仿生爬虫机器人实验指导书

实验1机器人机械系统一、实验目的1、了解机器人机械系统的组成；2、了解机器人机械系统各部分的原理和作用；3、掌握机器人单轴运动的方法；二、实验设备1、RBT-5T/S02S教学机器人一台2、RBT-5T/S02S教学机器人控制系统软件一套3、装有运动控制卡的计算机一台三、实验原理RBT-5T/S02S五自由度教学机器人机械系统主要由以下几大部分组成：原动部件、传动部件、执行部件。

基本机械结构连接方式为原动部件——传动部件——执行部件。

机器人的传动简图如图2——1所示。

图2-1机器人的传动简图Ⅰ关节传动链主要由伺服电机、同步带、减速器构成，Ⅱ关节传动链有伺服电机、减速器构成，Ⅲ关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成，Ⅳ关节传动链主要由步进电机、公布戴、减速器构成，Ⅴ关节传动链主要由步进电机、同步带、锥齿轮、减速器构成在机器人末端还有一个气动的夹持器。

本机器人中，远东部件包括步进电机河伺服电机两大类，关节Ⅰ、Ⅱ采用交流伺服电机驱动方式：关节Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ采用步进电机驱动方式。

本机器人中采用了带传动、谐波减速传动、锥齿轮传动三种传动方式。

执行部件采用了气动手爪机构，以完成抓取作业。

下面对在RBT-5T/S02S五自由度教学机器人中采用的各种传动部件的工作原理及特点作一简单介绍。

1、同步齿形带传动同步齿形带是以钢丝为强力层，外面覆聚氨酯或橡胶，带的工作面制成齿形（图2-2）。

带轮轮面也制成相应的齿形，靠带齿与轮齿啮合实现传动。

由于带与轮无相对滑动，能保持两轮的圆周速度同步，故称为同步齿形带传动。

同步齿形带传动如下特点：1.平均传动比准确；2.带的初拉力较小，轴和轴承上所受的载荷较小；3.由于带薄而轻，强力层强度高，故带速可达40m/s,传动比可达10，结构紧凑，传递功率可达200kW，因而应用日益广泛；4.效率较高，约为0.98。

