿轮与一个24齿轮啮合，并连接在履带轮上，履带前轮不需驱动。
带轮滑动转向装置需要一个有效的装置，将动力传到所有的轮子上，否则机器人不能顺利转弯或者不能转弯。图中的模型每侧使用五个24齿轮啮合，它们像履带那样从每个马达那里获得动力，每一个轮轴用于安装齿轮，这些齿轮都被用于传递运动的惰性齿轮分隔，如果有足够的24齿齿轮，你可以组合成此结构，图片中的圆形轮胎由补充套装提供。
图带轮滑动掌舵装置
履带机器人搭建简单且动作有趣，因此，许多乐高爱好者都采用此结构。与差动装置比较而言，当两条履带以同向运行时机器人向前行进，方向或速度上有差别就会使机器人转弯，原地转弯也有可能实现。滑动转向装置也具有差动装置驱动机器人走直线所具有的缺点。
最后总结滑动转向装置的特点：
■在粗糙的地面上履带与轮子相比，履带更易控制然而它不太租用光滑的表面
■履带结构产生了更大的摩擦力耗费了马达提供的部分动力。
■在利用机器人运动进行定位时，这种结构的机器人是不适合定位的，因为它们不能避免本身具有的缺陷：产生滑动。
搭建转向装置
转向装置是用于各种车型的标准结构，由两个前转向轮和两个固定后轮构成，它也适用在机器人身上使用。你可以驱动后轮或者前轮或者是四只轮子，利用乐高来实现这个方法非常简单，这也是为什么要介绍它的原因。尽管它比差动装置的通用性要差，并且不能在原地转弯或急转弯，但此结构也有很多优点：易实现沿直线行走，且在粗糙路面上行走具有较高稳定性。
当使用机器人基本套装搭建转向装置时，只有一个马达驱动轮子，因为你需要其它的装置转动前轮，因此你的转动装置需要有差动机构一半的动力，才能使你的机器人良好的沿直线行走。
图、展示了二个简单的转向机构，除动作细节外，这两个模型具有相同的结构特性。例如：后轮都是通过一只差动齿轮与驱动马达相连，在第二章中我们阐述过如果想让机器人转弯，就必须使用差动。辅助马达掌握前轮控制机器人的行进方向。注意我们使用了一只带子来驱动转向机构，主要是利用它的极限扭转来避免能力过程中损伤机械结构或马达。你最好添加一只传感器侦测转向轮的位置，更好的控制机器人的方向。当转向装置转动时至少也要一只触动传感器。在转完后你可使用定时方式或传感器使机器人再变为先前的行进方向(14章中有关于此技术的例子)。
图转向装置
图另一种转向装置
图与中两种模型都使用了齿轮齿条转向机构，一个8齿齿轮（小齿轮）与一个带齿的特殊板（齿条）相啮合，它们不同之处是后一种我们使用了一种特殊部件：三块1x10板，两个转向臂和两块光滑平板。将这些组件设计成一个组合部件，创造出一种使用更简易的使用在许多乐高工艺车、卡车模型上的转向装置。模型只使用了机器人套装的基本部件，必须要使用2x8的板替换1*10板，用自制的去替换转向臂。此结构整个前面部分都是由梁搭建起来的，用于支撑轮子和转向机构，但通常还需要一个光滑的表面用于齿条滑动。
当你建好这个装置后，把轮子移到枢轴后面变成一个自定心转向机构（在很多情况下的一种明显的特性）。在图中的a图，轮子装在枢轴下面，这样不会影响它的转向。如果轮子装在转向柱的后面，轮子摩擦引起车的动态向前运动从而推动轮子向后运动，产生自定心的动作。观察购物车的结构你就知轮子为什么装在中轴上，把轮子越往枢轴后面移动，如图B、C，就越容易产生自定心。不要把轮子装在枢轴的前面，如图d，会引起转向机构不稳定。事实上，轮子会向后走使你的车子自然转弯。
图移动中轴线上的轮子
我们鼓励你去尝试这些方案，自己搭建一个简单的底盘去探索图中各种结构的特性。
转向装置十分适用于粗糙的表面，因为它有四个轮胎非常平稳，你可以使用其它的方法改善此结构。另外重要一点是此结构没有一个驱动轮会长期离地，否则差动机构将会把所有动力传递到阻力最小的轮子上，结果导致轮子打转，使你的机器人变得不能运动。
使用皮带与皮带轮把普通附加轴与轮轴连接在一起组成一个无滑差动机构能够大大减少上述的问题。皮带能够保持驱动轴以同速转动，然后在转弯过程中它们会在皮带轮上发生打滑现象以便调整轮子的速度。将一只轮子脱离地面皮带也会将大部分能量传递到其它轮子上。
图无滑差动机构
搭建一个三轮装置
三轮装置由一个用于驱动和转弯的前轮及两个保持稳定的独立后轮组成（图）。三轮驱动装置的独特之处在：前轮既作为驱动又作为转向装置，使机器人的活动更灵活。
图三轮装置
你也许认为把后轮作为驱动轮也会得到与前轮作为驱动轮相同的结果，但是只有在一定转角内才一样。事实上，转向装置在转急弯时，你最终会发现一个情况：后轮不能再把动力转换成运动。这个装置的最大转角是当外轮可以沿着内轮画一个圆，另一方面，前驱动轮可以控制任何转角，甚至是前轮与后轮的运动方向成垂直角度时。
理论上，驱动轮可以转360度可以转向任何方向，这意味着你可以搭建一个转位自由的机构（娱乐公园套装中有这种结构的例子）。我们图中的例子，能够转360度，但是由于马达与RCX的连接线使此机构只能转一个360度。
