设计机器人教案（推荐9篇）
1.感受乐曲的均匀节奏与痉挛性节奏，学习用身体动作模仿机器人做运动及电量变化的状态，并用乐器表现出不同的音响效果。
2.迁移生活经验，观察图片并相互模仿，大胆想象并表现机器人运动的动作。尝试根据音乐B段的音响变化，有控制地演奏乐器。
3.在参与音乐游戏过程中，感受努力模仿机器人动作的快乐。
活动准备：
1.有关运动项目的图片8张。
2.小鼓两个，螺纹单响筒8个，纸镲10对。
3. 整首乐曲和音乐的A段、B段分别录制。
活动过程：
1.幼儿跟随老师听音乐做模仿动作。
教师：现在，我们听着音乐一起做做动作吧!
目的：用拍击身体不同部位的方法感受音乐的乐段和节奏。
2.幼儿学做机器运动的断顿式动作。
1)教师创设机器人商店的情境，幼儿迁移生活经验想象机器人的不同运动项目。教师：看看，我们可能是谁?我做的是什么运动?
2)幼儿按照图片的运动项目，跟随音乐的A段，做相应的机器人运动的动作。
教师：现在，我们一起来做做×××××运动吧，做好准备。
教师：现在，我们一起跟着音乐来做做吧!
3.幼儿尝试按照音乐的音量变化用动作表现B段。
1)倾听B段音乐，感受乐曲音量的变化。
教师：我们听听看，中间的音乐发生什么变化啦?
2)幼儿尝试用身体动作表现乐曲B段的变化。
4.幼儿完整边听音乐边用身体动作模仿机器人运动的状态。
教师：现在我们机器人准备好，要给顾客们检验咯。
5.幼儿尝试用乐器和身体动作为乐曲伴奏并游戏。
1)教师出示乐器，幼儿尝试多种使用方法。
教师：你们知道机器人要安装上什么才能出厂呢?
教师：你们试试用什么方法让机器人敲击出一下下的节奏呢?如何敲击出连续的声音呢?
2)教师做身体动作，幼儿为教师伴奏。
教师：现在，我是运动型机器人，你们来为我伴奏吧!
3)幼儿部分使用乐器，部分用身体动作表演，共同游戏。
教师：谁愿意和我一起做机器人，谁愿意来演奏乐器呢?
AI-RCJ虚拟足球机器人做为一种好的游戏工具、好的教育载体、好的教育资源融入到信息技术教学中, 通过我们不断的实践研究, 发现它有着独特的魅力, 与信息技术课程相结合, 学生可以从虚拟实践中获得创新思维, 在思维创新中涵养综合素质。
一、教学内容分析
AI-RCJ虚拟足球机器人 (如图1) 是AI-CODE游戏教育系统的一个重要分支, 是一个以虚拟足球机器人为控制对象进行程序设计和比赛竞技的教育系统, 它综合运用了物理、数学、计算机等多学科知识。学生可以运用机器人快车, 通过流程图式的图形化编程方式编写程序, 赋予足球机器人进攻和防守的能力后, 再在虚拟平台AIRobot上进行对弈赛。
整个智能足球机器人教学体系包括五部分, 其中, 《初识机器人》和《足球机器人动起来》是基础类, 《进攻机器人》、《守门员》、《我的球队》三个模块是整个教育体系的核心部分。在这三个模块中渗透给学生计算机程序设计的基本思想、顺序结构、循环结构、分支结构;让学生了解数学平面坐标、体会不同质量的物体碰撞带来的不同效果和状态。
《单向进攻机器人》是《进攻机器人》模块中的一课。在《进攻机器人》的模块教学中, 我们根据学生认知的规律设计成《单向进攻》和《双向进攻》 (如图2) , 入门由浅入深, 将课堂教学成梯度呈现给学生。这样的教学设计, 可以将教学难点分散, 学生能够理解也容易实现, 有利于调动学生学习的积极性, 使学生在快乐轻松的学习气氛中进入更深层的思考。
二、教学对象分析
五年级学生初步掌握了计算机操作的基本技能。在此之前学习了《初识机器人》和《足球机器人动起来》两个教学模块, 对AI-RCJ智能足球软件的基本操作和图形化编程环境有所了解, 对足球机器人充满好奇, 有着浓厚的兴趣。
三、教学目标及教学重难点
(一) 教学目标
1. 知识与技能
(1) 认识“条件循环”和“将球踢入某点”图标。
(2) 理解球场坐标, 能简单计算球门点坐标。
(3) 会编写单方进攻足球机器人程序。
2. 过程与方法
能够分析机器人的动作, 大胆运用图标指令, 通过科学的方法思考问题, 并大胆尝试, 通过反复试验获得成功的体验。
3. 情感态度
愿意和小组同学交流思想, 培养学生合作意识和实事求是的科学态度, 提高学生对计算机科学的兴趣。通过比赛竞技, 引发学生深层的思考, 提高动手能力和团结协作能力。
(二) 教学重点和难点
教学重点:理解球场坐标, 会编写单方进攻足球机器人程序。
教学难点:学会分析机器人的动作, 大胆运用图标指令, 通过科学的方法思考问题并大胆尝试, 通过反复试验获得成功的体验。
四、教学方法、过程及整合点
(一) 教学方法
本课采用直观演示法、尝试教学法、讨论法等教学方法, 整合教师的启发教学和学生探究法的优势, 并加入多媒体直观教学, 引导学生自主探究、合作交流, 充分发挥学生的主动性, 提升学生的自主学习能力。
(二) 教学过程
五、教学环境
根据本节课的教学内容, 需要计算机网络教室的教学环境。计算机操作系统为Win2000/XP, 计算机需要安装AI-ARJ虚拟足球机器人软件。
六、教学反思
《单向进攻机器人》点燃了学生研究足球机器人的热情, 许多学生在课后都将AI-RCJ软件拷回家中使用, 还利用课余时间研究, 兴趣浓厚。现在许多学生都喜欢网络游戏, 作为教师怎么抓住这一契机转移学生的兴趣点, 引领学生, 促进学生信息技术应用水平和信息素养的发展, 笔者认为这种竞技类游戏软件无疑是一种好的途径。
随着学习的深入及难度的增大, 如何保持学生的兴趣, 使学生从游戏的表象真正走进理性的思考, 也是我们在教学中需要思考的问题。在教学中笔者发现应该注意以下几点。
(一) 将专业术语转换成生活化语言
笔者从学生的年龄特点和认知水平出发, 将一些抽象的专业术语转换成生活化的语言。如:将程序设计中的变量, 比喻成“小匣子”, 循环, 介绍说为“反复做”。这些生活化的语言让学生能够接受, 并且容易理解它们的作用。课堂上将生活化的语言和专业术语有机结合, 学生好理解, 并较快地接受了专业化名称。
(二) 课堂教学设计要有梯度, 入门要由浅入深
在整个智能足球机器人教学体系中, 教师应该根据学生认知的规律, 注重观察学生的表现, 每节课设计的内容应呈现梯度, 入门课由浅入深。
如:本节课的《单向进攻机器人》就是《进攻机器人》模块的第一个梯度, 将机器人简化为单方进攻, 将球踢入球门的位置简化成具体的坐标点。这样学生只需要使用三个指令、设计一个参数, 就可以实现一个进攻机器人的设计。等学生能够理解这样的设计思路后, 再进入第二个梯度, 将单项进攻改成双向进攻。这样的课堂设计, 循序渐进, 学生能够理解也容易实现, 看到自己设计的机器人能够进球, 他们有一种成就感, 在欣喜的同时有了持续学习研究的动力。在快乐轻松的学习气氛中进入更深层的思考。
(三) 小组合作, 重在学生去探究发现, 重发展性评价
针对学生之间的差距我们采用小组相互合作的方式教学, 通过相互带动弥补了学生之间的差距。教学中, 应注重学生探究发现、解决问题的过程和学生在这一活动中分析、比较、推理、判断等逻辑思维的发展。课堂上提倡发展性评价的理念, 关注学生在学习过程中思维的发展和提升, 关注孩子的积极情感和态度, 以过程评价为主。
总之, 通过本节课学生不仅学会了计算机程序的几个概念和编程思想, 还学会了一种分析-推理-实践的科学的方法, 获得合作探究的体验过程。信息技术课程不仅仅是技术性和工具性学科, 只要抓住青少年的心理特点, 找到好的教育资源和教育途径, 信息技术教学就会向更高层次, 向培养学生思维和综合素质的方向不断发展。
摘要：机器人教学是信息技术教育的重要内容。如何开展机器人教学, 该文以教案的形式向我们阐释了关于机器人教学的一般方法、步骤。
关键词履带；机器人；舵机；夹持器；开关电源；传感器
中图分类号TP242文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)012-0169-01
1课题提出与研究意义
在现代化的社会，生产过程中的机械化、智能化、自动化已成为突出的主题。现代生产中，存在着各种各样的恶劣环境，如放射性、高温、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是工业生产自动化实践与现代控制理论相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。本课题拟开发物料搬运机械手，采用ATMEL公司生产的51系列单片机，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。该装置机械部分有杯士轴承、舵机万能座、机械抓手等；电气方面由交伺服电机、传感器、操作台等部件组成。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。