5.带及带轮价格较高，对制造安装要求高。

同步齿形带常用于要求传动比准确的中小功率传动中，其传动能力取决于带的强度。

基于生物仿生的智能机器人设计实验报告一、实验背景随着科技的飞速发展，智能机器人在各个领域的应用越来越广泛。

为了提高机器人的性能和适应性，生物仿生学成为了一个重要的研究方向。

生物经过漫长的进化，形成了各种精妙的结构和功能，通过研究和模仿生物的特点，可以为智能机器人的设计提供新的思路和方法。

二、实验目的本实验旨在通过对生物结构和功能的研究，设计一款具有仿生特点的智能机器人，使其能够在特定环境中完成复杂的任务，并具备良好的适应性和灵活性。

三、实验原理（一）生物仿生学原理生物仿生学是模仿生物系统的原理来构建技术系统，或者使人造技术系统具有类似于生物系统特征的科学。

生物在进化过程中形成了许多优秀的适应环境的特性，如昆虫的飞行机制、鱼类的游动方式、人类的运动协调能力等。

（二）机器人学原理机器人学涉及机械设计、自动控制、传感器技术、计算机科学等多个领域。

通过合理的机械结构设计、精确的控制系统和灵敏的传感器，使机器人能够按照预定的程序和方式完成各种动作和任务。

四、实验材料与设备（一）硬件材料1、高强度轻质金属材料，用于构建机器人的骨架和外壳。

2、高性能电机和驱动器，提供动力。

3、各种传感器，如视觉传感器、距离传感器、力传感器等，用于感知环境。

4、微控制器和电路板，用于控制机器人的动作和处理传感器数据。

（二）软件工具1、机器人编程软件，用于编写控制程序。

2、三维建模软件，用于设计机器人的结构。

3、数据分析软件，用于处理实验数据。

五、实验过程（一）生物模型选择经过对多种生物的研究和分析，我们选择了昆虫中的蚂蚁作为仿生对象。

蚂蚁具有出色的感知能力、运动协调能力和团队协作能力，这些特点对于智能机器人在复杂环境中的应用具有重要的借鉴意义。

（二）结构设计1、外形设计根据蚂蚁的身体结构，设计了机器人的外形。

机器人的身体采用分段式结构，便于灵活运动。

头部安装了视觉传感器和距离传感器，用于感知周围环境。

2、运动机构设计模仿蚂蚁的六条腿运动方式，设计了机器人的腿部结构和驱动系统。

机器人实验指导书主编王俊于洋洋贺莹天津大学仁爱学院专用教材2017年6月实验须知1. 实验是学习现代制造技术课程不可缺少的组成部分，这对加深理解基本概念，巩固课堂上所学的知识都很重要，每次实验必须认真对待。

2.做实验前，必须认真预习有关课程内容和阅读实验指导书，熟悉实验内容和步骤。

3. 做实验时要严格按照实验指导书的内容，步骤进行，认真操作，做好实验记录。

4. 做完实验，请指导教师看实验结果，教师确认实验通过后．应将实验台恢复原状，经指导教师同意后才能离开实验室。

5. 每次实验后，按实验指导书的要求，填好实验报告，交给指导老师审阅。

实验一MD-1200机器人机构测绘和焊接实验（一）实验目的及意义1、实验意义：机器人技术是综合了许多学科的知识，例如计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当今研究领域十分重视的课题，机器人在很多领域都得到广泛应用。

机器人是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。

机器人具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。

目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人，而把工业机械人称为通用机器人。

简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。

工业机器人，一般指的是在工厂车间环境中，配合自动化生产的需要，代替人来完成材料或零件的搬运、加工、装配等操作的一种机器人。

国际标准化组织(ISO)在对工业机器人所下的定义是“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用设备，以执行种种任务”。

通过本次实验使学生充分认识焊接工业机器人结构组成及应用，熟练进行精确的测绘与控制，对于学好工业机器人技术及应用、机械工程测试技术基础等专业课程有着非常重要的意义。

2、实验目的：（1）掌握机器人的组成。

实验一机器人运动学实验一、基本理论本实验以SCARA四自由度机械臂为例研究机器人的运动学问题。

机器人运动学问题包括运动学方程的表示,运动学方程的正解、反解等,这些是研究机器人动力学和机器人控制的重要基础，也是开放式机器人系统轨迹规划的重要基础.机械臂杆件链的最末端是机器人工作的末端执行器（或者机械手),末端执行器的位姿是机器人运动学研究的目标，对于位姿的描述常有两种方法：关节坐标空间法和直角坐标空间法。

关节坐标空间：末端执行器的位姿直接由各个关节的坐标来确定,所有关节变量构成一个关节矢量，关节矢量构成的空间称为关节坐标空间。

图1—1是GRB400机械臂的关节坐标空间的定义。

因为关节坐标是机器人运动控制直接可以操纵的，因此这种描述对于运动控制是非常直接的。

图1-1 机器人的关节坐标空间图1-2 机器人的直角坐标空间法直角坐标空间:机器人末端的位置和方位也可用所在的直角坐标空间的坐标及方位角来描述，当描述机器人的操作任务时，对于使用者来讲采用直角坐标更为直观和方便（如图1—2）。

当机器人末端执行器的关节坐标给定时,求解其在直角坐标系中的坐标就是正向运动学求解（运动学正解）问题；反之，当末端执行器在直角坐标系中的坐标给定时求出对应的关节坐标就是机器人运动学逆解（运动学反解）问题.运动学反解问题相对难度较大，但在机器人控制中占有重要的地位。

