乐高机器人简单讲义
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第二课认识乐高蓝牙机器人系统____NXT授课时间参加教师活动目的: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,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“Ma c 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 Fi les我的文件”、“Try me测试”、“Settings设置”、“Bluetooth蓝牙”、“View 查看”、“NXT Program NXT程序”。
机器人组装第一步:第二步:第三步:第四步:第五步:第六步:第七步:第九步:第十步:NXT控制器软件面板: A B C1 2 3 4NXT智能积木块有三个输出端口,分别为A、B、C,可以连接电机和灯泡。
NXT有四个输入端口1、2、3、4,连接不同的传感器,通过转换器可连接RCX系列传感器。
菜单栏工具栏1.模块面板程序名字2.编程区面板基本面版完整面板自定义面3.控制面板4.参数设置面板常用面板介绍完整面板介绍可以设置A、B、C三个输出端口连接方式,电机输出方向、能量级别和延续时间等。
记录A、B、C三个端口输出动作、可以设置记录时间,然后通过“播放”功能,将刚才NXT 执行的动作复制出来。
可以显示图像和文本,我们可以通过将“数字转换为文本”功能,将电机和传感器的数据实时显示在NXT屏幕上。
有时间和传感器等待,包括触动传感器、声音传感器、光电传感器和超声波传感器等待。
包括“无限循环、时间循环、传感器循环、次数循环和逻辑判断循环”。
通过程序下载声音文件到NXT,并保存在“sound files”文件中,可以选择软件自带的文件,也可以自己来编写。
分支条件有传感器和参数值判断,传感器分支包括“触动、声音、光电等”,参数值分支包括“数字判断、逻辑判断和文本判断”。
包含“常用面板”里所有的功能模块。
输出功能模块,包括单电机、灯泡、发送信息(通过蓝牙)、声音和NXT显示器输出模块。
可以设置NXT传感器,RCX传感器、计时器传感器、NXT按钮和接收信息。
包括“等待、循环、分支”结构功能模块和停止输出模块。
可以定义变量,能进行数据运算,包括加、减、乘、除、大小、范围和逻辑判断。
包括文本模块、数字转换文本模块、保持激活模块、文件存储模块、校准模块、重置电机模自定义面板:控制面板介绍:1. 点击弹出NXT 窗口,能查看NXT 连接状态、可用内存空间、电池电量和固件版本等信息。
2. 此按钮下载程序到NXT ,通过人为操作才能运行程序。
乐高机器人的工作原理乐高机器人是一种极具创造力和教育意义的玩具,通过组装积木和编程控制来实现不同的功能。
下面将详细介绍乐高机器人的工作原理,包括它的构成部分、传感器和执行器的作用,以及编程的重要性。
一、构成部分1. 积木:乐高机器人的主要构成部分是乐高积木,这些积木具有标准化的大小和连接接口,可以通过拼插的方式组装成各种形状和结构。
2. 控制器:乐高机器人也需要一个控制器来接收指令并控制机器人的行为。
控制器通常是一个计算机模块,具有处理器和内存等硬件资源,可以运行预先编写好的程序。
二、传感器和执行器1. 传感器:乐高机器人常用的传感器有触摸传感器、声音传感器、光线传感器和陀螺仪传感器等。
这些传感器能够接收外界的信号,并将其转化为机器人能够理解和处理的数据。
2. 执行器:乐高机器人常用的执行器有电动马达和伺服马达等。
执行器可以将控制器发送的指令转化为相应的动作,例如转动轮子、抬起机械臂等。
三、编程的重要性1. 图形化编程:乐高机器人通常使用图形化编程软件,例如乐高EV3软件。
这种编程方式通过拖拽和连接图形化的积木块来实现程序编写,使得编程过程更加直观和易于理解。