2硬件设计总体框图
控制单元：可以使用单片机、FPGA来产生作为系统的主控单元，但FPGA成本高且电路复杂，因此本系统最终选用51系列单片机的AT89S52，其成本低，工作系统简单，满足我所做功能的资源要求。且AT89S52采用的是FLASH作为存储器，支持ISP下载模式，只需事先预留ISP下载接口可直接在作品上进行程序下载。我所设计的控制系统事先将所有引脚预留，方便功能的扩展及调试。因为该系统主要用于控制，因此工作频率选用12MHz。
直流电机：本系统直流电机控制芯片采用L298N，L2898N是双H桥式驱动器，内含的功率输出器件设计制作在一块石英基片上，由于制作工艺的同一性，因而具有分立元件组合电路不可比拟的性能参数一致性，工作稳定。
舵机控制电路：舵机的转动的角度是通过调节PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来实现的，标准PWM（脉冲宽度调制）信号的周期固定为20ms（50Hz），理论上脉宽分布应在1ms到2ms之间，但是，事实上脉宽可由0.5ms到2.5ms之间，脉宽和舵机的转角0°～180°相对应。
单片机系统实现对舵机输出转角的控制，必须首先完成两个任务：首先是产生基本的PWM周期信号，本设计是产生20ms的周期信号；其次是脉宽的调整，即单片机模拟PWM信号的输出，并且调整占空比当系统中只需要实现一个舵机的控制，采用的控制方式是改变单片机的一个定时器中断的计数次数，将20ms分n两次中断执行，i次短定时中断和n-i次长定时中断这样既节省了硬件电路，也减少了软件开销，控制系统工作效率和控制精度都很高。
人体检测电路：本系统采用人体识别技术，以BIS0001为主芯片。BIS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件就可构成报警用人体热释电传感器、被动式的热释电红外开关等。BIS0001是由电压比较器、运算放大器、延迟时间定时器、状态控制器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。
红外检测方案：本系统设计采用红外主要来检测目标的距离是否達到要求及检测齿轮的转数，因此选择LM339作为主芯片，LM339电压比较器芯片内部装有四个独立的电压比较器。LM339 vcc电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；输出端电位可灵活方便地选用。
目标识别电路：系统对目标识别采用红外调制信号，这样可以进行远距离寻找目标。本方案主要采用PT2262-IR和PT2272，PT2262-IR内部集成了编码电路和高频振荡电路，不需外加载波电路即可实现ASK调，PT2272的输入信号先进过红外一体化接收头的处理，直接读取基带信号，实现解码。
机械手臂设计：本机械手设计方案由4个舵机驱动，选用的舵机属于数码舵机，与模拟舵机相比，两者最大的不同是数码舵机的微处理器，在控制舵机的动作上，比模拟舵机快6倍，即数码舵机可以提供更高的精度和更好的固定力。另外，该类舵机由无核心马达、合金钢减速齿轮、铜输出轴等组成，它可以依据接收到的脉冲指令，转动至指定点的位置，它是各个运动关节的动力来源。主要使用的舵机型号有MG995、SG5010，再配合相应的机械部件组合而成。
载体方案选择：系统采用RP5履带式机器人底盘，其主要特点有：扭力大，载重7.5KG转弯自如；噪音小；履带长期传动不会脱轨！
3软件设计
本设计软件部分主要根据实际的应用，实际当中系统主要应用于自动控制，因此软件采用状态机的方式进行编程。关于状态机的一个极度确切的描述是它是一个有向图形，由一组节点和一组相应的转移函数组成。状态机通过响应一系列事件而“运行”。每个事件都在属于“当前” 节点的转移函数的控制范围内，其中函数的范围是节点的一个子集。函数返回“下一个”（也许是同一个）节点。这些节点中至少有一个必须是终态。当到达终态，状态机停止。主要的状态转换图如下：
参考文献
[1]郑笑红.工业机器人技术及应用[M].北京:煤炭工业出版社,2004.
一、设计思路
教材分析
本课是第四单元《家住平原》一课中的内容，《家住平原》一课共选取了两个典型案例──稻作文化的湄南河平原和用机器种庄稼的美国中部平原，向学生展示出同为平原地区却呈现出不同的区域特色。《用机器种庄稼》一课介绍了乔治家所在的美国中部平原农业生产的特色即高度机械化，让学生从自然条件角度出发去理解这一特点，并通过与湄南河平原比较，帮助学生认识到不同自然条件下人们的生产生活方式是不相同的，从而树立因地制宜的观念。
教学目标
知识目标：让学生了解美国中部大平原农业的两大特色──高度机械化和商品性农业，并且熟悉在这种环境下人们的生活图景
技能目标：使学生学会在观察、合作、讨论中发现问题解决问题;培养学生通过对比的方式学习区域知识。
情感目标：使学生认识到不同的区域具有不同的生产生活方式从而形成因地制宜的观念。
教学重难点
教学重点：美国中部平原的农业特色。
教学难点：商品性农业的概念。
教学方法
学生合作探究，积极拓展，师适当引导，并且指导学生学会通过对比的方式学习区域知识。
教学准备
多媒体课件。
二、整体框架
三、教学过程
创设情境，揭示课题
【展示】湄南河平原的农业生产景观图与几张乔治家所在的美国中部平原农业生产景观图。
【师问】通过观察以上图片请同学们分析，乔治家所在的美国中部平原农业生产与湄南河平原相比较，有什么特点?
【生】用机器种庄稼。
合作探究，学习新课
【出示】探究题目1
乔治家所在的美国中部平原具有高度机械化的特点是由哪些因素决定的?(从地形、地势、农田类型、气候、人口、科技发展等多角度思考)
【师】请同学们按座次四人为一组进行探究，每组把探究成果写出来，最后请一小组的代表汇报，其他小组进行补充。
【点评】这样的方法既节约了时间也可以得出比较全面的探究结果。
【出示】探究中需要的相关资料
《中美有关农业情况比较表》
《美国农业科技发展资料》
美国一家以生产水果为主的农场，拖拉机上载有激光接收器，田块中间设有依靠激光波导的发射台，只需一个人操作，就可使拖拉机完成耕地、整地、灭草、灭虫、栽苗等所有劳作，提水喷灌、滴灌和喷洒肥料、农药都由电脑控制，运输由飞机来完成。
(生)：利用资料合作探究
(师)：现在请部分小组代表汇报探究成果，其他小组给予补充
(生)：汇报
(师生归纳)：地形：平原—土地平整，肥沃，适合机械化生产
气候：降水少，旱地为主，适合机械化作业
人口：地广人稀必须要机械化生产
科技：发达的农业科技为机械化生产提供了条件
【出示】探究题目2
美国中部平原与湄南河平原相比较在生产方面有什么不同?为什么?
【生】合作探究并汇报。
(师生归纳)：美国中部平原因为降水少，农田类型为旱地，加上地广人稀(劳动力少)所以用机械化生产，而且主要种植的是小麦、玉米、大豆等旱地作物
湄南河平原由于位于季风区降水多，农田主要以水田为主，加上人口稠密(劳动力充足)所以以人工劳作为主，而且主要种植的`是水稻
(点评：学生通过对比分析自然而然的认识到不同的自然条件下人们应选择不同的生产方式)
ppt出示：计算题
乔治家经营的农场面积达600公顷，美国1994年小麦的平均产量为2526公斤/公顷，按此计算，乔治家一年可收获多少小麦?
(师问)：通过计算你们有什么感受?
(生)：乔治家一年收获的粮食很多
(师问)：这么多的粮食(小麦)，根本吃不完，那么应该怎么办?
(生)：卖出去
(师)：在这一地区几乎每家每户都像乔治家一样，这样的农业被称作商品性农业。那么你认为什么是商品性农业?请试着叙述。
ppt出示：《美国近年粮食产量及出口量居世界的名次》
(生)：描述商品性农业的概念
(点评：通过计算与资料让学生自己建构知识从而浅化难点)
(师问)：湄南河平原地区的农业是不是商品性农业?
(生)：不是
(师)：通过以上学习请同学们归纳出美国中部平原农业生产的特点是什么?
(生)：归纳
ppt出示：探究题目3
以高度机械化为主要特点的商品性农业对乔治一家的吃、住、行、交往等生活有怎样的影响
(生)：合作探究并汇报
ppt出示：探究资料图片
《乔治家农场及附近景观示意图》《平原人家》。
(师生归纳)：
[小结]
(师问)：通过今天的学习对你有什么帮助?你有什么收获?
