第6课寻光机器人

粤教版信息技术五年级上册第6课《寻光机器人》教学设计一. 教材分析《寻光机器人》这一课主要让学生了解和掌握机器人编程的基本知识。

通过这一课的学习，学生将能够理解机器人的基本构造，了解编程语言的基本概念，并能够运用编程语言对机器人进行简单的控制。

二. 学情分析五年级的学生已经具备了一定的逻辑思维能力和动手能力，他们对新鲜事物充满好奇，乐于尝试。

但同时，他们对于编程和机器人相关的知识还比较陌生，因此在教学过程中需要逐步引导，让学生逐步理解和掌握。

三. 教学目标1.让学生了解机器人的基本构造和功能。

2.让学生掌握编程语言的基本概念和用法。

3.培养学生动手实践和解决问题的能力。

四. 教学重难点1.重点：了解机器人的基本构造和功能，掌握编程语言的基本概念和用法。

2.难点：如何让学生理解和掌握编程语言的用法，以及如何运用所学知识对机器人进行控制。

五. 教学方法采用问题驱动法和任务驱动法，通过引导学生思考和解决问题，让学生在实践中掌握知识。

同时，运用小组合作学习法，培养学生的团队协作能力。

六. 教学准备1.准备机器人编程软件和相关的教学资源。

2.准备一台投影仪，用于展示教学内容。

3.准备机器人模型，供学生实践操作。

七. 教学过程1.导入（5分钟）利用投影仪展示一些机器人的图片，让学生了解机器人的外观和功能。

引导学生思考：什么是机器人？机器人有哪些功能？2.呈现（10分钟）介绍机器人的基本构造，包括传感器、执行器、控制器和电源等。

同时，介绍编程语言的基本概念，如变量、循环、条件语句等。

3.操练（10分钟）让学生分组操作机器人模型，尝试使用编程语言控制机器人的运动。

教师巡回指导，解答学生的问题。

4.巩固（5分钟）让学生总结自己在操作过程中遇到的问题和解决方法，分享自己的心得体会。

5.拓展（5分钟）引导学生思考：如何利用编程语言让机器人完成更复杂的任务？鼓励学生发挥创造力，提出自己的想法。

6.小结（5分钟）总结本节课所学内容，强调编程语言在机器人控制中的应用。

机器人模块拆装实训报告班级：学号：姓名：一、课程目的1、锻炼动手能力和团队精神；2、系统训练创新能力和实践能力；3、认识小型机器人硬件原理及编程，学习积木机器人原理，掌握齿轮控制等机械知识。

二、课程内容1、用AS-UII型机器人寻光2、用AS-EI型机器人组建电动工业机械手3、自主创新：用AS-EI型机器人模拟电梯三、方案设计1、用AS-UII型机器人寻光：AS-UII型机器人上配有光敏电阻，通过配备的编程软件，可以检测出两边光敏电阻根据光照的不同得到的电阻差值，以此作为根据来控制机器人行走，并寻找到房间里的最亮地点。

2、用AS-EI型机器人组建电动工业机械手：AS-EI型机器人相当于积木型机器人，可以自由组合，配合AS-UII型机器人的扩展卡，编程时有方便的数字输入、输出，电机驱动等模块，可以灵活进行控制。

本实训将组建成电动工业机械手，使用四级电机控制，并通过齿轮的加减速，AS-EI型上配备的电机5：1减速零件，使机械手可以转向，伸高、低，伸前、后，机械手张开和收缩。

并用四个指示灯显示电动机状态，每个指示灯配合电机工作，电机运动，相应的指示灯就会亮。

四个电机控制是用八个磁敏开关进行控制正反转，以达到电动工业机械手控制的目的。

3、用AS-EI型机器人模拟电梯：有了组建机械手的经验，在自主创新环节中，我们选择了组建一个模拟电梯，通过电机正反转来控制电梯的升、落。

然后通过两个点动开关和三个磁敏开关开控制电梯的升降，并配有三个指示灯。

电梯控制流程是：开关一有信号，程序通过磁敏开关判断电梯的位置，然后确定其升降（当三层的磁敏开关没信号，那么判断二层的磁敏开关，若二层有信号，点动开关一按下，则电梯升至三层，点动开关二按着，然后按下点动开关一，则电梯降至一层；若二层无信号，则电梯在一层，要升至二层；若三层的磁敏开关有信号，则电梯降至二层）。