机器人逆运动学求解问题包括解的存在性、唯一性及解法三个问题.存在性：至少存在一组关节变量来产生期望的末端执行器位姿，如果给定末端执行器位置在工作空间外，则解不存在.唯一性：对于给定的位姿，仅有一组关节变量来产生希望的机器人位姿.机器人运动学逆解的数目决定于关节数目、连杆参数和关节变量的活动范围.通常按照最短行程的准则来选择最优解,尽量使每个关节的移动量最小.解法：逆运动学的解法有封闭解法和数值解法两种。

在末端位姿已知的情况下，封闭解法可以给出每个关节变量的数学函数表达式；数值解法则使用递推算法给出关节变量的具体数值，速度快、效率高，便于实时控制。

“虫虫”特工队——机器人仿生小探究广东省佛山市顺德区北滘镇城区小学黄景华一、引言同学们，所谓的“仿生机器人”是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人。

目前在西方国家，机械宠物十分流行。

你们是否也想拥有自己的一个机器宠物呢？让我们一起走机器人仿生的小世界！二、任务1、什么是仿生？（请利用网络做有关的资料收集）“仿生”的含义：/view/327479.htm2、试举例身边常见的仿生现象（物品、工具……）“仿生”的例子：/i?tn=baiduimage&ct=201326592&lm=-1&cl=2&word=仿生3、如何仿生？昆虫的三大行为：爬行、避障、觅食……/i?tn=baiduimage&ct=201326592&lm=-1&cl=2&t=12&word=昆虫仿生三、过程“您好，欢迎进入机器人仿生探究的小天地。

在此之前，你是否做了充足的准备？你加入咱们的网络探究小组了吗？是否做过相关的信息收集？比如：你知道什么是仿生吗？生活中，仿生的现象无所不在，你知道的有哪些？试举例，并与你身边的同学说说。

如果你能轻松回答上述的问题，老师相信你一定做了大量功夫，那么请你开始下面的活动吧。

”机器人的判断：四、评价看看你能得到几颗星！五、结论同学们，在本探究活动中，我们通过仿生学习网、机器人虚拟构造、实体机器人现场展示等多个环节，大家合力营造了一个多层次的探究环境。