(生)：谈收获
ppt出示：板书设计
[拓展练习]
ppt出示：辩论题目
陕西的农业生产能否推行美国机械化生产的经验?(从地形、地势、农田类型、气候、人口、科技发展等多角度思考)
(生)：分正方反方进行辩论。
(师归纳)：陕西因纬度跨度大又分三大地形区，自然条件不相同，所以不能一概而论，而在每一地形区内应因地制宜
点评：通过辩论一方面使学生对陕西的自然条件更加了解，另一方面通过与美国对比树立因地制宜的观念。
四、教学反思
执教者：蔡丽娟
设计意图：
本次音乐活动所用的乐曲是《莫扎特第四十交响曲》经过剪辑变成活动音乐，音乐具有鲜明的节奏感。结合大班幼儿对机器人的喜爱以及合作意识和爱表现的特点。我将剪辑出的句式工整的三段，引导幼儿把第一段是机器人充电场景，第二段是机器人走路场景，第三段是机器人合作互相传递模式。
整个活动设计中，将音乐贯穿其中，通过音乐的感染力，引导幼儿感受音乐游戏的快乐。活动目标：
1.能认真倾听音乐并感受XX ▏XX的音乐节奏。
2.在熟悉音乐节奏的基础上会进行机器人传递游戏，理解机器人传递的模式。
3.体验同伴间合作游戏的默契与快乐。活动准备：
1.经验准备：幼儿观看机器人视频。
2.物质准备：剪辑《莫扎特第四十交响曲》中句式工整的音乐。活动过程：
一、以游戏的方式导入，激发幼儿模仿机器人做动作的兴趣 师：你们会做机器人动作吗？
1.机器人的动作跟人类的动作有什么不一样？
2.组织幼儿进行讨论，帮助幼儿了解机器人动作的特点。3.小结：人类的动作很连贯，机器人的动作硬邦邦的，一顿一顿的。
4.通过图片，引导幼儿听口令表现机器人动作。
二、引导幼儿感受前奏及XX ▏XX的音乐节奏和快慢变化 1.引导幼儿认真倾听音乐，初步感受音乐旋律。
师：今天我带来了一首非常好听的音乐，我们来听一听音乐的节奏是什么样的？节奏有变化吗？
2.再次倾听音乐，跟着音乐的节奏做踏步动作，感受前奏及音乐的快慢。
师：我们跟着音乐来感受一下机器人走路的节奏。3.讨论：音乐可以分成几段？
4.通过图谱，引导幼儿感受音乐前奏、快、慢三段。
三、引导幼儿感受音乐，大胆表现机器人动作
1.引导幼儿跟着音乐旋律做动作，在前奏做充电动作，慢的地方请做走路动作，快的地方做各种家务动作。
2.根据个别幼儿情况分析，再次游戏引导幼儿根据音乐做动作。
四、引导幼儿理解机器人传递的模式，随乐合作游戏 1.通过图片的不同，引导幼儿理解机器人传递的模式。2.师幼共同游戏。
通过利用废旧材料制作机器人的过程，引起幼儿对机器人的好奇，激发幼儿的创造欲望。
准备
纸盒子、硬纸板、玩具机器人等若干，关于机器人的图片和录像片等。
过程
活动(一)机器人的故事
教师讲关于机器人的故事《机器人奇奇》。鼓励幼儿搜集有关机器人的图书、图片，组织幼儿观看有关机器人的录像片或连环画册等。
教师引导幼儿讨论：你见过机器人吗?它是什么样的?它会做什么?你喜欢机器人吗?机器人与人有什么不同?
活动(二)玩机器人
教师与幼儿共同收集机器人玩具，一起玩机器人，创造各种玩法。
活动(三)制作机器人
将幼儿按意愿分成小组，每个小组用不同的材料制作机器人。
1.用积塑材料插机器人;
2.用橡皮泥或胶泥捏机器人;
3.用废纸盒粘贴机器人;
4.用硬纸板制作站立的机器人。
教师先在纸上画出机器人的轮廓图，然后请幼儿沿轮廓线剪下机器人，再想办法让机器人站起来，还能走动。如：在机器人脚下粘一块硬纸板作托，机器人便可站立起来。也可用曲别针或图钉将其固定在硬纸板上，用磁铁吸引机器人，使它动起来。
5.请幼儿将大纸盒的上面挖两个洞，装上“天线”，拆掉纸盒的下面，套在自己的头上，还可以套在身上、臂上、腿上，稍加装饰，就可扮演活泼爱动的机器人。
活动(四)机器人博览会
自从1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔﹒恰佩克的《罗萨姆的机器人万能公司》问世,人们便对机器人充满了幻想与期待。随着社会的不断发展,各行各业的分工越来越明细,机器人也能在其中扮演重要的角色来替代人们的劳动。与此同时,随着科学技术的发展,探险、救灾、排爆等危险场合工作的机器人,以及自动化生产中机器人的应用也日益广泛[1]。因此,智能救援机器人的研制已成为急需和必要,文章就智能救援机器人的设计进行了探讨。
1 智能救援机器人的硬件设计
该智能救援机器人主要由电源模块、检测感应模块(实现巡线、避障、捡放硬币、测距功能)、声光报警模块、控制器模块、电机驱动模块、显示模块六部分组成,其结构框图[2,3]如图1所示。
1.1 电源电路
智能救援机器人全部能量来源于位于机器人底部的六节五号电池,经过传统的7805稳压电路[4]给其单片机及外围传感器供电,其电路如图2所示。部分传感器采用5V低电压供电可以避免机器人过早检测障碍物而停止前进。
1.2 检测感应模块
1.2.1 巡线电路
巡线模块我们采用红外对管。红外对管由LED和光电三极管组成,光电三极管根据从地面反射回来的LED的光的强度而改变积极基极电流[5]。在光电三极管基极接一上拉电阻,则可根据基极电压的测量判断反射光的强弱,强光说明探测器下方是白色,弱光说明下方光较弱,大部分光被黑线吸收。对于输出的模拟信号,我们将其引入五个电压比较器LM339进行处理。电压比较器LM339的一输入端接红外对管,另一端接滑动变阻器,通过对滑动变阻器的调节可以实现对红外对管对黑线的灵敏度。比较器LM339的另一端接上拉电阻后进入单片机进行探测。
1.2.2 避障电路
避障部分采用光电开关,将其安放在机器人需要测量的各个方向。为减少它的测量距离保证机器人的正常运行,我们采用的是低电压5V供电,供电电压虽略显不足,但能保证它的正常短距离探测。光电开关的信号线的高低电平可反映前方障碍物的有无,障碍物检测电路[6]如图3所示。
1.2.3 超声波测距电路
由于超声波执行性强、能量消耗慢、在介质中传播距离较远的特点。我们采用DIP-ME007超声波测距模块完成高度的测量功能,其电路板如图4所示。DIP-ME007超声波测距模块能比较迅速、方便地测出桥底部距测距模块之间的距离,此模块共有五个引脚VCC、tring、echo、out、GND。DIP-ME007超声波测距模块输出为pwm方式,VCC、GND接好后向tring发一个10 s以上的高电平,就可以在接收口echo等待高电平输出。单片机采用跳变沿触发,触发后即开始计时。当电平变低后即开始读定时器,此时的值即为此次测距所用的时间。根据S=Ct/2即可得出所测得的距离。如此周期性测量即可实现移动测距。单片机内部自动将测得数据保存并与上一次测距结果比较,保留最大值,当连续五次未测得大于前一次的数据时停止检测并记录最大值。当再次检测到黑线即已成功过桥,是时单片机控制显示模块将测得的最大值在液晶屏上显示出来。
1.3 控制器电路
由于主控制器的任务较多,电路要求引脚较多,且显示器的控制程序较为复杂,我们单独配备了一个同样的单片机作为主控制器的辅助部分,通过它来分担主控制器的工作,来完成显示部分的工作。其中主控制器与其它模块的连接[5,7]如图5所示。
1.4 声光报警电路
声光报警模块主要应用于搜救报警电路中,同时为进一步扩展应用,我们在控制其开关的同时引入另一条信号线实现了对声音的控制。在搜救过程和平安到达安置区时经采用不同频率和音色的声音给出表示。寻找硬币我们采用金属探测传感器,当发现金属时,其信号线上电平从低电平变为高电平,触发单片机中断,在单片机的控制下机器人停止运动,启动音乐发生模块并点亮LED进行声光报警,具体实现电路[7]如图6所示。
1.5 电机驱动电路
单片机通过传感器的反馈信号控制电机正转、反转或者停止,来实现控制机器人完成各种动作。L298N是专用电机驱动芯片,他可以实现电机的正反转、刹车、pwm调速等多种功能,是对机器人电机进行控制的比较理想的芯片,因此我们采用L298N芯片对两个普通电机进行控制。通过编程完全可以控制实现题目的基本要求和发挥部分,也可增加各种创新功能。L298N芯片信号电源与驱动电源的分开,可以根据需要对电机的电压进行调节,其驱动电路[7]如图7所示。
1.6 显示电路
采用MS1602C-1型LCD显示相应的信息。此显示器模块的工作电压为5V左右,支持显示2行字符,每行可显示16个字符,每个字符由5×7点阵显示。可以通过编程实现多种显示,显示信息比数码管更多,显示效果更好。由于主控制器的单片机任务较多,电路接线较复杂,我们采用单独的单片机控制显示模块。
2 智能救援机器人的软件设计
本智能救援机器人的软件控制部分采用C语言编程,借助C语言的强大功能来实现单片机AT89S52的控制功能。主程序流程图[7,8]如图8所示。
3 结论
以AT89S52单片机为核心部件,利用红外传感检测、电机控制等技术,通过各种方案的讨论及尝试,再经过多次的整体软硬件结合调试,不断地对系统进行优化,最后智能救援机器人可以实现:避开障碍物,并寻找到合适的路径;顺利通过受损的桥梁,并能较准确地测出桥梁的高度;自动识别路线状况,并根据实时状况快速做出判断,准确控制机器人的转向;自动显示所要求的信息;自动寻线前进,能智能检测、捡起、放下硬币;声光报警,并有彩灯闪烁;行驶到规定的地点自动停止并显示救援结束。
在设计过程中,力求硬件电路简单,外形美观,充分发挥软件设计的优势来满足系统的要求。
参考文献
[1]沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[M].北京:电子工业出版社,2005:32-126.
[2]张拓,戴亚文.基于AT89S52单片机的智能循迹机器人设计[J].机电工程技术,2009,38(1):13-15.
[3]王利红.基于红外传感智能巡线机器人研究与设计[J].微计算机信息,2008,10(2):242-244.
[4]孙肖子,张企民.模拟电子技术基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006:112-457.
[5]全国大学生电子设计竞赛山东赛区组织委员会.山东省"凌阳杯"大学生电子设计竞赛优秀论文选集[M].2006:336-362.
[6]郁有文,常建,程继红.传感器原理及工程应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003:50-78.