指示灯亮的个数显示电梯所在的层数（一层一个灯亮，二层两个灯亮，三层三个灯亮）。

课程设计说明书学生姓名:王超学号：1015070229 学院:机械工程学院班级: 机械102班题目: 慧鱼组合机器人的组装设计指导教师：陈国君苏天一职称: 副教授 2013 年 12 月 23 日目录1．引言 11.1内容摘要 11.2 慧鱼机器人 21.3 走进实验室 31.4 按键式传感器 31.5 设计工作原理 41.6慧鱼模型操作规程 52. 仿生机器人62.1仿生机器人迈克仿真示意图 62.2仿生机器人迈克仿真程序图示 62.3仿生机器人结构简图73. 移动机器人83.1 移动机器人基础模型83.2 移动机器人仿真图83.3移动机器人结构简图93.4移动机器人仿真程序框图104.工业机器人104.1工业机器人仿真图114.2业机器人结构简图114.3工业机器人仿真程序125.寻光机器人145.1寻光机器人仿真模型145.2连线图和结构简图15慧鱼组合机器人的组装设计摘要：慧鱼创意组合模型是一种技术含量很高的工程技术类拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具。

本设计是以德国慧鱼创意积木所组成的仿生模拟机器人为其基本架构，透过圈形式人机介面LLWin，经由智慧型微电脑介面板去驱动机器人，使机器人细部动作很容易达到我们需求，进而取代以往由硬体描述语言所驱动架构，通过慧鱼模型的组装，程序的编制，任务的完成，阐述机械机构之间的配合关系，各种传感器的安装和使用，以及软件程序的编制思维，实现对伺服电机，电磁线圈的控制,不但操作简易，更可使我们了解机械运作的原理。

关键词：慧鱼组合模型；机器人；传感器；机械原理；引言由于机器人的发展和快速广泛的被使用，可知科学家对于机器人的功能也相提高，除了超强的逻辑运算、记忆能力及具备类似的自我思考能力，另外在机器人的外表及内部结构，科学家更希望能模仿人类。

对于外在资讯的选集，也透过各种感应器，企图达到类似人类各种触觉的功能，选集了外在环境的资讯，一旦外在环境起了改变，机器人一定要能随着变化，做出该有的反应动作，更新自己的资料库，达到类似人类学习的功能。

《达芬奇想飞》教案及系列活动一、教案概述本教案以《达芬奇想飞》为主题，通过一系列的活动，让学生了解达芬奇及其作品《飞鸟设计图》，激发学生对艺术和科学的兴趣，培养学生的创新思维和动手能力。

二、教学目标1. 知识与技能：了解达芬奇的生平和主要作品；学习达芬奇的创新思维和方法；掌握简单的绘画技巧和科学实验方法。

2. 过程与方法：通过欣赏、分析、实践等环节，培养学生的审美能力和创新能力；引导学生运用科学方法，探究飞行的原理；培养学生的团队合作和沟通表达能力。

3. 情感态度价值观：感受达芬奇对艺术和科学的热爱，激发学生对未知领域的探索欲望；培养学生尊重知识产权，勇于创新的品质；增强学生的环保意识，培养学生的社会责任感。

三、教学内容1. 导言：介绍达芬奇及其作品《飞鸟设计图》；2. 达芬奇的创新思维：分析达芬奇的创新方法，引导学生思考如何运用创新思维解决问题；3. 简单的绘画技巧：学习绘画的基本技巧，动手绘制一幅简单的画作；4. 科学实验：探究飞行的原理，进行相关的实验活动；5. 团队合作：分组进行创意飞行器设计，培养团队合作和沟通表达能力。

四、教学资源1. 图片资料：达芬奇的作品《飞鸟设计图》等相关图片；2. 视频资料：关于达芬奇的生平和创作的视频；3. 实验器材：飞行器模型、气球等；4. 绘画材料：画纸、画笔、水彩等。

五、教学评价1. 学生对达芬奇及其作品《飞鸟设计图》的了解程度；2. 学生对绘画技巧和科学实验方法的掌握情况；3. 学生在团队合作和沟通表达方面的表现；4. 学生对创新思维和环保意识的培养。