在平常使用中，转180度就能够活动自如。因为在180度到360等的范围等同与0度到180度向反向运动，换句话说：210度马达向前运动等同于30度(210度-180度=30度)马达向后转。你可用传感器侦测转向轮的方位。
搭建同步驱动装置
同步驱动装置使用三个或更多的轮子，他们都作为转向与驱动装置。它们同时转动并保持一致，因此机器人改变运动方向但不改变它的方位。
使用乐高部件组建搭建同步驱动装置非常具有挑战性，在几年以前有人尝试但没有人能够成功完成。现在，障碍被攻破了，如果你上网你能发现许多用乐高搭建的很不错的同步驱动装置。
制作360度同步驱动装置并且避免任何转动的极限，关键是沿着每一个轮子的枢轴传递运动。最简单的方法需要一个叫转盘的特殊部件，应用于乐高模型中的旋转平台，支持起重机或挖土机(图
图乐高转盘
你可以把轮子固定在转盘的一边，并且使用转盘中心的一根轴来驱动。在图展示出一个实例，注意转盘被颠倒，因为轮子必须与转盘连接在一起由外齿带动一起转动，因此机器人将完全或向下突出设计。
我们想让我们的同步驱动装置不通过移动而原地改变方向，为了实现这个方法，图、两装置相似，但不可互换，图中的转盘的底部能顺利转动但图不可以。这是因为图中的轮没有与忠心轴连接所以当它转向时，它只能移动一些距离。图中的传动装置使得轮子以适当的方向转动而中的传动装置使轮子反对转
动，我们描述的是一个精细的差异。我们再次邀请你亲自动手搭建这两个结构并看一看它们怎样工作
的。
图可行的轮胎同步驱动装置
图错误的轮胎同步驱动装置
建造一个完整的同步驱动装置你至少需要三个上述的转盘然后把它们连接在一起用一个马达同时驱动所
有的轴然而其余的马达可以同时旋转所有的轴。
图你看到是四轮同步驱动装置的仰视图。注意我们用8齿的齿轮把转盘连接起来，实现同时转动。驱动
任何一只8齿轮都会使机器人改变方向。
图一个完整的同步驱动装置（仰视图）
图是完整同步驱动装置的俯视图。40齿大齿轮通过四对斜齿轮驱动轮子，其他40-齿轮负责转弯，对一
个完整的同步驱动装置，你必须加二个马达驱动A和B，可以使用8齿获得一个比较高的传动比。
任何人都会对同步驱动装置的动作会感到惊讶，你也不例外，假如你想用它在房间寻找障碍物，也不是
很难，只需加一个缓冲装置。同步驱动装置中“前”和“后”的概念被淡化了，他能使用任何一面作为
前面，因此你必须在所有面都加上缓冲器。在第四章你已了解到，如果机器人有四面，没必要在在四面
使用四个端口连接四个传感器(RCX只有三个输入)，你可以在相同的端口连出四个触动传感器，使用并接的方式，任何一个传感器被按下，就会反馈给RCX一个“on“状态。或者只用一个单独的全方位的传感
器（如图所示）；触动传感器被正常关闭，然而任何时间打开后上面的轴将脱离初始值(通过橡皮带保持)用管或轴把佻的机器人包起来把此环连接到全方位传感器上就可以了。
图完全同步驱动器(俯视图)
图全方位触动传感器
其他结构
我们的介绍并没有完全包括所有活动结构，有其它更多的好的独特的类型：
多自由角度车型简称(MDOF) MDOF车有三个或更多轮子或一组轮子，独立的转弯与驱动装置，想象同步驱动装置独轮在什么部位可以改变机器人速度和方向，此机器人像差动装置装置装置或同步装置是通过软
件控制它的结构。虽然它们在搭建与控制上有很大的区别，但在使用上，对学习有利，且具有多用性，
事实上他们运动并不相同
结合装置与掌舵装置十分类似。它控制车的整体，前轮保持与底盘前部平行后面与前部相同因此两部分通过一个结合点连接在一起，此结构用于挖土机和其它结构的设备上。
轮轴驱动装置由无心轴轮组成的底盘组成，中间带有一个可升降的平台，当平台升起时，机器人完全按照轮子的方向直线运动。当转弯时，机器人停止并降低平台直到轮子不再触到地面。此时旋转平台以改
变方向，然后再升起平台继续直线运动。
三星轮装置这种装置适用于灵活性高，各种地行的车辆。每一个“轮子”实际上是在顶点带有轮子的等边三角形；小车总共使用12个轮子，每三个作为一个“轮子”。当轮子转动并且三角形就好像大轮子转动一样。常规运动时，每个三角形的两个轮子触地，但当一个轮子碰到障碍物时，一个复杂的传动系统传递运动给三角形结构，它能转动并将它上面的轮子越过障碍物，虽然很复杂但很有趣
我们希望通过这些结构可以满足你的好奇心，同时鼓励你们寻找更多关于机器人的参考资料并提供在附录A中，他们都可以使用乐高组件来建造
《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
乐高机器人活动案例 机器人活动案例
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。