[7]贾立新,王涌,等.电子系统设计与实践[M].北京:清华大学出版社,2007:50-71,86-136.
关键词：非开挖 工程管道施工 机器人 电气控制
中图分类号：
1 前言
机器人技术是一门迅速发展起来的新学科，它在科技领域和生产生活的中得到了广泛的应用，它使的传统的生产发生变革，对人类社会的生产生活产生深远的意义。而随着我国城市化进程加快，人民生活水平的提高，环境保护力度的加大，传统的开挖铺设管道越来越不适应现代化建设形式的需求，城市非开挖铺设管道正在得到个方面的大力支持，如何将机器人技术广泛的应用到非开挖工程管道施工中，成为国内外研究人员的课题。
非开挖铺设地下管线的施工方法有十几种，目前主要有顶管法、微型隧道施工法、定向钻进和导向钻进法、水平螺旋钻进法、夯管施工法以及冲击矛铺管技术等。始与1896年美国北太平洋铁路铺设工程的顶管法是最早使用的非开挖施工方法，1967年美国Schamm公司生产了第一台冲击式微型顶管机，该技术在国外应用相当广泛，1975年日本推出第一台微型隧道铺设设备。我国的这项技术始与1953年北京的人工手掘式顶管，设备相当简陋。二十世纪80年代以前，非开挖铺管技术也只是在局部不允许挖槽埋管的特殊工程中使用。80年代中后期，随着不允许挖槽埋管的需求日益增多，且工程的重要性加大，北京、上海、南京等地区先后引进国外先进的机械式非开挖铺管设备，使我国的这项技术上了新台阶。但是无论在施工的技术装备设计上，还是在制造工艺上，我过仍处于较落后的状态。一些重大的大型非开挖铺管工程仍然依靠引进国外设备。
但到目前为止，国内外还没有开发出这样一种设备，能够将工业机器人同非开挖铺设管道紧密结合起来，通过遥控和自动控制相结合进行工程管道的铺设。
本文提出一种新型工程管道施工辅助机器人，用于城市非开挖铺设管道施工。首先依据挖掘机器人的要求，提出了一种适用于非开挖机器人的新构型。基于构型设计了机器人系统中主要构件，例如切削刀头、螺旋输送装置、滚珠丝杠等。对选取的零部件进行造型，并利用ADAMS进行虚拟样机仿真。最后，设计了设备的控制系统，并利用PLC编制了相应的控制程序。
2 机器人构型综合
根据实际工况，设计的机器人能够按照预先的程序实现给定的运动，设备需具备以下要求：
① 所需精度底，机构的主要作用是挖掘土壤，预铺设的管道半径是0.4mm～0.8mm，所以机构不需要很高的工作精度。
② 所占空间较小，由于整个机车在地面下切削工作，所以当机车的体积小于切削刀具的体积时，才能使整个机车工作。
③ 负荷较小，机构的负荷由自身的重量和工作负载组成，而切削土壤所需的工作负荷比较小。
④ 工程造价底，机车用于一般的工程机械，主要是非开挖铺设工程管道，它的工程造价同开挖铺设相比应相差不大，这样才能显出本机构的优点并能够得到广泛的应用。
根据串、并联结构的优缺点以及要设计的机构的特点，应选择串联机构较为合适，理由如下：
（1）工程机械施工所需的精度较底，串联机构就能保证；
（2）负载是切削土壤的阻力，所以负载比较小，不需要并联机构的高负载能力；
（3）本机械用于一般的工程施工，为了能够得到广泛的应用，它的造价不能太高，所以不选用并联机构。
串联机构是空间杆系机构，如果空间一个点的位置是杆件的末端，那么这个杆件具有3个自由度，并且由以下几种可能性来加以实现：
1）改变杆件的长度；
2）移动杆的基点；
3）饶杆的基点转动。
通过以上三种基本运动形式就能够初步设计模型。
方案一：
图1是adams对方案一的描述。机构有三部分组成，平板是整个机构的载体，行走装置安装与它的下方；与平板连接的杆件起固定手臂的作用，它与平板组成转动副；手臂的一端与杆件组成转动副另一端是用来安装切削刀具的。这样的机构在工作时，行走部分将机车运输到指定的位置后，手臂末端的刀具开始切削土壤，通过两个转动副的相互转动，刀具可以做圆周运动，这样用较小的刀具就能够切削出很大的孔，而且机车的体积不受刀具的影响。
圖2是adams对方案二的描述，机构由四部分组成，底板是整个机构的载体，下方安装行走装置；与底板连接的是杆件1，与方案一不同的是，它们之间不是转动副而是固定的；杆件2与杆件1通过转动副连接：末端手臂一端与杆件2组成移动副，另一端安装切削刀具。机构工作时，机车到达工作区域后停止行走，刀头转动并通过移动副向前切削土壤，移动一段距离后返回到初始位置，然后机车再向前一段距离，刀头继续工作，如此反复工作。这个机构是直接工作的，所以刀头只能挖掘一种尺寸的孔，机车的体积也就受到刀具体积的限制，为了使机构的结构紧凑，杆件1的结构如图所示，杆件1与2的转动副是为了保证刀具轴线的水平。
比较上述两个方案，本次设计选用方案2的串联机构，理由如下：
（1）切削工作时，方案1是机车边行走刀头边切削土壤，这样定位比较困难，而方案2是机车停止后，通过移动副向前工作。
（2）方案1中刀头体积不限制机车的体积，刀头通过两个转动副绕曲线转动，但控制起来比较困难；而后者方案的刀头只绕自身转动，控制比较方便，这同时要求机车的体积受到限制。
（3）由于方案一得控制两个转动副的转动，才能使切削刀头按指定的轨迹切削土壤，这使的控制起来比较困难。方案二需要控制的只有移动副的伸缩，比较简单。
综上所述，选用方案二的串联机构作为本次设计的机构。
3 机器人机械部分设计
3.1 切削刀头
首先，设计要求铺设管道的直径为0.6m～1.2m之间，管径相对较大。这就使得在设计刀头时，由于体积相对较大，不能够将其作为一体的。根据实际的要求，将切削刀头分为三部分（如图3）。第一部分主要是转孔部分，主要是起引导刀头前进的作用；第二部分主要起过渡和扩孔的作用；接下来的第三部分是主要的切削主体部分。
第一部分是在参考钻头结构的基础上设计的，在切削土壤时，主要起定位和转孔，使得后面的切削刀头部分能够正常工作，由于重量、体积等限制，这部分体积应较小。
第二部分设计类似锥齿轮，主要是连接刀头的前后两个部分，起过渡作用，同时在第一部分钻孔的基础上，对孔进行扩大。
第三部分是挖掘部分，切削叶片主要的作用是对土壤进行切削，它的结构类似叶轮叶片，由于叶片的特殊形状，整个叶片逐渐进入土壤中，这样可以避免刀头受到很大的切削阻力，同时，切削下来的土壤不会滞留在叶片上，减少一部分切削阻力。
3.2 螺旋输土装置
机车底部的输送土壤装置仿照造纸工业中的螺旋输送机。其结构如图4所示，它由一根装有螺旋叶片的转轴和料槽组成。转轴通过轴承安装在机车上底板轴承座上，转轴一端的轴头与驱动装置（电机）相联。其工作原理是：土料从进料口进入，当转轴转动时，土料受到螺旋叶片法向推力的作用，该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故，土料不随螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。
3.3 驱动电机
设备需要三个电机，分别用来驱动螺旋装置转动、切削叶片转动以及与滚珠丝杠相连的移动板的移动。在机车工作时，这三个电机的相互运动规律较简单，所以采用异步电机作驱动源。初步选取Y系列（IP44）三相异步电机。与其它系列相比，IP44类电机为封闭自扇冷式鼠轮型三相异步电动机，效率高、节能，堵转转矩高、噪音底、震动小，运动安全可靠。能防止铁屑或其他杂物侵入电机内部；更重要的一点是，具有与Y系列（IP23）相同的用途外，还能适用于灰尘多、水土飞溅的场所，如球磨机、碾米机、磨粉机、脱谷机及其他农业机械、食品机械、矿山机械等。
3.4 传动连接部分
本次设计中，由电机到切削叶片之间采用齿轮传动，在起减速作用的同时，降底了电动机承受的挖掘阻力矩，又因为挖掘轴向力由滚珠丝杠承受，所以采用直齿圆柱齿轮。
采用滚珠丝杠传动实现移动板与导轨之间的相对移动。滚珠丝杠副是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将电动机的旋转运动变为移动板的直线运动，以达到机车工作所需要的运动形式。丝杠的一端与电机相连接，位置是固定的；另一端是位于移动板上的，位置是在变化的，故将滚珠丝杠的支撑选择为一端固定一端自由，其固定端采用两个角接触轴承支撑。
轴用来支撑其上的回转零件，传递转矩和运动。在一般情况下，轴的工作能力决定于它的强度和刚度，对于高转速轴，有时还决定于它的震动稳定性。在设计轴时，除了要按这些工作能力准则进行设计计算或校核计算以外，在结构设计上还须使轴能满足其他一系列要求，例如轴上零件固定的要求、特处理要求、运转维护要求，等等。
4 虚拟样机仿真