2. 逻辑思维:在乐高机器人编程中,需要考虑到各种情况和条件,并编写相应的逻辑来实现预期的功能。
这有助于培养儿童的逻辑思维能力和解决问题的能力。
3. 创造力发展:通过编程控制乐高机器人,儿童可以发挥自己的创造力,设计出各种有趣的机器人和交互式作品。
这有助于培养他们的创造力和创新精神。
4. 实践操作:乐高机器人提供了一个实践操作的平台,儿童可以动手构建和编程机器人,从而将理论知识应用到实际操作中。
这有助于加深对科学、技术、工程和数学等学科的理解和兴趣。
总结:乐高机器人的工作原理包括积木的组装、控制器的运行、传感器的感知和执行器的动作等。
通过编程控制乐高机器人,儿童可以培养逻辑思维能力和创造力,加深对科学和技术的理解和兴趣。
乐高机器人不仅是一种玩具,更是一种教育工具,帮助儿童在玩乐中学习和探索。
乐高推车机器人知识点总结乐高推车机器人是一种使用乐高积木搭建而成的机器人,可以实现一系列功能,如遥控行驶、自动避障、传感器感知等。
它不仅能够锻炼孩子的动手能力和创造力,还能够让孩子在搭建和编程机器人的过程中学习到科学知识和逻辑思维能力。
下面将从机器人的搭建原理、基本构件、传感器的应用、编程控制等几个方面对乐高推车机器人的知识点进行总结。
一、机器人的搭建原理乐高推车机器人的搭建原理是基于乐高积木的砌块连接,通过将各种不同功能的积木组合在一起,可以构建出不同形态和功能的机器人。
在搭建机器人的过程中,需要考虑积木的连接方式、稳定性以及承载能力等因素,以确保机器人能够正常运行和完成设计的功能。
二、基本构件乐高推车机器人的基本构件包括主体结构、电机、轮子、转向舵机、麦克风、传感器等。
主体结构是由各种不同形状和功能的积木拼接而成,用于支撑和固定其他构件。
电机是机器人的动力来源,通过接通电源来驱动机器人的运动和功能执行。
轮子是用来支撑和推动机器人的移动,通常通过电机的转动来驱动轮子的运动。
转向舵机则是用来控制机器人的转弯运动,通过控制转向舵机的角度来改变机器人的行进方向。
麦克风和传感器可以用来感知外界环境,从而实现避障、声音识别等功能。
三、传感器的应用在乐高推车机器人中,传感器的应用是非常重要的,它可以使机器人具有更强的智能化和自主性。
常用的传感器有触摸传感器、声音传感器、颜色传感器、红外传感器等。
触摸传感器可以用来检测机器人与外界物体的接触情况,从而实现避障和停止等功能;声音传感器可以用来识别声音指令,实现声控功能;颜色传感器可以用来识别不同颜色的物体,实现颜色辨识功能;红外传感器可以用来感知周围的环境和物体,从而实现自主导航和避障功能等。
四、编程控制乐高推车机器人可以通过编程来控制其运动和功能执行。
乐高的编程软件包括乐高EV3软件和乐高Spike编程软件等。
通过编程软件,可以为机器人设定不同的行为指令和逻辑控制,实现各种复杂的功能。
第二课认识乐高蓝牙机器人系统____NXT授课时间参加教师活动目的: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——MINDSTORMSNXT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LEGOMi ndstormsNXT”。
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LEGONXT图4:LEGONXT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,跟ROBOLAB原来的版本一样,是基于NILabVIEW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“MacOSX”。