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.机器人相扑比赛....................................................................................................44 活动七.轨迹机器人......................................................................................................54 活动八.音乐盒................................................................................................................................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.............................................................................................................81 乐高基本搭建技巧.........................................................................................................................85 乐高常用网址 (91)
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
单光感巡线教学设计 乐清市淡溪镇第二学侯晓辉一、教学内容与分析 巡线就是机器人沿着地面的一条线走，基本原理就是通过检测反射回来的光的强度来判断机器人与线的位置偏差有多少。本课教学内容单光感寻线是巡线任务中最基础的方式，是光电传感器在机器人上的应用。通过光电传感器测试反射光强度来辨别颜色，在安装光电传感器之后，需要编写程序实现。 二、教学目标 1、了解光电传感器的工作原理。 2、掌握用光电传感器识别黑色和白色的方法。 3、理解巡线传感器与条件判断语句、循环语句的综合运用。 4、逐步掌握根据实际环境调试机器人的方法。 5、感受探究性学习“发现问题、分析问题和解决问题”的过程。 6、体会“迁移”、“比较”的方法对学习的帮助与促进作用。 7、乐于进行自主学习与创造活动，体验完成任务后成功的喜悦。 三、教学重难点 1、理解判断语句、循环语句的含义。 2、掌握利用光电传感器识别黑色和白色的方法。。 四、教学准备 乐高机器人（EV3），利用黑色胶布贴出的环形路线图，多媒体设备，多媒体课件。 五、设计理念 （一）“授人以渔”比“授人以鱼”更重要 在教学活动中，学生掌握一定的知识和技能是必需的，但与此同时更应注重掌握过程与方法，培养能力，促进学生的发展。知识与技能是基础，能力（过程）与方法是核心。本课在新知识和新技能的学习过程中，设计了感受探究学习的过程，体会迁移与比较的学习方法，基础与核心相互渗透与交融，但更关注教与学的过程，注重学生能力的培养。 （二）智能机器人课程是能力培养的工具和载体 智能机器人作为多种科学技术的融合体，天生就深受青少年的喜爱。青少年学生学习智能机器人课程，不应是学习如何使用一种智能机器人，不应是仅仅学习智能机器人技术本身，而是通过课程的学习培养动手能力、思维能力和创造能力。 （三）丰富有趣、注重体验的课堂更能提高学习效率、促进学生发展 心理学研究表明，多种方式和手段的刺激，能有效提高和强化同一内容的学习效率。本课在设计过程中，采用表演的形式，使用贴近学生生活实际的例子，课堂丰富有趣，学生感兴趣爱学。同时，智能机器人的课堂是“做中学”的模式，注重体验的过程，学生在课堂上有大量动手实践的机会，学生乐学。这样的课堂更能提高学习效率，促进学生发展。 六、教学过程
一、前言 在机器人竞赛中，“巡线”特指让机器人沿着场地中一条固定线路（通常是黑线）行进的任务。作为一项搭建和编程的基本功，巡线既可以是独立的常规赛比赛项目，也能成为其他比赛项目的重要技术支撑，在机器人比赛中具有重要地位。 二、光感中心与小车转向中心 以常见的双光感巡线为例，光感的感应中心是两个光感连线的中点，也就是黑线的中间位置。而小车的转向，是以其车轮连线的中心为圆心进行的。很明显，除非将光感放置于小车转向中心，否则机器人在巡线转弯的过程中，探测线路与做出反应之间将存在一定差距。而若将光感的探测中心与转向中心重合，将大幅提升搭建难度并降低车辆灵活性。因此，两个中心的不统一是实际存在的，车辆的转向带动光感的转动，同时又相互影响，造成机器人在巡线时对黑线的反应过快或者过慢，很多巡线失误由此产生。