同学们自主协作、大胆探究、勇于创新、勤于实践的能力相当令人感动。

而最终实现的昆虫仿生三大行为：爬行、避障、觅食……这是对我们劳动成果的充分肯定！老师让大家学习信息技术，学习机器人，并不要求大家将来都投身机器人开发行业。

但如果能通过这一活动，让同学们在玩中学，在做中学，这对自己的创意思维及实践能力绝对是一次重大的提升。

下面是几个相关的机器人网址，请大家在活动之余，也能进行更多探索与学习：*中国机器人网/*广茂达/*中鸣/*乐高/六、课外讨论区“仿生学贴吧”/f?kw=仿生学。

爬虫机器人产品说明书
一、产品简介
本产品是一款爬虫机器人，旨在帮助用户及时获取互联网上最新的信息和资讯。

该产品采用了先进的技术，如联网、爬虫技术等，可以快速索引互联网各类网站并获取最新信息。

该产品可以根据用户的需求设定不同的爬取条件，采集符合条件的信息并整理后呈现给用户，以满足用户对于信息采集的需求。

二、产品特点
1、快速：采用最先进的爬虫技术，快速索引符合条件的网站，收集信息，极大地提升了信息获取的速度和效率。

2、智能爬取：可根据用户自定义的爬取条件，爬取符合条件的相关信息，避免浪费时间在无用信息上。

3、精准定位：可以通过定位获取指定地区的信息，从而更加精准地获取所需内容。

4、自动更新：定时自动采集最新的信息，为用户提供最新、最准确的资讯服务。

三、使用方法
1、安装和配置：安装好系统后，用户需要设置爬虫机器人的配置参数，包括爬取的范围、深度等，以便爬虫能够更加准确地获取信息。

2、启动爬虫：点击“开始爬取”按钮，爬虫机器人就会开始爬取网络上的网页，根据设定好的条件获取相应的信息。

机器人课程实验指导书实验一机器人仿真平台的应用实验目的：1. 熟悉机器人仿真平台AI-RCJ的安装、组成2. 掌握机器人仿真平台的系统参数设置。

3. 学会简单的机器人程序的设计与调试方法。

实验内容：1. 机器人仿真平台AI-RCJ的安装2. 机器人仿真平台的系统参数设置。

3. 简单的机器人程序的设计。

实验设备：安装AI-RCJ机器人仿真平台的PC机实验学时：2学时实验类型：验证性实验指导教材：《AI-RCJ C语言教程教材》. 中鸣公司. 2008《AI-RCJ 图形化编程教材》. 中鸣公司. 2008实验步骤：(每个学生独立完成本次实验的内容，并写出实验报告)1、机器人仿真平台的系统参数设置练习使用提供的机器人程序新建一场比赛，通过观察不同参数值时的比赛，掌握各参数的作用。

(机器人程序在文件夹“robot”中)。

导入机器人程序步骤：打开AI-RCJ4.0运行平台，菜单项->工具->机器人管理->导入然后再弹出的窗口中找出需要导入的机器人文件(zip或者jar文件)机器人就会被导入(通常在default或者用户自己新建的包里面)新建比赛步骤：然后新建比赛，选择刚刚导入的两队机器人，进行比赛。

2、编写一个简单行走的机器人。

机器人不断重复以下运动：先后退500个单位距离，再前进500个单位距离。

3、编写一个简单行走的机器人。

机器人在点(500,500)和点(100,100)之间来回运动。

4、编写一个简单行走的机器人。

机器人不断重复以下运动：运动到点(100,100)，延时50个单位时间，再运动到点(500,500)。

5、编写一个简单转动的机器人。

机器人不断重复以下运动：先左转90度，再右转90度。

6、编写一个简单转动的机器人。

机器人不断重复以下运动：先转到90度，再转到270度。

7、编写一个简单转动的机器人。

机器人不断重复以下运动：绕着边长为500的正方形行走。

8、编写一个简单转动的机器人。

机器人创新实验指导书1. 简介机器人创新实验是一项创造性的实践活动，旨在培养学生的动手能力、创新意识和解决问题的能力。

通过设计、搭建、编程和测试机器人模型，学生可以深入了解机器人技术的原理和应用，并能够运用所学知识解决现实生活中的问题。

本指导书将帮助学生理解机器人创新实验的基本概念和步骤，提供详细的实验指导，并引导学生进行创新思考和进一步改进。

2. 实验准备在进行机器人创新实验之前，需要做好以下准备工作：2.1 材料准备准备以下材料：•机器人平台（如Lego Mindstorms EV3套装）•传感器模块（如触碰传感器、颜色传感器等）•电池组•电脑或智能设备•编程软件（如Lego Mindstorms EV3软件）2.2 知识储备在进行机器人创新实验之前，建议学生具备以下基础知识：•了解机器人的基本原理和组成部分•掌握基本的编程概念和语法•熟悉机器人的传感器和执行器的使用方法•具备基本的问题解决能力和创新思维3. 实验步骤3.1 确定实验目标在进行机器人创新实验之前，需要确定实验的目标和问题。