虚拟样机是在设计阶段对于产品进行性能测试，从而使生产出来的产品最大可能地满足设计目标，它能节省开发费用，缩短开发周期，提高开发效率，是一个有效的设计手段。软件ADAMS以计算机多体系统动力学为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件，利用它可以建立复杂机械系统的运动和动力学模型。
ADAMS具有很强的运动和动力学仿真能力，但它建模的能力相对比较弱，所以本次设计中，用Solidworks对形状复杂的零件进行建模，然后导入ADAMS中，建立简单的模型并添加一定的约束和动力仿真。将上面的零件导入ADAMS中，设定零件的材料，这样就能找到零件的重心，利用ADAMS的建模能力，在这些零件的基础上，建立轴、轴承、轴承座、移动板等模型，将这些零件装配起来。
现在这个系统有多个构件组成，各个构件之间存在某些约束关系，即一个构件限制另一个构件的运动，两个构件之间的这种约束关系，通常称为运动副或者铰链。要模拟系统的真实运动情况，就需要根据实际情况抽象出相应的运动副，并在构件间定义运动副。要使系统能够运动起来，還需要在运动副上添加驱动和载荷，以及在构件之间施加载荷。
考虑机车实际工作中，各构件的运动关系，将其抽象为各种运动副，并在零件上定义这些约束副，在3个电机轴处添加旋转驱动，这样机构就可以进行仿真了，最后的机构如图5所示。
通过仿真可以看出，机构没有发生运动干涉，所以预先设计的各个零件在机车运动过程中，不发生运动学干涉。
5 电气部分设计
前面的章节已经选择了电机的型号，本章主要介绍控制三相异步电动机的电路，拟采用PLC控制。设计中需要的运动过程是：
1）闭合开机开关，螺旋排土装置运行
2）机车由静止开始运动0.3m后静止不动。
3）切削叶片开始转动；
4）叶片转动3s后，滚珠丝杠开始转动移动板向前运动3min（0.3m）；
5）移动板快退回到初始位置，这过程用时10s；
6）切削叶片停止转动。这是机车工作的第一个循环过程，然后继续重复2）～6）的步骤。
第一课 智能机器人登场
教学目标：
1.了解当今种类繁多的机器人家族 2.认识机器人的本领 3.认识仿真机器人 4.了解真实的机器人
教学重点：认识机器人的本领 教学难点：认识仿真机器人 教学时间：一课时 教学过程：
一、导入新课
同学们，我们猜个谜语好吗？
早晨，我们吃过早点上学以后，它立即用吸尘器清扫房间，用洗衣机洗涤我们换下的衣服。电话铃响了，它马上拿起耳机，在一张便条上记下对话内容。门铃响了，它并不急于开门，而首先问来访者是谁，然后根据来访者的声音仔细辨别他是不是主人的客人，以此决定是否开门。做晚餐的铃声响了，它走进厨房，熟练地焖米饭、炒菜，为我们准备可口的饭菜。门铃又响了，一听那熟悉的声音，它就知道是主人下班回来了，马上开门迎接……你知道它是谁吗？生答，师总结。那么今天我们就来一起认识一下，我们的新朋友——智能机器人。学生通过预习，查找资料来回答问题。学生自己看书认识。
二、了解当今种类繁多的机器人家族。
同学们，你们知道吗？机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自60年代初问世以来，经历40余年的发展已取得长足的进步。还有谁知道其他有关机器人的知识，说出来大家一起分享一下？生答。
三、认识机器人的本领
你想更多地了解机器人吗？你想探索机器人世界的秘密吗？让我们一起进入机器人世界，共同探索机器人世界的奥秘吧！老师给同学们几个网址大家一起去看看机器人到底有多神奇，let’s go！机器人世界：
http:// 看到这么多有关机器人的资料，同学们你来想象一下，未来机器人长什么样子？会干些什么？好在课本上写下自己的想象。
下面，我们就一起认识一下我们身边的机器人朋友“智能宝宝”（展示机器人）
四、认识仿真机器人
我们将要学习的是仿真机器人。SVJC就是机器人的仿真系统，它是为仿真机器人定制的编程工具。宇航员遨游太空之前，都是先在虚拟仿真的太空环境下进行练习的。许多大型工程在动工之前，也都是在虚拟仿真的环境中进行测试论证的。SVJC就拥有一个功能强大的系统仿真模块，可以创建和真实的机器人功能相当的虚拟智能机器人。师：展示智能宝宝的本领 1.单击 “打开”按钮。
2.选择C:SVJCsample中的“自由行走”程序，单击“打开”按钮。3.单击 “仿真”按钮
4．双击“标准灭火场地”，进入系统仿真活动场地。5．找到并单击智能宝宝，将它拖放到仿真活动场地中。
刚才我们学习了虚拟仿真机器人的一些知识，可能有些小朋友手中有真正的机器人，下面我们以“能力风暴”AS-MII型机器人为例向大家简单介绍一下。
五、了解真实的机器人 机器人的模样? 机器人各个部位? 同学们可以看书也可以看老师这里的机器人来观察分析一下。你能说出仿真机器人和真实机器人的相同和不同之处吗？
师总结：同学们今天我们认识了机器人及我们新朋友：“智能宝宝”，可算是收获不小。他的本领可大，这节课，你们先自己研究，下节课我们接学习他的本领。教后记
第二课 智能宝宝学唱歌 教学目标：
1、认识仿真系统程序编辑界面和仿真环境演示界面；
2、学会设置声音模块，让“智能宝宝”发出声音；
3、学会保存程序。
教学重点：学会设置声音模块，让“智能宝宝”发出声音 教学难点：学会保存程序 教学时间：一课时 教学过程：
师准备好机器人唱歌的程序，上课时播放。（演示）
同学们，我们上节课一起认识了我们的新朋友机器人——“智能宝宝”。大家听听这是谁在唱歌？唱得这么好听？（生答）
同学们你们想不想像老师那样也让你的“智能宝宝”会唱歌？这节课我们就一起学习一下，怎样让“智能宝宝”唱歌。
一、认识仿真系统程序编辑界面和仿真环境演示界面 1．在“发音”模块上单击鼠标左键，出现发音模块； 2．将发音模块移到主程序图标下，单击鼠标左键；
3．主程序图标和“发音”模块之间用箭头连接起来，就表示成功了。4．在“发音模块”上单击鼠标右键，就弹出了设置对话框。
这是智能宝宝发音的时间，二分之一音符代表发音0.5秒，四分之一音符代表发音0.25秒…… 设置好了之后，我们单击“确定”按钮，看看原来的发音模块现在有什么变化？ 5．布置任务：
自己设置一个音符，发音时间为0.5秒。
“智能宝宝”练发声，让“智能宝宝”发出声音，必须在它的活动场地中才行。
二、学会设置声音模块，让“智能宝宝”发出声音 1．单击工具栏中的仿真图标。
2．单击“新建环境”按钮，进入系统仿真模块。
3．将“智能宝宝”拖到活动场地中，单击鼠标左键，“智能宝宝”就停在鼠标所在的位置，然后就会按照设置的音符发出声音。同学们，你听到声音了吗？好听吗？
引导学生提问：我想让“智能宝宝”发出多个音符，应该怎么办？ 布置任务：
同学们让“智能宝宝”唱出“1、2、3、4、5、6、7、1（高音）”。
同学们，让“智能宝宝”发一个音、发多个音，我们都学会了，是不是很容易，那下面我们再来考虑一下，要删除没有用的“发音模块”，应该怎么做？ 1．先用鼠标单击要删除的发音模块。
2．然后，把这个发音模块拖到垃圾箱里，就可以将它删除了。
小提示：
1、要删除连续的多个模块，可以从要删除的第一个模块起，将其下面的一串模块一并拖到垃圾箱中。
2、改变声音后，必须重新进入仿真环境中，“智能宝宝”才能发出新的声音。
删除了没有用的，但是我们已经设计好的程序怎么把它保存起来呢？同学们你们自己试着保存一下，根据咱们以前学习word保存的方法试一试。
三、学会保存程序
找到“保存”按钮，点击一下，保存完毕。也可以输上自己喜欢的名字，然后在保存，便于查找。
师总结：我们现在学的知识越来越有趣，这节课学习了，让“智能宝宝”发出声音，拿下节课我们研究什么呢？请同学们回去预习一下。教后记
第三课 唱支歌来给你听
教学内容：让“智能宝宝”唱出较完整的曲子 教学目标：
1、继续使用声音模块，让“智能宝宝”唱出较完整的曲子；
2、学会使用多次循环模块和永远循环模块；
3、会打开保存过的程序。
教学重点：继续使用声音模块，让“智能宝宝”唱出较完整的曲子 教学难点：学会使用多次循环模块和永远循环模块 教学时间：一课时 教学过程：
一、同学们，我们上节课一起学习了让我们的新朋友机器人——“智能宝宝”，发出单个音节。大家想象一下，他会不会唱一首完整的歌曲（生答）师准备好机器人唱歌的程序，上课时播放。（演示）
同学们听过了老师的“智能宝宝”唱完歌以后，下面就是你们也让你的“智能宝宝”学着唱一首完整的歌曲。这节课我们就一起学习怎样让“智能宝宝”唱一首完整的歌曲。
二、继续使用声音模块，让“智能宝宝”唱出较完整的曲子 展示歌曲： 小小歌唱家