所以在实际操作中，一般通过程序与结构的配合，在程序中加入一定的微调动作来弥补其中的误差。而精准的微调，需要根据比赛场地的实际情况进行反复调试。 三、车辆结构 巡线任务的核心是让机器人小车按照场地中画出的路线行进，因此，根据任务需要选择合适搭建方式是完成巡线任务的第一步。 1、前轮驱动 前轮驱动的小车一般由两个动力轮和一个万向轮构成，动力轮位于车头，通过左右轮胎反转或其中一个轮胎停转来实现转向，前者的转向中心位于两轮胎连线中点，后者转向中心位于停止不动的轮胎上。由于转向中心距离光感探测中心较近，可以实现快速转向，但由于机器人反应时间的限制，转向精度有限。 2、后轮驱动
后轮驱动的小车结构和转向中心与前轮驱动小车类似，由于转向中心靠后，相对于前轮驱动的小车而言，位于车尾的动力轮需要转动较大的幅度，才能使车头的光感转动同样角度。因此，后轮驱动的小车虽转向速度较慢，但精度高于前轮驱动小车。对于速度要求不高的比赛而言，一般采用后轮驱动的搭建方式。 3、菱形轮胎分布 菱形轮胎分布是指小车的两个动力轮位于小车中部，前后各有一个万向轮作为支撑。这样的结构在一定程度上可以视为前轮驱动和后轮驱动的结合产物，转向速度和精度都介于两者之间。这种结构的优势在于转向中心位于车身中部，转弯半径很小，甚至能以自身几何中心为圆心进行原地转向，适合适用于转90°弯或数格子行进等一些比较特殊的巡线线路。 这种结构最初应用于RCX机器人足球上，居中的动力源可以让参赛选手为机器人安装更多的固定和防护装置，以适应比赛中激烈的撞击，具有很好的稳定性。而对于NXT机器人而言，由于伺服电机的形状狭长不规律，将动力轮位于车身中部的做法将大幅提升搭建难度，并使车身重心偏高，降低转
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。
电子科技大学 实验报告 学生姓名：涂冬冬等学号：280800300 指导教师：任玉琢 实验地点：科研楼A221 实验时间：2010年10月28日一、实验室名称： 机器人远程控制国际联合实验室 二、实验项目名称： Legao巡线机器人 三、实验原理： 机器人通过检测反射回来的光的强度来判断机器人与线的位置偏差。双光感巡线的逻辑运算直接判断两个光感的接收到的光的强度。如果左边的光感检测到黑，就左转（机器人位置右偏）。如果右边的光感检测到黑，就右转（机器人位置左偏）。如果2个光感都没检测到黑线，就直走（机器人位置合适）。 特别注意：小车速度过快，导致小车冲出线外，此时机器人也检测不到黑线。调节速度，避免出现此种情况。
四、实验目的： 1、熟悉lejos软件的操作 2、了解基于legao的巡线机器人的基本原理 3、初步掌握Java语言编程 五、实验内容 搭建巡线机器人平台 安装软件平台 编写巡线程序 六、实验器材 NXT1个，马达2个，光电传感器2个，电池6节，车轮、轴、销
若干 七、实验步骤 1.搭建巡线机器人 1)准备NXT 2)连接马达 3)固定马达 4)连接轮子 5)安装前轮 6)安装光电传感器 2.安装软件平台 1)安装Java 开发工具包JDK（Java Development Kit） 2)安装乐高USB 驱动程序 3)安装Lejos 4)安装Libusb，刷新NXT的Firmware 5)解压、运行Eclipse 3.程序调试 4.小车巡线 八、实验数据及结果分析：
九、实验结论： 1、通过本次实验、验证了Lego机器人，制作巡线机器人的可操作性；2,、在了解到各个部件及其功能特性组织的前提下，对车的组件进行拼装，得到一部性能稳定，可靠性高的巡线线小车； 3、所制作好的单传感器能在两条黑线与白线之间按迹行走； 十、总结及心得体会： 通过本次实验，加深了我们对巡线机器人的了解，更进一步的掌握了各部件之间的功能特性，让我们在更多的实验当中灵活利用各个部件以实现结构更加复杂，功能更加强大的机构或机器。在实验中要 注意各个部件之间的连接是否稳定，是否能完成既定项目的要求。
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 左轮右轮机器人 停止停止停止 停止向前转动绕着左轮逆时针转动 停止向后转动绕着左轮顺时针转动 向前转动停止绕着右轮顺时针转动 向前转动向前转动向前运动 向前转动向后转动原地顺时针旋转 向后转动停止绕着右轮逆时针转动 向后转动向前转动原地逆时针旋转 向后转动向后转动向后运动 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。