学生可以根据自己的兴趣和实际需求确定一个具体的问题，如设计一个能够自动清扫房间的机器人。

3.2 设计机器人模型根据实验目标和问题，学生需要设计一个机器人模型。

可以根据实际需要选择合适的机器人平台和传感器模块，并根据功能需求设计机器人的结构和布局。

3.3 搭建机器人模型根据设计的机器人模型，学生需要将机器人模型搭建起来。

根据机器人平台的说明书和教程，按照设计进行搭建，确保机器人结构的稳定和可靠。

3.4 编程控制利用编程软件，学生需要编写机器人的控制程序。

根据实验目标和问题，学生可以利用传感器的输入和执行器的输出，编写控制程序来实现所需功能。

可以使用编程软件提供的图形化编程界面或文本化编程界面来编写程序。

3.5 测试和调试在完成编程后，学生需要进行测试和调试。

测试时，学生可以通过手动操控机器人或设定一些测试场景来检查机器人的功能和性能。

龙源期刊网
仿生机器人爬虫
作者：彭珊庄璐曦
来源：《青少年科技博览（中学版）》2005年第02期
我们的家在南方丘陵地带。

每到春夏季节，房前屋后总可以发现许多小爬虫，它们满世界悠闲地转悠着。

我们曾把它们逮住，囚禁在玻璃瓶中进行观察，从中受到不少启发。

它们那奇特的身躯，众多的长腿，爬墙下地，翻窗穿洞的本领，不正是我们研制机器人仿生技术所追求的吗?通过思考、研究，我们在老师的指导下，参考蒸汽火车车头的机械运动，根据曲轴连杆的工作原理，设计制作了一个仿生机器人爬虫，它的主要特点是将机械的轮式运动改为模仿动物的爬行运动。

我们设计制作的这个仿生机器人爬虫，是以蝎子为原形设计的，因为，蝎子的生理特征非常适合我们的创作意图。

蝎子的首部有一对有力且粗大的钳形触肢，有一般昆虫所没有的8只步足，口器两侧生有一对螯肢，螯肢前端有锯齿突起便于捕取东西，还有椭圆形的躯干和细长分节上翘如尾巴状的后腹部。

蝎子的这些生理特征，给仿生机器人今后的实际应用提供了很好的帮助。

例如，我国登月计划中的月球采样车，如果采用蝎子的结构进行设计，那它首部的钳形触肢与口器两侧的螯肢，就是非常棒的机械臂了，可很好地发挥采样、开道等功能。

椭圆形的身躯就是大容量的仪器设备仓和储运仓，细长上翘的后腹部，可以设计成起重臂和高空采样、观察、自卫的平台。

8只修长的步足，将在荒漠的月球上行走自如。

幼儿园仿生机器人编程教案及儿童体验一、教案教学目标：1.了解仿生机器人的基本概念和原理；2.学习如何对仿生机器人进行编程；3.发展幼儿的创造力和解决问题的能力。

教学准备：1.仿生机器人；2.电脑及编程软件；3.玩具积木或其他材料。

教学过程：1.导入（5分钟）教师向幼儿介绍仿生机器人的概念，并引导幼儿进行讨论，了解幼儿对机器人的认识。

2.演示（10分钟）教师向幼儿演示如何对仿生机器人进行编程。

可以选择一个简单的指令，比如让机器人从点A走到点B，然后回到点A。

3.实践（20分钟）幼儿分成小组，每个小组分配一个仿生机器人和编程软件。

教师指导幼儿尝试编写一些简单的指令，让机器人进行相应的动作。

比如让机器人走直线、转弯等。

4.创作（25分钟）鼓励幼儿自由发挥，设计并编写一段程序，让机器人完成一个特定的任务。

可以提供一些问题或主题，激发幼儿的创造力，比如让机器人模仿其中一种动物的行动，或者设计一个迷宫让机器人找到出口。

5.分享（10分钟）每个小组将自己编写的程序进行演示，并向其他小组展示机器人的动作和任务完成情况。

6.总结（5分钟）教师与幼儿一起回顾整个过程，总结编程的重要性，并提醒幼儿将所学到的技能应用到日常生活中。

二、儿童体验儿童体验是指让幼儿通过亲身参与、体验的方式来学习。

在这个教案中，幼儿将通过编写程序和操控仿生机器人来进行学习。

1.激发学习兴趣：幼儿可以通过编写程序和操控机器人来实现自己的想法，这种体验方式可以激发他们的学习兴趣。

2.培养创造力：在完成编程任务的过程中，幼儿需要思考如何将自己的想法转化为机器人的动作，这样可以培养他们的创造力和解决问题的能力。

3.培养团队合作精神：幼儿在小组中合作完成任务，相互协作，共同解决问题，培养团队合作精神。

4.提高动手能力：幼儿需要亲自操控机器人，这样可以提高他们的动手能力和操作技能。

5.学以致用：通过这种体验方式，幼儿可以将所学到的编程技能应用到日常生活中，例如编写程序控制家庭智能设备。

机器人技术实验指导书郑嫦娥编写北京林业大学工学院机械工程系目录实验一搭建机器蠕虫 (2)实验二机器人传感－控制－决策实验 (7)实验一搭建机器蠕虫【实验目的】（1）了解机器人的组成，（2）通过搭建机器蠕虫，熟悉机器人机械、控制、驱动、传感等各模块基本构成。