图5:乐高网站给出的ROBOLAB2.9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:“MyFiles我的文件”、“Tryme测试”、“Setti ngs设置”、“Bluetooth蓝牙”、“View查看”、“NXTProgramNXT程序”。
乐高机器人简单讲义机器人组装第一步:第二步:第三步:乐高机器人简单讲义第四步:第五步:乐高机器人简单讲义第六步:第七步:乐高机器人简单讲义第九步:乐高机器人简单讲义第十步:乐高机器人简单讲义NXT控制器A B CNXT智能积木块有三个输出端口,分别为A、B、C,可以连接电机和灯泡。
NXT有四个输入端口1、2、3、4,连接不同的传感器,通过转换器可连接RCX系列传感器。
1 2 3 4软件面板:菜单栏工具栏程序名字2.编程区面板3.控制面板 1.模块面板基本面版完整面板自定义面板4.参数设置面板乐高机器人简单讲义常用面板介绍可以设置A、B、C三个输出端口连接方式,电机输出方向、能量级别和延续时间等。
通过程序下载声音文件到NXT,并保存在记录A、B、C三个端口输出动作、可以设置记录时间,然后通过“播放”功能,将刚才NXT“sound files”文件执行的动作复制出来。
中,可以选择软件自带的文件,也可以自可以显示图像和文本,我们可以通过将“数字转换为文本”功能,将电机和传感器的数据实时己来编写。
显示在NXT屏幕上。
有时间和传感器等待,包括触动传感器、声音传感器、光电传感器和超声波传感器等待。
分支条件有传感器和参数值判断,传感器包括“无限循环、时间循环、传感器循环、次数循环和逻辑判断循环”。
分支包括“触动、声音、光电等”,参数值分支包括“数字判断、逻辑判断和文本判断”。
完整面板介绍包含“常用面板”里所有的功能模块。
输出功能模块,包括单电机、灯泡、发送信息(通过蓝牙)、声音和NXT显示器输出模块。
可以设置NXT传感器,RCX传感器、计时器传感器、NXT按钮和接收信息。
包括“等待、循环、分支”结构功能模块和停止输出模块。
可以定义变量,能进行数据运算,包括加、减、乘、除、大小、范围和逻辑判断。
包括文本模块、数字转换文本模块、保持激活模块、文件存储模块、校准模块、重置电机模块。
乐高机器人简单讲义自定义面板:可以自己设计模块,根据需求可以设机成不同的图标,能进行个性化命名将一段程序模块化可以把任务分解成若干个小任务来单独完成,方便阅读。
机器人组装第一步:
第二步:
第三步:
第四步:第五步:
第六步:第七步:
第九步:
第十步:
NXT控制器
软件面板: A B C
1 2 3 4
NXT智能积木块有三个输出端
口,分别为A、B、C,可以连
接电机和灯泡。
NXT有四个输入端口1、2、3、
4,连接不同的传感器,通过转
换器可连接RCX系列传感器。
菜单栏
工具栏
1.模块面板程序名字
2.编程区面板
基本面版完整面板自定义面
3.控制面板
4.参数设置面板
常用面板介绍
完整面板介绍可以设置A、B、C三个输出端口连接方式,电机输出方向、能量级别和延续时间等。
记录A、B、C三个端口输出动作、可以设置记录时间,然后通过“播放”功能,将刚才NXT 执行的动作复制出来。
可以显示图像和文本,我们可以通过将“数字转换为文本”功能,将电机和传感器的数据实时显示在NXT屏幕上。
有时间和传感器等待,包括触动传感器、声音传感器、光电传感器和超声波传感器等待。
包括“无限循环、时间循环、传感器循环、次数循环和逻辑判断循环”。
通过程序下载声音文
件到NXT,并保存在
“sound files”文件
中,可以选择软件自
带的文件,也可以自
己来编写。
分支条件有传感器和
参数值判断,传感器
分支包括“触动、声
音、光电等”,参数值
分支包括“数字判断、
逻辑判断和文本判
断”。
包含“常用面板”里所有的功能模块。
输出功能模块,包括单电机、灯泡、发送信息(通过蓝牙)、声音和NXT显示器输出模块。
可以设置NXT传感器,RCX传感器、计时器传感器、NXT按钮和接收信息。