双光感机器人巡线 一、活动分析 1.活动需求：学生可以学习双光感机器人巡线原理，学习一些简单的拼搭技巧。了解 到小车运行时的特点。学会双光感机器人巡线的程序编写。 2.活动分析：本次活动在让学生学习使用乐高双光感机器人做巡线运动，写出简单的 程序流程，可以锻炼学生的逻辑思维能力。制作双光感机器人，锻炼学生动手能力。 3.学生情况：学生是4--5年级的学生共8人，一部分学生已经学习完成单光感机器 人巡线任务。一小部分学生还未完成以前的课程任务，需要继续努力完成，这类孩 子年龄较小无法很快的裂解老师所讲的内容，需要细心并耐心的去讲解知识。3个 学生进展较为迅速，已经提前进行之后的课程（四光感机器人巡线），这节课继续 完成该任务。 4.、活动目标 1.学生学会使用乐高零如何使用双光感机器人巡线、了解了解机器人巡线的方式以及 程序编写，并锻炼其动手能力与逻辑思维能力。 2.学生搭建出双光感机器人，分析指出双光感机器人巡线的运动方式并学会、可以写 出简单的运动流程并学会程序编写。 3.学生认识到乐高机器人的功能是十分强大的，觉得机器人课程简单而好玩，对学习 相关知识产生兴趣。 4.、活动重点、难点 1.重点：学生学会双光感机器人巡线的原理以及运动方式。 如何突出： 1.让学生仔细观察老师拿出的双光感机器人。 2.由老师说出该机器人巡线时需要注意的问题（黑线要在双光感之间）。 3.提出问题：对照单光感机器人巡线的方式去想为什么要注意这个问题。 4.由学生进行回答，老师总结出双光感机器人巡线的原理以及运动方式。 2.难点：学生如何理解双光感机器人巡线的原理以及运动方式，如何写出双光感机器 人巡线程序的简单流程。 如何突破： 1.学生听老师对双光感机器人巡线原理解说，以及运动方式的描述。 2.学生动脑思考为什么要依靠这种运动方式进行巡线。 3.学生说出自己思考的内容，老师进行纠正，学生自主完成程序流程图的简单编写。 4.、活动策略 本次活动主要采取的方式是讲授法与分析法。在老师讲授知识的同时对学生进行提问，让学生自己独立分析并对相应问题进行回答。锻炼了学生的分析能力，也可以更好的记住老师所讲的知识。 1.、活动用具
《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 .开发教师一-XX 3 .课程名称一冋编程机器人 4 .授课对象 ---- 高一年级学生 5 .课程类别一呵编程机器人拼装技能与编程能力提升 6.课时安排一令周一节 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 乐高机器人编程环境介绍 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 16. 为壁障小车进行编程 四、具体实施 1. 教学环境：机器人教室。 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. 9.
第十三届陕西省青少年机器人竞赛 绿色城市竞赛规则 第一条竞赛综述 1、主题： 绿色城市是一个美丽而富饶的城市，为家庭和企业创造一个完美的环境，有着很多设想。绿色城市多年努力工作，致力于开发绿色城市的垃圾处理系统和利用可再生能源的来源，以便保证未来可持续发展。 2、比赛简介： “绿色城市”项目场地比赛（以下简称“比赛”），是让选手使用自己搭建的机器人，运行自己编写的控制程序，去完成特定的场地比赛任务。 比赛共需完成6项任务，机器人在场地的运行过程中还有1项避让规则。在规定的比赛时间内，选手操控机器人从场地上的基地出发，每次可执行一个任务，也可以一次执行多个任务。 机器人每完成(或部分完成)一项任务，将会从相应的场地设施中获得1个能源块。除了“赋予绿色城市活力”任务外，没有先后顺序要求。 在比赛中，完成或部分完成每一项任务将获得相应的分数，违反比赛规则亦将扣除相应的分数。 比赛以组队的方式进行，每个参赛队由2-3名符合年龄组别要求的选手组成。在比赛中，选手的分工可以不同，但都必须参与比赛的
全过程并承担明确的比赛任务。 3、比赛场地： 4 、机器人和器材 本节提供设计和构建机器人的原则和使用器材的要求。机器人在比赛中可以完成特定的任务。参赛前，所有机器人必须通过检查。 4.1 参赛的机器人必须使用LEGO NXT或RCX控制器以及配件或附属装臵。安装方法可以是压装或松配合。脱离机器人的物体不属于机器人的一部分。 4.2 竞赛用到的每种器材必须使用原始出厂状态的LEGO元件制作，导线和软管可以剪成需要的长度。 4.3 除不允许用发条/回力“马达”外，对非电气LEGO元件的数量及来源没有限制。气动元件是允许的。 4.4 所用的电气元件必须为LEGO MINDSTORMS型元件，在一场比赛中参赛队可以使用的电气元件总数受到表1的限制。
单光感巡线教学设计 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