歌曲《两只老虎》：4/4 1 2 3 1 | 1 2 3 1 | 3 4 5-| 3 4 5-| 5 6 5 4 3 1 | 两只老虎，两只老虎，跑得快，跑得快，一只没有眼睛，5 6 5 4 3 1 | 3 5 1-| 3 5 1-| 3 5 1| 我是一个 粉刷匠 粉刷本领 强，5 3 5 3 | 5 3 1 | 2 4 3 2 | 1| 刷了房顶 又刷墙 刷子飞舞 忙，5 3 5 3 | 5 3 1 | 2 4 3 2 | 1| 4 4 | 3 3 | 2 2 | 1| 5 5 | 4 4 | 3 3 | 2-| 挂在 天空 放光 明，好像 千万 小眼 睛。
师做课堂总结，我们从一个音符到一首完整的歌曲，一步一步教会了“智能宝宝”唱歌，收获简直太大了。下节课我们再来一起来看看他的眼睛是怎么看到东西的。教后记
第四课 一闪一闪大眼睛
教学内容：给“智能宝宝”“设置眼睛”模块 教学目标：
1、熟练掌握“设置眼睛”模块
2、掌握“延时等待”模块
教学重点：熟练掌握“设置眼睛”模块 教学难点：掌握“延时等待”模块 教学时间：一课时 教学过程：
上节课就有同学问我，“智能宝宝”有嘴巴会唱歌，那它有没有眼睛来看东西呢？现在我就来回答这些同学的问题，当然有了，而且它的眼睛还能一闪一闪的，很漂亮呢！不信，让我们一起做一做。
一、“设置眼睛”模块
1．找到“设置眼睛”模块，将它拖放到主程序的下面。
2．在“设置眼睛”模块上单击鼠标右键，我们就可以对机器人的眼睛进行设置了。看看你能让你的机器人宝宝眼睛一闪一闪了吗？
3．你还记得如何进行仿真测试吗？请点击“仿真环境”试一下。4．怎么样？看见机器人一闪一闪的大眼睛了吗？ 试身手：
让机器人左眼闪烁，右眼发绿光
做一做：让我们的机器人每隔一秒变换一种发光方式 每隔一秒就是通过“延时等待”模块来设置的。
二、掌握“延时等待”模块
1．将“执行器模块库”中的“延时等待”移到流程图生成区并连接在程序中的“设置眼睛”下方。“延时等待”主要是让机器人保持前一个状态一段时间。
2．右击“延时等待”，在弹出的对话框中输入 “等待时间”参数，以“秒”为时间单位。在这里我们输入“1”就行。最后点击“确定”按钮。
3.想让你的机器人眼睛多变换几次，就重复上面的操作，并改变“设置眼睛”中的参数即可。4．如果流程图较长怎么办？
请你试着点击一下工具栏中的“全图”按钮吧。请大家再试试“放大”和“缩小”这两个按钮。
试身手：
让机器人边唱歌边眨眼 提示：
师总结：你学会给机器人设置眼睛了吗下课后的练习做一下，给自己今天的表现打一下分数。教后记
第五课 智能宝宝做自我汇报
教学内容：掌握“显示”模块和“亮度检测”模块 教学目标：
1、熟练掌握“显示”模块和“亮度检测”模块
2、学会在系统仿真界面下添加蜡烛并显示亮度值
3、学会在系统仿真界面下添加图带并显示其地面灰度值 教学重点：熟练掌握“显示”模块和“亮度检测”模块
教学难点：在系统仿真界面下添加图带并显示其地面灰度值 教学时间：一课时 教学过程：
谈话：我们的智能宝宝真厉害，它又能唱歌，又能用眼睛进行交流？同学们想象一下智能宝宝还能干些什么？它能做的事当然不止这些，今天我们就来看看智能宝宝如何向我们做自我汇报。
一、智能宝宝做自我介绍 做一做：输入“I’m a robot.”。
1．把“显示”模块拖放到“主程序”的下面。“显示”模块主要用于在虚拟LCD上显示信息 2．输入“I’m a robot.”。然后单击“确定”按钮。提醒：可要注意打字的指法哟！
3．看到了我们的智能朋友为我们做的自我介绍了吗？ 试身手：请输入“Nice to meet you”。
评一评：请你自己尝试一下，显示信息最多能有几个字符？ 在显示模块的信息中能输入汉字吗？
二、智能宝宝向我们汇报蜡烛的亮度 做一做：显示蜡烛亮度的值
1．将“传感器模块库”中的“亮度检测”移到流程图生成区并连接在“主程序”下面。再将“显示”连接在“亮度检测”的下方。在“显示”的设置对话框中选中“引用变量”。2.单击亮度按钮，然后点击“亮度变量一”。3.在“系统设置”中单击“光源”，选择“添加”。
4.将鼠标移动到仿真区域，鼠标自动变成十字，单击鼠标后将产生光源效果。
同学们：在“光源设置”中，可以修改光源的半径和光源的渐变值，修改后点击“刷新”按纽，则设置的结果将在屏幕上显示出来。知识小天地： “亮度检测”模块主要用于检测环境的光线明暗，传感器的返回值为0～255，其值越大，说明光线越暗。
三、智能宝宝向我们汇报地面的亮度 拓展练习：
仿照机器人汇报蜡烛亮度的方法，试着让机器人汇报地面的亮度 想一想并试一试，我们可以在哪找到“地面检测”模块。知识小天地：
图带是代表不同的地面,在图带上用“地面检测”传感器可以测得它的值。值的范围在0～255，其值越大，说明地面的亮度越暗，越小图带度越亮。通过“实体设置”我们可以设置图带的长宽以及颜色。看到智能朋友向我们汇报地面检测的值了吗？
师总结：你学会让智能宝宝检测亮度了吗？课后的练习做一下，给自己今天的表现打一下分数。教后记
第六课 智能宝宝叫起床
教学内容：掌握“设置眼睛”和“发音”模块的结合使用 教学目标：
1、掌握“设置眼睛”和“发音”模块的结合使用
2、学会对亮度的检测判断
教学重点：掌握“设置眼睛”和“发音”模块的结合使用 教学难点：学会对亮度的检测判断 教学时间：一课时 教学过程：
谈话：同学们：俗话说“春乏秋困。”最近有没有人早上总是不愿意离开他那可爱的被窝，弄得起床后忙忙碌碌，生怕上学迟到。
现在呢老师想治一治大家的懒病呀，很简单，就让我们的智能朋友帮助大家按时叫你起床。
一、智能小闹钟
做一做：设定“智能小闹钟”
1．在显示模块中的显示信息中输入“Wake me up”，这样智能朋友在闹钟响起的时候还能显示相关信息。
2．在控制模块库中将永远循环模块连接到程序下面。
3．这可是最重要的一步。先将亮度检测模块连接到永远循环模块里面，可别放错了哟。下面就要右击亮度检测模块，对它进行设置。请单击“条件判断”，就可以对亮度进行条件判断了。4．“平均” “<”
“200”代表左右的亮度平均值小于200，即平均亮度比200亮度更亮的时候，条件判断成功，执行“是”一侧连接的模块；否则条件判断失败，执行“否”一侧连接的模块。
二、亮度的检测判断 检测方式：
平均检测左右两个光敏，再取平均值
左检测左侧光敏
右检测右侧光敏
偏差左亮度检测值与右亮度检测值的差值
5．当天亮时就发高音1和中音3。
你看到LCD显示的信息了吗？听到了小闹钟不断发出叫你起床的声音了吗？ 想一想：
为什么智能朋友能够不断地发出响声？
1．在显示信息中引入亮度变量，以便于我们可以从LCD中清楚的看到亮度的值。2．给亮度变量一赋值，让它小于80。3．在第一个亮度检测不成立的一端，连接下一个亮度检测让它小于220。
这样，当80<亮度值<220，就发出123的声音，当亮度值<80或者亮度值>220的时候，就发出321的声音。
师总结：你学会让机器人叫你起床了吗？对同学说你发现的窍门或感受 教后记
第七课 智能宝宝学走路
教学内容：掌握“设置眼睛”和“发音”模块的结合使用 教学目标：
1、学会设置直行模块，让“智能宝宝”动起来；
2、了解启动电机、停止电机和延时等待模块的设置方法。教学重点：学会设置直行模块，让“智能宝宝”动起来；
教学难点：了解启动电机、停止电机和延时等待模块的设置方法。教学时间：一课时 教学过程
谈话：同学们：“智能宝宝”的本领真大吗？我们已经知道了他的那几种本领？ 他会唱歌，能发光，……，那它会不会走路呢？这还用问，当然会了。
一、勇敢地迈出第一步
1．拖一个直行模块到主程序下。注意直行模块上的文字。2．在直行模块上单击鼠标右键，弹出设置对话框。
3．通过移动滑杆来确定行走的速度；数值是正数表示前进，数值是负数表示后退。小提示：
速度可以用两种方式进行设置。一是在速度对话框中直接输入前进/后退速度值；二也可以直接用鼠标拖动滑杆来设置移动速度。
同学们：好了，这样就设置完毕了，让我们到活动场地去看看效果吧。看看智能宝宝的起始位置，智能宝宝的行走路线和停止的位置。1）将速度的数值设置为正值，智能宝宝是（）。（前进 后退）2）决定“智能宝宝”后退的范围是（）。（-100～-1 1～100）3）“智能宝宝”前进时，数值越小，速度就越（）。（快，慢）4）“智能宝宝”后退时，数值越接近-100，速度就越（）。（快，慢）
5）“智能宝宝”移动的时间需要输入在（）里面。（时间输入框 速度输入框）6）“智能宝宝”移动的时间是按（）计算。（小时 分 秒）试身手：
（1）以100的速度，前进1秒；（2）以20的速度，前进1.5秒；（3）以-60的速度，后退1.5秒；（4）以-5的速度，后退1秒； 一直走（前进或后退均可）