包括“等待、循环、分支”结构功能模块和停止输出模块。
可以定义变量,能进行数据运算,包括加、减、乘、除、大小、范围和逻辑判断。
包括文本模块、数字转换文本模块、保持激活模块、文件存储模块、校准模块、重置电机模
自定义面板:
控制面板介绍:
1. 点击弹出NXT 窗口,能查看NXT 连接状态、可用内存空间、电池电量和固件版本等信息。
2. 此按钮下载程序到NXT ,通过人为操作才能运行程序。
3. 此按钮下载程序到NXT ,当下载成功后NXT 会自动运行刚下载的程序,很方便我们调试。
4. 此按钮下载被选中的程序到NXT 并运行,可以单独下载程序到子程序进行调试。
5. 此按钮为停止,终止正在下载的程序。
可以从网络上下载模块,满足自己的需求。
可以自己设计模块,根据需求可以设机成不同的图标,能进行个性化命名将一段程序模块化可以把任务分解成若干个小任务来单独完成,方便阅读。
1 2
3 4 5
程序设计:
(一)闪烁灯
任务说明:
利用控制器使发光模块以0.5秒的间隔闪烁。
任务分析:
使用永久循环方式控制
硬件设计:
控制器、发光模块
软件流程:
编程实例:
1.打开“MINDSTORMS NXT”软件。
2.程序打开后,单击“工具”下的“file”,选择“new”就会出现如下界面。
如图:
3.从常用面板中拖出无限循环图标,与开始符号相连接。
4.从完整面板中找到输出模块,拖出电机图标放在无限循环内,然后选中电机图标,对参
数进行设置(如电机的端口设置、向前、向后等;电机图标也可以作为灯泡输出模块,控制灯泡的点亮与熄灭,向前/向后---点亮,停止---熄灭),选择A端口和向前。
5.从常用面板中拖出时间等待图标,选中图标,在参数设置中设置等待时间为0.5秒。
6.重复前两步的操作,分别拖出电机图标和时间等待图标,并对各参数进行设置。
(二)光控灯
任务说明:
利用控制器使发光模块在光线较暗时点亮。
任务分析:
永久循环+条件控制方式完成
硬件设计:
控制器、发光模块、灰度传感器模块
软件流程:
(三)光控开关
任务说明:
利用控制器使发光模块在光线较暗且按动开关时点亮。
任务分析:
永久循环+条件控制方式完成
硬件设计:
控制器、发光模块、灰度传感器模块、碰触模块
软件流程:
(四)综合篇-循迹机器人
一、任务说明
搭建机器人并编写程序使机器人完成下面的寻迹路线后停止,以完成时间短者为胜利。
二、硬件结构
2个马达、2个灰度传感器、控制器
三、技术策略
沿线法骑线法压线法四、程序设计(以两个灰度传感器为例)
需要注意的地方:
1.灰度传感器要装在车前
2.灰度传感器的端口与编写程序的端口要对应
3.灰度传感器的返回值:
白色返回值>黑色返回值还是黑色返回值>白色返回值
需要调整的地方:
1.两个灰度传感器之间的距离
2.灰度传感器的临界值:
2黑色返回值
白色返回值临界值+
=
3.直行的速度
4.纠偏时左右轮子的差速
5.所有的延时
(五)ROBOT 走黑线(一个光电传感器) 2.ROBOT 走黑线(两个光电传感器) 需要用到以下模块:
循环模块/循环模块设置
光电传感器模块/光电传感器模块
运动模块/运动模块设置
1. 选择你所要控制的电机端口。
如果你选择控制两个电机(举例:B&C ),电机将以相同的
能量向前或者是向后运动。
如果你选择三个电机,电机B&C 保持同步。
2. 选择电机是向前,向后还是停止运动。
3. 如果使用两个电机驱动一辆小车(轮子在两侧),通过运动操作滑条可以控制机器人走
曲线的方向。
滑条移动到任意一端,小车原地旋转。
4. 滑条和输入框可以设置电机能量【0-100】。
5. 选择下拉菜单,可以设置电机永不间断的运行,或者一定时间(秒),圈数(默认)或
者角度。
6.选择电机在完成动作后是刹车或是缓停。
循环条件
选择光电传感器所连接接口
1 2
3
4
5
6
时间等待模块/时间等待模块设置。