（3）通过控制机器蠕虫运动，熟悉MRcommander的使用。

【实验设备】博创机器人套件：A、B箱【实验内容】搭建机器蠕虫，并控制其运动。

【实验步骤】（1）首先利用博创套件，搭建由4个完全相同的关节串联的机器蠕虫。

图1 机器蠕虫的一个关节图2 4个关节串联的机器蠕虫（2）熟悉MultiFLEX控制卡的各种接口，以旧卡（体积小）为例：A：电源接口：+5~6VB：控制板总线C：4路电机接口，最大允许电流2A，电机红线＋，白线－。

连接时，白线朝电路板外侧。

D：RS-232串口，5口串口线。

插头上▲与电路板上NC对齐。

E：7路模拟量输入AD0~AD6，允许输入0~5V模拟量，主要用于传感器信号采集。

电路板外侧是地（对应“－”号），中间是电源（对应“＋”号），内侧是信号输入线。

F：12路PWM舵机控制PW0~PW11，分成了4组。

舵机引线是三芯杜邦头，棕色线是地，橙色线是电源，黄色线是信号线。

棕色线在电路板外侧。

G：16路I/O口，在MRcommander中可以被配置为输入或者输出。

如果被配置为输入，主要用于采集开关、数字式传感器的状态。

如果被配置为输出，高电平为控制器电源电压，低电平为0，可以用于驱动LED、微型电机等。

其中靠近电路板外侧是地，中间是电源，内侧是信号线。

H：A VR单片机在线编程接口。

控制器上使用A VR ATMega128微处理器，具备在线编程功能。

交叉编译好的二进制文件可以通过该接口下载到处理器内置的FLASH 中运行。

I：控制卡功能选择拨码开关，共8路。

第一路拨到ON为接通。

1)第1、2路ON，第3、4路OFF：通过RS232与上位机通讯；第1、2路OFF，第3、4路ON：通过标准总线与上位机通讯。

一、实验目的1. 了解机械昆虫的基本结构和工作原理；2. 掌握机械昆虫的组装和调试方法；3. 观察机械昆虫的活体运动状态，分析其运动特性；4. 探讨机械昆虫在实际应用中的可能性和局限性。

二、实验原理机械昆虫是一种仿生机器人，通过模仿昆虫的形态、结构和运动方式，实现对昆虫行为的模拟。

其基本原理是利用电机、齿轮、舵机等机械元件，通过编程控制，使机械昆虫实现飞行、爬行、跳跃等多种运动方式。

三、实验器材1. 机械昆虫套件（含电机、齿轮、舵机、电路板、电池等）2. 编程器3. 螺丝刀4. 导线5. 电源四、实验步骤1. 组装机械昆虫（1）按照说明书，将各个机械元件按照顺序组装在一起；（2）连接电路板、电机、舵机等元件；（3）将电池安装在机械昆虫的腹部。

2. 编程调试（1）使用编程器编写控制机械昆虫的程序，包括飞行、爬行、跳跃等动作；（2）通过编程器将程序下载到机械昆虫的电路板中；（3）调整电机、舵机的参数，使机械昆虫的动作更加流畅。