二、两种方法任我选
让“智能宝宝”走起来，除了可以使用“直行”模块外，还可以使用执行器模块库中的：“启动电机”模块、“延时等待”模块和“停止电机”模块。
1、“启动电机”模块：让轮子开始转动
2、“停止电机”模块：让轮子停止转动
3、“延时等待”模块：维持当前状态 试身手：
使用这三种模块，编程让“智能宝宝”动起来。教后记
第八课 高高兴兴转起来
教学内容：掌握学会设置转向模块，让“智能宝宝”会自由自在的转弯 教学目标：
1、学会设置转向模块，让“智能宝宝”会自由自在的转弯；
2、让“智能宝宝”会按照简单图形的轨迹行走。
教学重点：学会设置转向模块，让“智能宝宝”会自由自在的转弯； 教学难点：让“智能宝宝”会按照简单图形的轨迹行走。教学时间：一课时 教学过程：
同学们：“智能宝宝”会走路了，大家开不开心？可是，大家想想“智能宝宝”要是遇到了转弯的道路该怎么办呢？ 老师告诉你们“智能宝宝”可聪明了，转弯也难不到它。
一、“智能宝宝”学转弯
提问：考考你们，你们认为控制“智能宝宝”转弯的模块是哪一个？是转向模块 让我们来看看“转向”模块如何设置吧。
同学们说说“转向模块”和“直行模块”的对话框，有什么相同点和不同点？ 试身手：
1、根据表中给出的数据，让“智能宝宝”转出下列角度。
角度速度时间
901000．25 1801000．5
2、下面的角度你能让智能宝宝做到吗，并把合适的速度和时间填在表中。
角度速度时间
135
二、“智能宝宝”走图形
同学们你的“智能宝宝”真聪明，既能够直行，又学会了转弯，让我出个题目考考它吧？ 考考你：
1）返跑：直行1秒钟，然后转弯180度，再直行1秒钟，回到起点 2）走“T”字形路线； 3）按照“正方形”的轨迹行走 师总结：
1、展示：
“智能宝宝”擂台赛，比一比，看谁编的程序最快，看谁走的最准确？
2、你觉的本节课自己“智能宝宝”的表现是： 优秀（）良好（）合格（）
3、你觉得全班同学中 的“智能宝宝”本节课表现得最好。教后记
第九课 小小舞蹈家
教学内容：进一步使用“直行”和“转向”模块，让“智能宝宝”掌握几种舞蹈的舞步。教学目标：
进一步使用“直行”和“转向”模块，让“智能宝宝”掌握几种舞蹈的舞步。教学重点：熟练使用直行和转向模块 教学难点：掌握几种舞蹈的舞步 教学时间：一课时 教学过程：
同学们：“智能宝宝”会走路了，他的歌唱得还很动听，如果它再会跳舞的话，那就更好了！今天我们就一起学习一下让“智能宝宝” 跳舞，看看他是怎么跳舞的。今天我就教大家几个舞步。
一、学跳8字舞 想一想：
8字可以看成是由（）个圆组成的图形。做一做：
1．拖一个“转向”模块，原地转第1个圆。速度 时间
2．拖一个“直行”模块，注意确定合适的位置。速度 时间 2． 拖一个“转向”模块，转第2个圆。好了，快到活动场地里去欣赏“智能宝宝”的舞姿吧！把你的“8”字舞的方案写下来：
程序流程图参数设置
除了老师教的这个方案之外，你还有别的好方案吗，把它写下来？
二、宝宝秧歌扭起来
试身手：扭秧歌（十字舞）的舞步： 行走路线： 师总结：
1）这节课，小组中最快完成程序编写的同学是，舞蹈跳的最标准的是 同学的“智能宝宝”。2）这节课，你觉得自己“智能宝宝”的表现是： 优秀（）良好（）合格（）
教后记：通过上节课的练习，这节课学生掌握比较好。
第十课 文艺演出显身手
教学内容：学会调用子程序，让“智能宝宝”载歌载舞； 教学目标：
1、学会调用子程序，让“智能宝宝”载歌载舞；
2、掌握编写子程序的方法。
教学重点：学会调用子程序，让“智能宝宝”载歌载舞； 教学难点：掌握编写子程序的方法。教学时间：一课时 教学过程：
谈话：同学们：听说，要举行文艺汇演了。我们的“智能宝宝”既会唱歌，又能跳舞，这次我可要大显身手了！
今天我们就一起学习一下让“智能宝宝” 跳舞，看看他是怎么跳舞的。今天我就教大家几个舞步。
一、“智能宝宝”载歌载舞
同学们你们知道吗，除了可以自己编写唱歌跳舞的程序之外，仿真系统其实已经给我们提供了一些编写好的程序供我们直接使用。涛涛：是吗，那我们应该如何调用这些程序呢？ 做一做：
1．在程序模块库中找到 “新建子程序”模块
2．在 “新建子程序”模块上单击鼠标左键，弹出设置对话框。3．在弹出的窗口中选择想要的子程序，单击确定按钮。
4．这时我们选择的子程序就出现在编辑区里了。但是，我们要使用这个子程序，还必须要回到主程序当中，调用之后才行。
5．单击工具栏上的 “主程序”按钮，回到主程序编辑区。6．把“歌曲1”模块拖到 “主程序”下面，歌就添加好了。试身手：
自己添加一个“三步舞”的子程序。
7、好了，“三步舞”也加好了。看，是不是有点载歌载舞的味道了！同学们现在行了，我们可要到文艺汇演中大显身手了。
二、自己来编“子程序”
同学们，其实，除了仿真系统给我们提供的这些系统子程序之外，我们自己也可以把一些需要重复使用的一组模块编辑成子程序，直接使用。做一做：
把“1、2、3、4、5、6、7、1（高音）”做成子程序。1．单击“新建子程序”模块，弹出设置对话框。
2．选择“自定义”，子程序名称改为“音阶”，然后单击“确定”按钮。3．在“子程序”下面添加“发音”模块。
4．回到“执行器模块库”，添加“1、2、3、4、5、6、7、1（高音）8个“发音”模块。5．再回到“程序模块库”，添加 “子程序返回”模块。
6．好了，“音阶”子程序设置完毕。现在，我们就可以调用了。小提示：
我们自己编写的子程序，只能在当前的文件中使用，不能在其它的文件中调用。师总结：
（1）小组中最快掌握使用“子程序”的同学是（2）这节课，你觉得自己“智能宝宝”的表现是： 优秀（）良好（）合格（）教后记
第十一课 碰碰撞撞走起来
教学内容：掌握在前方和后方有障碍物时，“碰撞检测”模块的的设置方法 教学目标：
1、掌握在前方和后方有障碍物时，“碰撞检测”模块的的设置方法；
2、能够让“智能宝宝”在行走过程中，前方和后方碰到障碍物时自动地调整方向继续行走 教学重点：掌握在前方和后方有障碍物时，“碰撞检测”模块的的设置方法
教学难点：能够让“智能宝宝”在行走过程中，前方和后方碰到障碍物时自动地调整方向继续行走。
教学时间：一课时 教学过程：
同学们：如果我们的“智能宝宝”撞在了墙上，它会不会有知觉呢？
“智能宝宝”身上有一圈碰撞环，就像我们的皮肤一样，它能感觉到来自“前、后、左、右”四个方向发生的碰撞。
一、灵敏的触觉
做一做：试试“智能宝宝”的触觉灵敏吗？ 1．从“控制模块库”拖一个“永远循环”模块
2．从“传感器模块库”拖一个“碰撞检测”模块到“永远循环”模块下。
3．在 “碰撞检测”模块上单击鼠标右键，弹出设置对话框，单击“监测判断”按钮。
4、在方向设置中的“前”上打上“√”，然后单击确定按钮，来判断前方有障碍物的情况。5．在流程图上原来的“碰撞检测”模块变成了需要判断的“碰撞检测”的模块
6．在“碰撞检测”模块“是”的流程线上添加“转向模块”。当智能宝宝前方碰到障碍物，就转向180度。
7．在“碰撞检测”模块“否”的流程线上添加“直行模块”。当智能宝宝前方没有碰到障碍物，就直行。
好了，快让“智能宝宝”到活动场地中去试试吧。
二、自动地调整方向
8．在活动场地中首先要设置“环境”，添加障碍物。单击“实体”——“添加障碍物”——“矩形”（单击）
9．用鼠标在活动场地中添加一条“矩形”障碍物。
10．重复第7步和第8步的操作，在活动场地中再添加一条“矩形”障碍物。11．好了，让我们的“主角”闪亮登场吧。
12．快看，“智能宝宝”碰到障碍物后，自动转向了。比一比，说一说：
“直行”模块中时间设置的长或者短，对“智能宝宝”有什么影响？ 试身手：
设置“碰撞检测”模块来判断身后有障碍物的情况，注意“直行”模块要设置成后退才行！师总结：同学们看见了吧，“智能宝宝”的触觉就是这么灵敏。我们所学的只是你都掌握了吗？ 教后记
第十二课 巧避障碍物
教学内容：继续学习在左方和右方碰到障碍物时，“碰撞检测”模块的设置方法，让机器人能在封闭的房间内自由行走。教学目标：
继续学习在左方和右方碰到障碍物时，“碰撞检测”模块的设置方法，让机器人能在封闭的房间内自由行走。
教学重点：掌握在前方和后方有障碍物时，“碰撞检测”模块的的设置方法 教学难点：让机器人能在封闭的房间内自由行走。教学时间：一课时 教学过程：
同学们：上节课，我们的“智能宝宝”碰到前方和后方的障碍物时，已经能够轻松应付了，如果障碍物在左方和右方，设置的方法也一样吗？
今天我们就一起研究一下这个问题，你们就来当一会自己的老师教给好吗？