六、教学步骤1. 导入：通过展示达芬奇的作品《飞鸟设计图》，引导学生关注达芬奇的创新思维和艺术才华。

2. 探究达芬奇的创新思维：分析达芬奇的作品和生平，引导学生了解达芬奇的创新方法和理念。

3. 绘画技巧学习：讲解绘画的基本技巧，如线条、色彩、构图等，并示范绘画过程。

4. 科学实验探究：介绍飞行原理，进行简单的科学实验，如纸飞机放飞实验，让学生亲身体验飞行原理。

认识乐高蓝牙机器人系统____NXT参加教师活动目的：1、认识NXT主要配件，并将其与RCX核心配件作比较，学习和掌握新型乐高机器人；2、搭建蓝牙机器人；3、知道NXT控制器各按钮的作用，初步学会在NXT是编写简单程序，理解传感器的功能活动过程：一、乐高机器人—— MINDSTORMS NXT与RCX的比较1、处理器由8位升到32位丹麦乐高（LEGO）将于2006年9月上旬推出乐高公司和美国麻省理工学院共同开发的机器人组件新款“教育用LEGO Mindstorms NXT”。

Mindstorms是将配备微处理器的LEGO公司的塑料积木组装起来，通过个人电脑制作的程序来控制的机器人。

此前的RCX的微处理器为8位，而NXT配备32位处理器等，提高了性能。

表格1列出RCX和NXT的比较。

图1：安装4个传感器和3个伺服马达的LEGO NXT图4：LEGO NXT系统目前提供的4种传感器全家福5、改进了编程软件NXT程序用软件“ROBOLAB ver.2.9”，跟ROBOLAB原来的版本一样，是基于NI LabVIEW开发的。

该软件不仅可以制作NXT用的程序，也可以完成RCX用的程序。

此前要操作接近400个图标进行编程，这次减少为约40个，从而使得编程更为简单。

OS为“Windows2000”以上和“Mac OS X”。

图5：乐高网站给出的ROBOLAB 2.9的样图，跟以前版本相比，变化较大二、快速认识NXT1、按钮NXT正面有四个按钮，它们分别是开关、运行；导航和返回。

2、 NXT显示器上各图标的意义最上一行，相当于状态栏，从左到右依次表示了：蓝牙、USB、NXT 控制器名、运行状态、电池电量以及声音音量的情况。

状态栏的下面是六个主控操作面板，相当于主菜单，它们依次是：“My Files我的文件”、“Try me测试”、“Settings设置”、“Bluetooth 蓝牙”、“View查看”、“NXT Program NXT程序”。

“做新时代的小小追光者”寻光机器人——寻光机器人一、教学内容分析本课先从认识光敏传感器开始，让学生从机器人能够从“自动寻光”的原理入手，首先理解硬件是如何工作的；以解决问题为任务驱动，引导学生设计好程序。

通过学习如何在仿真界面中设置传感源的方法，用电脑仿真来检验程序。

最后在现实环境中让学生搭建好寻光机器人进行调试，以达到成功寻找光源的效果，体验成功搭建的乐趣和成就感。

二、学情分析本课的学习对象是小学五年级的学生，他们通过前面五课内容的学习已经基本掌握了诺宝RC软件编写程序的基本方法，并且理解了“多次循环”“永久循环”和“条件判断”模块在程序中的基本用法。

学生已经能够体验到程序编写的乐趣和用程序来驱动机器人的成就感，他们对于新的传感器的学习充满着热情和学习兴趣，本课的内容对于学习对象来说，是对之前编写内容的巩固和深入练习。