单光感巡线教学设计 乐清市淡溪镇第二学侯晓辉一、教学内容与分析 巡线就是机器人沿着地面的一条线走，基本原理就是通过检测反射回来的光的强度来判断机器人与线的位置偏差有多少。本课教学内容单光感寻线是巡线任务中最基础的方式，是光电传感器在机器人上的应用。通过光电传感器测试反射光强度来辨别颜色，在安装光电传感器之后，需要编写程序实现。 二、教学目标 1、了解光电传感器的工作原理。 2、掌握用光电传感器识别黑色和白色的方法。 3、理解巡线传感器与条件判断语句、循环语句的综合运用。 4、逐步掌握根据实际环境调试机器人的方法。 5、感受探究性学习“发现问题、分析问题和解决问题”的过程。 6、体会“迁移”、“比较”的方法对学习的帮助与促进作用。 7、乐于进行自主学习与创造活动，体验完成任务后成功的喜悦。 三、教学重难点 1、理解判断语句、循环语句的含义。 2、掌握利用光电传感器识别黑色和白色的方法。。 四、教学准备 乐高机器人（EV3），利用黑色胶布贴出的环形路线图，多媒体设备，多媒体课件。五、设计理念 （一）“授人以渔”比“授人以鱼”更重要
在教学活动中，学生掌握一定的知识和技能是必需的，但与此同时更应注重掌握过程与方法，培养能力，促进学生的发展。知识与技能是基础，能力（过程）与方法是核心。本课在新知识和新技能的学习过程中，设计了感受探究学习的过程，体会迁移与比较的学习方法，基础与核心相互渗透与交融，但更关注教与学的过程，注重学生能力的培养。 （二）智能机器人课程是能力培养的工具和载体 智能机器人作为多种科学技术的融合体，天生就深受青少年的喜爱。青少年学生学习智能机器人课程，不应是学习如何使用一种智能机器人，不应是仅仅学习智能机器人技术本身，而是通过课程的学习培养动手能力、思维能力和创造能力。 （三）丰富有趣、注重体验的课堂更能提高学习效率、促进学生发展 心理学研究表明，多种方式和手段的刺激，能有效提高和强化同一内容的学习效率。本课在设计过程中，采用表演的形式，使用贴近学生生活实际的例子，课堂丰富有趣，学生感兴趣爱学。同时，智能机器人的课堂是“做中学”的模式，注重体验的过程，学生在课堂上有大量动手实践的机会，学生乐学。这样的课堂更能提高学习效率，促进学生发展。 六、教学过程
浅谈学习乐高机器人对孩子的帮助 传统的学习方法和材料，由于确立了特定的途径，让孩子采用既定的解决方案，往往限制了孩子的自然学习能力。孩子通常仅局限于一种思维方式，而不是多种可能的解决方案。其结果是，孩子只是复制知识，而不是靠自己的意识形成概念。通过参加乐高机器人的比赛可以使她摆脱课本的束缚，让其有足够的空间去想像、动手、以及处理好与伙伴协调的关系。具体表现在以下几个方面： 一、寓教与乐：孩子是天生的学习者。但孩子们不愿意被逼着去学习太难或过于简单的知识。在“玩”的过程中，孩子们探索、体会属于他们的世界则会更容易掌握知识，无论是书本上的还是课本之外的。相信通过比赛孩子会有一种满足感和自信心，即使失败至少尝试过。这样她会更容易、渴望掌握书本上有的或课外的知识。而且相信她们会更容易记住这些知识。 二、迎接挑战：如果他们在发展技能、获取新知时，他们能够在所处的环境中获得恰到好处地挑战，就能激发她们不断探索、理解和学习的能力。通过比赛这种形式，可以激发她的潜意识，我必须做的更好才能超越对手获得胜利。使其今后面对困难挫折没有畏缩感，能够不断地挑战自我。
三、团队合作：两人一组的比赛是一个整体，孩子们想要取得胜利，首先彼此要学习用语言或非语言方式与队友进行沟通和合作。通过比赛可以提高其语言表达的能力，想让队友更好地了解你的意图，你就必须要有良好的语言表达能力。同时在彼此想法出现差错时，彼此的沟通又是很重要的，大家必须一起协商、比较谁的方案好，或者综合两人的想法。这无论是现在或将来对孩子多很重要，学会与人沟通，团队合作。 四、想像力：孩子们着迷于对自身生活的世界和富有创造性事物的任何想法。在比赛过程中头脑中必须有一个概念或是一个模型，而不是盲目的去拼凑所给的部件。这意味着这些工具和活动要求她们要有一定的逻辑思维能力和想像空间。我们相信乐高比赛也是希望给予孩子们一个能自由创造、想象和玩的空间。想像力是一双翅膀，有了她才能更好的驰骋在知识的海洋里。 五、动手能力：光会讲不会做同样是不可取的。通过参加机器人的比赛可以提高她们的动手能力，哪个部件在什么位置必须其亲历亲为，这对于今天的孩子是很重要的。 我们相信，在适当的引导下让孩子们有机会自己探索世界是最佳的学习状态。孩子们在动手积极构建事物时，确实能帮助他们在头脑中构建知识。新构建的知识能促使他们创造出更好的解决方案，衍生出更多的技能、更多的知识，从而在这样一个良性
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