3. 观察实验（1）打开电源，启动机械昆虫；（2）观察机械昆虫的运动状态，记录其飞行、爬行、跳跃等动作；（3）分析机械昆虫的运动特性，如速度、稳定性、灵活性等。

4. 数据分析（1）记录实验过程中机械昆虫的各项性能指标；（2）分析机械昆虫的优缺点，探讨其改进方向。

五、实验结果与分析1. 机械昆虫的组装和调试过程较为简单，按照说明书操作即可完成；2. 机械昆虫的运动状态良好，飞行、爬行、跳跃等动作较为流畅；3. 机械昆虫的速度较快，稳定性较好，但灵活性有待提高；4. 机械昆虫的电池续航能力一般，需进一步优化。

六、实验结论1. 机械昆虫是一种具有较高实用价值的仿生机器人；2. 通过实验，掌握了机械昆虫的组装、调试和编程方法；3. 机械昆虫在实际应用中具有广泛的前景，如军事侦察、环境监测、灾害救援等。

七、实验改进建议1. 优化机械昆虫的电池设计，提高续航能力；2. 优化电机、舵机等元件，提高机械昆虫的灵活性和稳定性；3. 研究机械昆虫在不同环境下的运动特性，提高其实际应用效果。

科学爬虫机器人教案设计方案教案标题：科学爬虫机器人教案设计方案教学目标：1. 了解爬虫机器人的基本原理和结构。

2. 掌握如何设计和制作一个简单的爬虫机器人。

3. 培养学生的动手能力和创新思维。

教学准备：1. 爬虫机器人的零件和材料：电机、轮子、螺丝、螺母、电线等。

2. 工具：螺丝刀、剪刀、焊接工具等。

3. 实验室或教室内的空间，以供学生进行实验和组装。

教学过程：1. 导入（5分钟）- 向学生介绍科学爬虫机器人的概念和应用领域。

- 引发学生对爬虫机器人的兴趣和好奇心。

2. 知识讲解（15分钟）- 讲解爬虫机器人的基本原理和结构。

- 解释电机、轮子和螺丝等零件的功能和作用。

- 引导学生思考如何设计和制作一个简单的爬虫机器人。

3. 实践操作（30分钟）- 将学生分成小组，每个小组分配一个爬虫机器人的制作任务。

- 学生根据所学知识和指导，使用提供的零件和工具进行组装和焊接。

- 教师和助教在一旁提供指导和帮助。

4. 实验展示和讨论（15分钟）- 每个小组展示他们制作的爬虫机器人，并解释其设计和原理。

- 学生之间进行互动和讨论，分享彼此的经验和观点。

- 教师引导学生总结和归纳制作过程中的关键问题和解决方法。

5. 总结和评价（10分钟）- 教师总结本节课的重点内容和学生的表现。

- 学生对本节课的学习进行自我评价，并提出改进的建议。

- 教师鼓励学生继续探索和创新，发展他们的科学技能和兴趣。

教学延伸：1. 学生可以尝试改进他们制作的爬虫机器人，增加新的功能或特性。

2. 学生可以进行更深入的研究，了解更复杂的爬虫机器人设计和应用。

3. 学生可以参加科学竞赛或展览，展示他们的爬虫机器人作品。

教学评估：1. 学生的实际操作和展示表现。

2. 学生对爬虫机器人原理和设计的理解程度。

3. 学生的创新思维和解决问题的能力。

备注：根据学生年级和学科要求，教案中的时间安排和教学内容可以进行适当调整和修改。

一、实验背景随着科技的发展，仿生学在各个领域都取得了显著的成果。

仿生电子昆虫作为一种新型的仿生机器人，具有体积小、成本低、操作灵活等优点，在军事侦察、环境监测、医疗手术等领域具有广泛的应用前景。

本实验旨在研究并实现一种不破坏神经系统的电子蟑螂，通过模拟蟑螂的神经系统，实现对蟑螂行为的远程控制。

二、实验目的1. 研究蟑螂的神经系统结构，了解其行为规律；2. 设计并制作一种不伤害蟑螂神经系统的电子控制装置；3. 通过实验验证电子蟑螂的远程控制效果。