三、教材目标（一）知识与技能1、了解光敏传感器的组成及工作原理。

2、掌握光敏传感器的应用。

3、能够在仿真界面中设置虚拟光源测试机器人程序。

4、能够搭建寻光机器人，并会在真实环境中调试机器人。

（二）教学过程与方法1、通过自主学习、小组合作探究，掌握带有光敏传感器的程序编写方法。

2、通过大胆尝试和不断反思，学会在仿真界面中设置虚拟光源的方法。

3、通过积极思考、动手实践，学会搭建和调试寻光机器人。

（三）情感、态度和价值观1、进一步体验程序设计的乐趣，激发学习的积极性。

2、善于探究和分享，在解决寻光机器人的设计过程中，学会与他人合作研究，体验共同解决问题的乐趣和成就感。

3、积极思考，在已经掌握的知识技能基础上拓展思路、大胆尝试，养成不怕困难、勇于创新的优秀品质。

四、教学重点和难点重点：认识光敏传感器的构造及工作原理，掌握寻光机器人程序的编写方法，学会在仿真界面设置虚拟光源，能够搭建并调试寻光机器人寻找光源。

难点：光敏变量表达式，寻光机器人程序的编写方法。

五、教学方法教法：情境教学法、讲授法、任务驱动法学法：自主探究、小组合作六、设计理念本课的设计理念是：一条主线，四重探索，一个总任务。

06第06课《机器人循光》教学设计教学设计：第06课《机器人循光》一、教学目标：1. 知识目标：了解机器人循光原理、结构和功能。

2. 技能目标：学会使用光电传感器和编程语言控制机器人实现循光行走。

3. 情感目标：培养学生的动手实践能力和创新思维，增强对科技的兴趣。

二、教学准备：1. 教具准备：机器人套件、光电传感器模块、编程软件等。

2. 实验环境：教室桌面或实验室空间。

3. 学生准备：提前学习与机器人编程相关的课程内容。

三、教学过程：本节课主要分为引入、实验、展示和反思四个环节。

具体流程如下：引入：1. 老师简要介绍机器人循光的背景，引起学生对主题的兴趣。

2. 老师提问：在生活中，我们经常接触到循光设备吗？有哪些常见的应用场景？实验：1. 老师将机器人套件分发给学生，让学生观察并了解其结构和功能。

2. 老师讲解光电传感器的原理和使用方法，并演示光电传感器实现循光功能。

3. 学生根据老师提供的实验指导，自行连接光电传感器模块，并编写程序控制机器人循光行走。

4. 学生进行实验操作，调试机器人的行走轨迹，通过修改程序实现更精准的循光效果。

展示：1. 学生展示自己调试完成的机器人，演示其循光行走的效果。

2. 学生可以自由发挥，添加额外的功能或进行扩展性实验。

反思：1. 学生和老师共同回顾实验过程，总结实验中遇到的问题和解决方法。

2. 学生发表个人感想，分享改进机器人性能的想法。

3. 老师对学生的表现进行评价，给予肯定和指导。

四、教学评价：1. 学生的实验报告：包括实验目的、步骤、结果及自我总结等。

2. 学生的实验操作和展示：观察学生是否能独立完成实验操作，机器人是否能准确地循光行走。

3. 学生的讨论和互动：观察学生对课题的兴趣程度、思维活跃度以及彼此之间的合作交流。

五、教学拓展：1. 给予学生更多探索和创新的机会，鼓励他们在原有实验基础上进行改进和深化。

2. 引导学生思考，探究如何将循光原理应用到实际生活中，从而促进他们对科技创新的思考。

第1章控制系统导论基础练习题下面的系统都可以用框图来表示它们的因果关系和反馈回路（有反馈时）。

试辨识每个方框的功能，指出其中的输入变量、输出变量和待测变量。

必要时请参考图1.3。

E1.1描述能测量下列物理量的典型传感器：（a）线性位置（b）速度（或转速）（c）非重力加速度（d）旋转位置（或角度）（e）旋转速度（f）温度（g）压力（h）液体（或气体）流速（i）扭矩（j）力【解析】（a）位置传感器：用来测量机器人自身位置的传感器。

（b）转速传感器：是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。

（c）重力加速度传感器：能够感知到加速力的变化的传感器。

（d）角度传感器：用来检测角度的传感器。

（e）转速传感器：是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。

（f）温度传感器：指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。

（g）压力传感器：是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的传感器。

（h）流量传感器：测定吸入发动机的空气流量的传感器。

液体流量计传感器：用来测量各种导电液体介质的体积流量的传感器。

（i）扭矩传感器：将扭力的物理变化转换成精确的电信号的传感器。

（j）测力传感器：在受到外力作用后，粘贴在弹性体的应变片随之产生形变引起电阻变化，电阻变化使组成的惠斯登电桥失去平衡输出一个与外力成线性正比变化的电量电信号的传感器。

E1.2描述能实现下列转化的典型执行机构：（a）流体能到机械能（b）电能到机械能（c）机械形变到电能（d）化学能到运动能【解析】（a）液压马达、液压缸（b）电动机（c）形变发电装置（d）内燃机E1.3精密的光信号源可以将功率的输出精度控制在1%之内。