4x 指针，3单位，白色 4173941 8x 带轮轴的连接销，2单位，米黄色 4666579 6x 连接销，3单位，米黄色 4514554 10x 轮轴，2单位，红色 4142865 22x 带轴套的连接销，3单位，红色 414080620x 带摩擦/轮轴的连接销，2单位，蓝色 4206482 30x 带摩擦的连接销，3单位，蓝色 4514553 4239601 6031821 10x 轴套，1单位，灰色 4211622 60x 带摩擦的连接销，2单位，黑色 4121715 10x 连接销，2单位，灰色 4211807 2x 带末端的轮轴，4单位，深灰色 4560177 2x 带末端的轮轴，8单位，深灰色 4499858 6x 轮轴，5单位，灰色 4211639 5x 轮轴，7单位，灰色 14x 轮轴，3单位，灰色 4211815 2x 轮轴，9单位，灰色 4535768 2x 轮轴，8单位，黑色 370726 单位，黑色 轮轴，12单位，黑色 370826 4x 轮轴，4单位，黑色 370526 4x 轮轴，6单位，黑色 3706264x T 形梁，3x3单位，黑色 4552347
梁，3单位，黑色 4142822 4x 角梁，4x6单位，黑色 4112282 4x 角梁，3x5单位，白色45850404x 双角梁，3x7单位，白色 4495412 4x 梁，3单位，红色 4153718 6x 角梁，2x4单位，红色 4141270 4x 梁，3单位，蓝色 4509376 4x 梁，3单位，黄色 4153707 6x 梁，15单位，白色 4542578 4x 梁，3单位，绿色 6007973 3x 框架，5x7单位，灰色 4539880 1x 框架，5x11单位，灰色 45407972x 角梁，3x5单位，灰色 4211713 4x 梁，5单位，灰色 4211651 4x 角梁，3x7单位，灰色 4211624 4x 梁，7单位，灰色 4495930 6x 梁，9单位，灰色 4211866 4x 梁，11单位，灰色 4611705 6x 梁，13单位，灰色 4522934 数字签名者：张波老师
第1课机器人入门 学习目标 1.认识机器人零件。 2.认识机器人的控制核心、电机和传感器。 3.搭建简单的机器人模型。 课堂前情 由于是第一节课，所以在课程正式开始之前，做一个简短的自我介绍，并对本门课做一个课堂要求。导入 机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的机器。它已经融入到了人们的日常生活中，取代或协助人类的工作。目前，机器人在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。 同学们心目中的机器人是怎样的呢？请同学们拿笔画一画。 不同领域的机器人有着不同的功能，但是它们都有特定的机械结构。比如生活扫地机器人、科幻电影中的机器人、动画卡通中的机器人还有我们即将要学习的乐高机器人，咱们学校的乐高版本是EV3。
在本节课中，我们来认识设计机器人结构常用的零件。 课堂实践 1 .认识零件 设计制作机器人和盖房子相似，都需要用材料或零件支撑起它们的结构。盖房子需要用到钢筋、石材、木材等材料，而搭建一个机器人则需要用到梁、轴、连接销等零件。 梁 梁是制作机器人最常用的零件之一，多用于搭建机器人的主体结构。通过梁的搭建和连接，可以组成具有各种功能的结构。 同时，梁可以作为零件的测量工具。梁上面的每一个圆孔就是一个单位。在机器人的设计过程中，会用到多种零件，搭建指南中的每个零件旁边都有一个数字标注用以区分。
如下图中标注“15”单位的梁，“15”表示的就是这个梁的长度。有些不易读取其长度的零件（如轴），你可以用梁做对比，孔的数量就是该零件的长度。 轴 轴的横截面为十字形，多用于转动结构中。轴在现实生活中很常见，工厂里的传送带，马路上的汽车 和摩托车等都需要用到轴。在机器人的设计中，轴可以与圆孔、十字形孔相连接。 轴套 轴套用于将零件固定在轴上，与生活中的螺母或垫片的功能相似。下图中黄色的零件是“1/2单位轴套”， 灰色的零件是“1单位轴套”。 连接销 连接销的种类有很多。在机器人的设计中，连接销多用于梁或其它零件的连接和固定。机器人套件中 有带摩擦的连接销、带轮轴的连接销、带套管的连接销等多种连接销。 车轮 车轮由轮毂和轮胎组成，用于组建机器人的驱动部分。 机器人控制核心 控制核心是机器人的“大脑”和“心脏”，它为机器人提供指令，控制机器人其他设备的运行。机器人通过控制核心存储并运行程序。可通过可充电电池为其充电。