一、避障走房间
做一做：在封闭的房间内自由行走 1．从“控制模块库”拖一个“永远循环”模块
2．添加一个“碰撞检测”模块，先判断前方有障碍物的情况。3．如果前方有障碍物，就先转向，然后再直行。转向设置：速度：80 时间：0.2秒 直行设置：速度：80 时间：0.2秒
4．如果前方没有障碍物，就再添加一个“碰撞检测”模块，判断左方有障碍物的情况。5．如果左方有障碍物，就向右转向，然后再直行。转向设置：速度：80 时间：0.3秒 直行设置：速度：80 时间：0.2秒
6．如果左方没有障碍物，就再添加一个“碰撞检测”模块，判断右方有障碍物的情况。7．如果右方有障碍物，就向左转向，然后再直行。转向设置：速度：—80 时间：0.3秒 直行设置：速度：80 时间：0.2秒
二、封闭房间内自由行走
8、如果前、左、右方都没有障碍物，就让“智能宝宝”直行。直行设置：速度：80 时间：0.2秒 好了，到“活动场地”中去试试身手吧。注意，要选择“蜡烛场地”环境
9．先选择“蜡烛场地”环境，然后单击“进入环境”按钮。10．好了，我们就在这个场地中让“智能宝宝”显身手吧。11．蜡烛我们暂时还不用，可以在“光源”中，把它删除掉。
师总结：学会了让“智能宝宝” 避障走房间，我们的“智能宝宝”也很高兴，看他玩得多开心呀。教后记
第十三课 喜欢光明朝前走
教学内容：掌握“亮度检测”模块中的“偏差”方式 教学目标：
1、掌握“亮度检测”模块中的“偏差”方式
2、学习“亮度检测”的判断
教学重点：掌握“亮度检测”模块中的“偏差”方式 教学难点：学习“亮度检测”的判断 教学时间：一课时 教学过程：
同学们：你听过夸父追日的故事吗？其实呀，我们的“智能宝宝”也能像夸父一样追日，不信就来跟我做一做。
一、朝亮处走
想一想：机器人怎样才能朝亮处走呢？
机器人有两个光敏检测器（即亮度检测器），左右各1个。这样机器人就能检测到它左前方和右前方的光强。利用亮度检测模块中的
“偏差”，就可以测得哪个方向亮，然后让我们的机器人朝亮处走就行了。做一做：让智能宝宝朝亮处走
1．“启动电机模块”，让机器人宝宝走起来。使用“显示模块”来显示光敏检测器检测到的亮度的值。2．将“亮度检测”连接到程序下方。
其中“方式”选择“偏差”，条件一中的“亮度变量一”<0。
3．当判断成立时，即“亮度变量一”<0时，机器人就左转并前进。想一想：（填写“<”,“>”）
当“亮度变量一”<0时，应该是左边的亮度_____右边的亮度。
4．当“亮度检测”判断不成立时，再加上一个“亮度检测”让它继续进行判断。5．在“亮度检测”中，“方式”选择“偏差”，条件一中的“亮度变量一”>0。
二、“亮度检测”的判断 想一想：（填写“<”,“>”）
当“亮度变量一”>0时，应该是左边的亮度_____右边的亮度。
6．当“亮度检测”判断成立时，即“亮度变量一”>0时，机器人就右转并前进。
看看吧，这就机器人宝宝朝亮处走的完整程序。下面我们就到仿真环境中去试一试吧！7．单击“光源”，添加蜡烛。8．放入“智能宝宝”，进行试验。师总结： 评一评：
我的试验做成功了吗？
我对同学说（我发现的窍门或感受）你学会让机器人宝宝朝亮处走了吗？ 教后记
第十四课 自由行走好开怀 教学内容：掌握红外避障的方法 教学目标：
1、掌握红外避障的方法
2、让机器人在单间屋内自由行走 教学重点：掌握红外避障的方法 教学难点：让机器人在单间屋内自由行走 教学时间：一课时 教学过程：
同学们：以前我们的智能宝宝总是按照我们设定好的距离或路线进行行走，能不能让它自由的走路，而又不会碰到障碍物呢？
当然可以了，我们的智能宝宝可聪明啦。因为它有一双特殊的眼睛，那就是红外传感器。知识小天地：
世界上有些光波我们是看不到的，像红外光以及紫外光就属于这类光波。机器人就是利用红外光看物体的。
机器人的红外传感器包括两个红外发射器和一个红外接收器，能够检测到机器人左/右/前方是否有障碍物。
一、单间屋内自由行走
做一做：让机器人在单间屋内自由行走
1． 用鼠标将“传感器模块库”中的“红外检测”模块，移到流程图生成区并连接在“永远循环”模块的下方。
2．设置时，右击“红外检测”模块，将出现“红外测障模块”设置对话框，选择“检测完后进行条件判断”，则可以进行条件判断。先判断前方有障碍物的情况。3． 当前方有障碍物就让机器人左转一个角度。
4．将“控制模块库”中的“条件判断”模块连接到“红外测障”模块不成立的一方，并将条件赋于“红外变量一”，然后判断左边是否有障碍物。5．当左边有障碍物就让机器人右转一个角度。
6．再连接一个“条件判断”模块，然后判断右边是否有障碍物。7．当右边有障碍物就让机器人左转一个角度。
8．当机器人前、左、右都没有障碍物时，就让机器人前进。同学们瞧，你们设计的流程图是不是这样？ 让“智能宝宝”去仿真系统的场景中去试一试吧！想一想：
如果将程序中最后的前进的时间过长，那么机器人在红外避障行走会有什么结果？ 试一试：
改变一下机器人避障时的转角参数，看看机器人在避障行走时的样子。
师总结：这节课我们学会了让“智能宝宝” 在单间屋内自由行走，他的本领就更大了，下节课我们再来看看他还有那些本领。教后记
第十五课 绕木行走 教学内容：
1、学会利用红外检测绕着物体行走 教学目标
1、学会利用红外检测绕着物体行走
2、掌握对红外探测半径的设置
教学重点：学会利用红外检测绕着物体行走 教学难点：掌握对红外探测半径的设置 教学时间：一课时 教学过程：
谈话：同学们：上节课我们学习了“红外检测”模块，我们的智能宝宝在没有人干预的情况下能够自由的行走，真有意思。
这有什么，利用“红外检测”模块，我们的智能宝宝还能表演许多项目呢？今天我们就看看我们的智能朋友为我们表演绕木行走。
一、绕左木行走
想一想：机器人是怎样实现绕木行走的？
其实很简单。我们利用红外检测的功能，当机器人接近障碍物时就离远点，当感觉不到障碍物时就在靠近点。做一做：让机器人绕木行走 假设木头在机器人宝宝的左边。
1．让机器人红外检测左边然后做出相应的判断。
2．当左边离木头太近时，就向右走一走，当机器人感觉不到左边有木头时再向左走走。想一想，直行的时间长一点好吗？去仿真场景中去试一试 3．添加矩形障碍物作为木头。
4．将仿真机器人放到障碍物的左边，看看你的机器人走的好吗？ 想一想：
你会调整红外变量值的大小吗？ 练一练：
如果木头在机器人的右边，你应该怎样设置呢？
二、绕前木行走
做一做：当木头在机器人的前边，让机器人绕木行走 1．用红外检测机器人前方，当发现障碍物时就右转。2．当前方没有障碍物时，再连接上一个红外检测，检测障碍物的左方。3．如果左方有障碍物，机器人就右转，如果左方没有，机器人就左转。你的机器人绕木行走了吗？ 填一填：
当前方右障碍物时，你的机器人宝宝右转的参数是：速度：_____ 时间：______ 师总结：机器人绕木行走的原理同学们掌握了吗？主要是利用红外检测发现障碍物的原理。教后记
第十六课 智能宝宝灭火演习
教学内容：
1、综合复习仿真机器人的模块操作（复习课）教学目标
1、综合复习仿真机器人的模块操作
2、了解机器人灭火比赛
教学重点：综合复习仿真机器人的模块操作 教学难点：了解机器人灭火比赛 教学时间：一课时 教学过程：
同学们：我们以前学习了分别利用红外和碰撞检测进行行走，能不能让智能宝宝结合这两种检测模块自由行走呢？
你的想法很好，这当然可以了。就让我们一起来看看吧！
一、潇潇洒洒走起来 做一做：
1．回忆我们以前编写的红外避障和碰撞避障两个程序。2．启动程序，编写红外避障行走。
3．将碰撞避障行走程序连接到红外避障行走程序的下面。4．进入“标准灭火场地”，删除光源。拓展学习机器人灭火比赛 灭火比赛简介： 美国三一学院的Jake.Mendelsohn创立了这一比赛，目前已成为美国规模最大的机器人比赛。机器人灭火比赛是一项能动手、有观赏性、有活力和悬念的活动。它涉及机械、电子、硬件、软件、人工智能和工程组织等方面的知识，可以使参赛者获得极好锻炼。另一方面，通过参加比赛，参赛者将学会战胜失败，为工程作出长期计划和组织。灭火比赛规则：
机器人灭火比赛是让机器人在一间平面结构房子模型里运动、尽快找到并熄灭蜡烛以模拟现实家庭中机器人处理火警的过程。
比赛场地：建筑物的墙壁33cm高，由木头做成，刷成白色。比赛场地要求平整。所有的走廊和门口宽都是46cm。门口是一个46cm的开口，用一个白色的2.5cm宽的白色带子或白漆印迹表示房间入口。机器人将从一个30cm直径的标有
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