三、实验材料1. 蟑螂若干；2. 传感器；3. 微控制器；4. 通信模块；5. 电池；6. 线路板；7. 仪器设备：显微镜、示波器、信号发生器等。

四、实验步骤1. 观察蟑螂的神经系统结构，了解其行为规律；2. 设计电子控制装置，包括传感器、微控制器、通信模块等；3. 制作电子控制装置，并确保其与蟑螂触角的连接不会对蟑螂造成伤害；4. 将电子控制装置安装到蟑螂背部，并进行调试；5. 通过信号发生器发送控制信号，观察蟑螂的行为变化；6. 逐步调整控制信号，实现对蟑螂行为的远程控制；7. 记录实验数据，分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 观察蟑螂的神经系统结构，发现蟑螂的触角对环境变化非常敏感，通过刺激触角可以诱导蟑螂改变行动方向；2. 设计的电子控制装置包括传感器、微控制器、通信模块等，其中传感器用于检测环境变化，微控制器用于处理传感器数据，通信模块用于发送控制信号；3. 通过实验验证，电子控制装置成功安装在蟑螂背部，且对蟑螂神经系统的损伤极小；4. 在信号发生器发送控制信号后，蟑螂的行为发生了明显的变化，证明了电子蟑螂的远程控制效果；5. 通过调整控制信号，可以实现蟑螂的定向移动、转弯等行为。

六、实验结论1. 本研究成功设计并制作了一种不伤害蟑螂神经系统的电子控制装置，实现了对蟑螂行为的远程控制；2. 该电子蟑螂在军事侦察、环境监测、医疗手术等领域具有潜在的应用价值；3. 在今后的研究中，将进一步优化电子蟑螂的设计，提高其性能和稳定性。

科学探索活动手册教师参考资料第四章机器人设计（2）活动项目二六足爬虫一、教学目标1、理解什么是摇杆机构。

2、尝试着根据需要设计一个摇杆机构。

3、搭建一个由电机驱动，通过摇杆机构传递动力，可六足行走的机械爬虫。

二、教学重、难点理解摇杆机构原理，掌握BDS编程软件的应用。

三、主要教学方法演示法、任务驱动法、课堂讨论法、讲授法、案例教学法。

四、教学准备1、六足爬虫模型每小组一套；2、中小学通用技术课程配套教材第二册《科学探索》活动手册105页《活动准备》里面的结构胶件每小组一套（有条件每人一套）；3、BDS机器人编程软件、教学课件五、教学过程（一）创设情境导入1、如何使六足机械爬虫在行走过程中保持平衡？2、如何使六足机械爬虫在行走过程中六足平稳地进行交替？（二）教学活动环节设计1、展示六足机械爬虫机器人，按下主控器上的电源键，六足机械爬虫机器人在程序控制下向前行走、向后倒退。

让学生观察六足机械爬虫机器人，分析它由哪几个部分组成，每个部分分别起什么作用。

六足爬虫行走时，六足主要是曲柄与摇杆配合，通过减速马达带动曲柄连动摇杆，六足启动执行。

2、学生根据书本的搭建步骤搭建六足机械爬虫机器人或自己设计六足机械爬虫机器人，教师巡视，当学生在搭建过程中遇到到问题时，引导学生分析问题、解决问题。

注意，六足爬虫的六足连杆容易出现死点。

3、当学生都搭建好六足机械爬虫机器人，开始讲解和启发学生在BDS编程软件中，如何编写六足机械爬虫机器人的流程图程序。

如果有条件可以在让学生编写程序同时教师在旁边指导。

可以让学生自由发挥，设置不同的执行模块，最终目的是让六足爬虫能前进与后退。

5、让学生自己插好程序下载线，按下主控器上的电源键，打开电源，把编译好的程序下载到主控器中。

待程序下载完毕后，再次按下控制器上的电源键，关闭电源，拔出程序下载线。

将六足机械爬虫机器人的轮驱动电机都连接到控制器输出口上。

按下控制器上的电源键，测试六足机械爬虫机器人的效果，并进行相应的调试和改进。