2016年2月27、28日乐高机器人课程——钓鱼竿 乐高机器人课程体验活动预告来啦——小时候，妈妈总是给我们讲童话故事，短短的故事中，蕴含着深刻的人生道理。还记得三心二意的小花猫吗？为了和蜻蜓、蝴蝶玩耍，忘记了自己正在钓鱼的事情，但最终小花猫还是钓到了鱼，知错就改，做一件事情认认真真、一心一意，总会有所收获。小朋友们，你也想像小花猫一样拥有自己的钓鱼竿吗？也想一心一意的去钓鱼吗？赶快来参加码高机器人开展的乐高机器人教育体验活动吧！ 体验课主题：乐高机器人课程之钓鱼竿 体验课时间：2月27、28日 体验课地点： 码高机器人教育—金源校区：海淀区远大路宝蓝大厦F座16层 码高机器人教育—五道口校区：海淀区五道口华清商务会馆8层 课程内容：1.了解钓鱼竿的特点 2.了解定滑轮与动滑轮的定义 3.初步使用滑轮进行搭建 授课老师：码高机器人教育金牌讲师——王军江 ★国内顶尖机器人教育专家 ★河北北方学院电子信息工程学士 ★码高（MAGO)机器人高级课程顾问 王军江老师是河北北方学院电子信息工程专 业学士，拥有多年乐高机器人课程教学经验，深入了 解青少年的思维方式及青少年心理学教育，从事乐高 机器人教育行业多年，乐高机器人课程教学技术过 硬，对国内外机器人比赛有深入的研究。王军江老师秉承着玩中学的教育理念，由点带面，从简单易学的知识引导孩子自主思考探索新知识，让孩子成为课堂的主导者，摒弃传统的“填鸭式”教育模式，充分调动孩子的发散思维，为课堂不断注入新的血液，真正实现玩中学，最大化学习效率，让孩子真真正正爱上学习。每一个孩子都是一个智者，通过学习机器人教育课程都能挖掘、创造出属于自己的独特一面，相信自己，努力向前！
一、冃U 言 在机器人竞赛中，“巡线”特指让机器人沿着场地中一条固定线路（通常是黑线）行进的任务。作为一项搭建和编程的基本功，巡线既可以是独立的常规赛比赛项目，也能成为其他比赛项目的重要技术支撑，在机器人比赛中具有重要地位。 二、光感中心与小车转向中心 以常见的双光感巡线为例，光感的感应中心是两个光感连线的中点，也就是黑线的中间位置。而小车的转向，是以其车轮连线的中心为圆心进行的。很明显，除非将光感放置于小车转向中心，否则机器人在巡线转弯的过程中，探测线路与做出反应之间将存在一定差距。而若将光感的探测中心与转向中心重合，将大幅提升搭建难度并降低车辆灵活性。因此，两个中心的不统一是实际存在的，车辆的转向带动光感的转动，同时又相互影响，造成机器人在巡线时对黑线的反应过快或者过慢，很多巡线失误由此产生。 所以在实际操作中，一般通过程序与结构的配合，在程序中加入一定的微调动作来弥补其 中的误差。而精准的微调，需要根据比赛场地的实际情况进行反复调试。 三、车辆结构 巡线任务的核心是让机器人小车按照场地中画出的路线行进，因此，根据任务需要选择合适搭建方式是完成巡线任务的第一步。 1、前轮驱动 前轮驱动的小车一般由两个动力轮和一个万向轮构成，动力轮位于车头，通过左右轮胎反转或其中一个轮胎停转来实现转向，前者的转向中心位于两轮胎连线中点，后者转向中心位于停止不动的轮胎上。由于转向中心距离光感探测中心较近，可以实现快速转向，
但由于机器人反应时间的限制，转向精度有限。 2、后轮驱动 后轮驱动的小车结构和转向中心与前轮驱动小车类似，由于转向中心靠后，相对于前轮驱动的小车而言，位于车尾的动力轮需要转动较大的幅度，才能使车头的光感转动同样角度。因此，后轮驱动的小车虽转向速度较慢，但精度高于前轮驱动小车。对于速度要求不高的比赛而言，一般采用后轮驱动的搭建方式。 3、菱形轮胎分布 菱形轮胎分布是指小车的两个动力轮位于小车中部，前后各有一个万向轮作为支撑。这样的结构在一定程度上可以视为前轮驱动和后轮驱动的结合产物，转向速度和精度都介于两者之间。这种结构的优势在于转向中心位于车身中部，转弯半径很小，甚至能以自身几何中心为圆心进行原地转向，适合适用于转90°弯或数格子行进等一些比较特殊的巡线线路。 这种结构最初应用于RC灿器人足球上，居中的动力源可以让参赛选手为机器人安装更多的固定和防护装置，以适应比赛中激烈的撞击，具有很好的稳定性。而对于NXT机器人而言，由于伺服电机的形状狭长不规律，将动力轮位于车身中部的做法将大幅提升搭建难度，并使车身重心偏高，降低转弯灵活性。 4、四轮驱动 四轮驱动的小车四个轮胎都有动力，能较好地满足一些比赛中爬坡任务的需要。小车的转向中心靠近小车的几何中心，因此能进行原地转弯运动，具有较好的灵活性，特别适用于转90 °弯或数格子行进等任务一些比较特殊的巡线线路。虽然与后轮驱动小车相比，转向中心比较靠前，转向精度较小，但四轮驱动小车没有万向轮，转弯需要靠四个轮胎同时与地面摩擦，加大转弯的阻力，因而转弯精度应介于菱形轮胎分布的小车和后轮驱动小车之
乐高机器人考试 https://www.doczj.com/doc/ab13632542.html,work Information Technology Company.2020YEAR
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 JQR2018-03-11 12:33:382018-03-11 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