激光器由输入电流控制，产生所需要的输出功率。

作用在激光器上的输入电流由一个微处理器控制，微处理器将预期的功率值，与由传感器测量得到的，并与激光器的实际输出功率成比例的信号进行比较。

试辨识指明输出变量、输入变量、待测变量和控制装置，从而完成这个闭环控制系统的如图E1.3所示的框图。

《机器人循光》教学设计一、教材分析在学生机器人中，红外传感器是重要的传感器之一，它的参数设置也为机器人沿线等活动打下了基础。

因此，本课属于承上启下的基础课程。

在知识结构上介于简单程序和较为复杂的程序（如条件循环语句等）之间，需要教师细化教学内容，并帮助部分学生理解程序的流程。

二、学情分析学生在前几课的学习中，已经能够执行基本的机器人命令了。

在这节课的学习中，可以通过实例中遇到的各种情况理解分支结构的意义，让学生有更多的感性体验。

三、教学目标与要求1. 了解红外传感器的工作原理，通过体验单分支结构语句的含义，能够在机器人平台中编写机器人循光运动的程序。

2. 依据流程图进行程序设计，通过设计任务让学生在探索中得到思维的培养，发挥学生的自主学习能力。

3. 在小组合作中让学生自主探究、动手实践，并以学生已有知识为前提进行点拨与启发。

4. 培养规范的机器人运动编程步骤，激发学生的多选择性创新思维能力。

四、教学重点与难点1. 重点：单分支语句的理解与程序设置。

2. 难点：多种情况下机器人的不同应对程序。

五、教学方法与手段任务驱动、自主探究，分组协作、启发式教学。

六、课时安排安排1课时。

七、教学准备主题器材、学习单、教学课件。

八、教学过程（一）生活导入，提出问题1.播放视频：《机器人清洁工》2.猜一猜：为什么机器人能自动识别地面，并清洁干净呢学生畅所欲言。

3. 今天，老师就给大家介绍引导机器人前行的一种策略——循光。

（板书：机器人循光。

）学生制定游戏的规则，思考如何才能自动讨论机器人的判断过程。

【设计意图】从生活中的实例入手，帮助学生建立与机器人间的亲近感，激发学生的学习兴趣，渗透机器人智能化的意识。

（二）原理认知1. 机器人演示：机器人遇到强光时发出鸣叫。

图12．探索：机器人在什么情况下会叫它怎么知道前方有情况呢3. 认识红外传感器的工作原理。

红外传感器就像蝙蝠一样，从它的红外发光管中发出红外线，并用接收管来检测是否有反射光，判断是否有障碍物。

粤教版信息技术五年级上册第6课《寻光机器人》说课稿一. 教材分析《寻光机器人》是粤教版信息技术五年级上册第6课的内容。

本节课的主要任务是通过学习，让学生了解和掌握寻光机器人的基本原理和制作方法。

教材以生动有趣的故事为背景，引导学生进入学习情境，通过操作实践，培养学生的动手能力和创新能力。

教材内容丰富，既有理论知识，也有实践操作，使学生在学习过程中能够充分理解和掌握寻光机器人的相关知识。

二. 学情分析五年级的学生已经具备了一定的信息技术基础，对机器人有一定的好奇心和兴趣。

他们在学习过程中积极主动，愿意尝试新事物。

但同时，五年级学生的思维方式和认知水平还处于发展阶段，需要通过具体的事物和操作来帮助他们理解和掌握知识。

因此，在教学过程中，要充分考虑学生的年龄特点和认知水平，采用适当的教学方法和手段，激发学生的学习兴趣，提高他们的学习效果。

三. 说教学目标1.知识与技能：让学生了解和掌握寻光机器人的基本原理和制作方法。

2.过程与方法：通过实践操作，培养学生的动手能力和创新能力。

3.情感态度与价值观：培养学生对信息技术的兴趣，增强他们的信息意识，提高他们的信息素养。

四. 说教学重难点1.重点：寻光机器人的基本原理和制作方法。

2.难点：如何设计制作出能够准确寻光的机器人。

五. 说教学方法与手段1.教学方法：采用问题驱动法、案例教学法和小组合作法。

2.教学手段：利用多媒体课件、机器人模型和编程软件进行教学。

六. 说教学过程1.导入：以一个有趣的寻光机器人故事导入，激发学生的学习兴趣。

2.讲解：讲解寻光机器人的基本原理和制作方法，引导学生了解相关知识。

3.实践：学生分组进行实践操作，制作属于自己的寻光机器人。

4.展示：学生展示自己的作品，分享制作过程中的心得体会。

5.总结：总结本节课所学内容，强调重点知识。

七. 说板书设计板书设计要简洁明了，突出重点。

主要包括以下内容：1.寻光机器人的基本原理2.寻光机器人的制作方法3.制作过程中的注意事项八. 说教学评价教学评价主要包括以下几个方面：1.学生对寻光机器人基本原理和制作方法的掌握程度。