探索者D1机器人课程-DF创客社区
创客社团教案
教师教学活动设计
学生学习活动设计
一、教师讲解设计理念：
1.硬件的组装；
2.编程的注意事项。
二、学生设计机器人：
1.讨论设计思路；
2.组装硬件；
3.编制程序；
4.调试。
学生学习机器人的设计理念。
小组讨论；
动手组装；
编程
调试
教学反思
2.组装硬件；
3.编制程序；
4.调试。
学生学习机器人的设计理念。
小组讨论；
动手组装；
编程
调试
教学反思
总第13课时年月日
课 题
自主设计机器人
第2课时
教学目标
1.学生分小组自己组装机器人；
2.学生自己设计编制程序，让机器人动起来。
教学重点、难点
编程程序。
问题情境设计
你能自己做一个机器人吗？
教师教学活动设计
教学重点、难点
程序的编写。
问题情境设计
你想让机器人按自己的想法动起来吗？
教师教学活动设计
学生学习活动设计
一、认识Robot DK：
1.电机指令；
2.蜂鸣指令和延时指令；
3.乐曲指令；
4.接通IO、断开IO指令；
5.无限循环指令。
二、简单的编程：
1.教师示范：走直线。
2.学生动手实践：
（1）编写程序；
学生学习活动设计
一、教师讲解设计理念：
1.硬件的组装；
2.编程的注意事项。
二、学生设计机器人：
1.讨论设计思路；
2.组装硬件；
3.编制程序；
4.调试。
学生学习机器人的设计理念。
小组讨论；
动手组装；
探索者机器人 ppt课件
编程任务2：
在声控传感器附近拍手，机器人会前进， 越走越慢。大约3秒后停止，然后后退，越走越 快，大约3秒回到原位。
答案：
在声控传感器附近拍手，机器人会前进，越走越慢，大约3秒后停止；然后后退，越 走越快，大约3秒回到原位。
向上推动，机器人前进
向下推动，机器人后退
• 如果不能正常运动，请检查是否有以下情况： 1、主控板电源没开或电池没电。 2、编程手柄电源没开或电池没电。 3、主控板与遥控手柄通道不匹配。
4、手柄前端没对准红外接收头。 5、机械结构组装错误。
四、图形化编程
Robottime Robot Studio (RRS)机器人动作编辑软件常 用于仿生机器人运动姿态设计。可快速编辑机器人的电机运 动速度、角度、时间，规划动作路径等，具有直观化、可视 化、易编辑的特点。可方便地设计柔和，流畅的机器人动作。
二、组装四足机器人
成品展示
视频
装配完成后，请在适当的位置装上传感器，并按照之前学习的 电路连接方法连接电路。主控板和锂电池请自行选择零件装在机构上。
三、机构验证及故障处理
电路连接完成后，打开主控板电源，找到编程手柄并打开电源。向上或向下推动 手柄第一个摇杆，验证机器人机械结构的运动是否正常。（如有故障请看下页）
4、打开Robottime Robotway Studio.exe，进入图形化编程环境（如 果检测到有最新的RRS按第3步的端口选择相应的端口。
6、按一下主控制板的复位键，如果主控制板和计算机连接成 功，RRS的主控制板图标（左上角）会变成绿色，否则请检查 USB转接线的连接，并重复以上步骤。
1、确认电脑里已安装 USB转接线驱动和Robottime Robotway Studio； 注意主控制板的程序写保护口不在ON的位置（见主控板端口）
小学创客机器人说课稿模板
小学创客机器人说课稿模板尊敬的评委老师，大家好。
今天，我将为大家介绍一堂关于小学创客机器人的课程。
本课程旨在培养学生的创新思维和动手能力，通过实践操作机器人来激发学生对科技的兴趣。
课程名称：探索机器人世界——小学创客机器人教学目标：1. 让学生了解机器人的基本概念和工作原理。
2. 培养学生的创新思维和团队协作能力。
3. 通过动手制作机器人，提高学生的实践操作能力和解决问题的能力。
教学重点：- 机器人的基本构造和功能。
- 编程基础，如何让机器人按照指令行动。
教学难点：- 编程逻辑的理解和应用。
- 机器人组装过程中的精细操作。
教学准备：- 机器人套件，包括各种传感器、马达、控制板等。
- 编程软件及相关教材。
- 多媒体教学设备，用于展示机器人的工作原理和操作演示。
教学过程：1. 导入新课：通过播放机器人的动画视频，激发学生的兴趣，引出本节课的主题。
2. 新课讲解：- 介绍机器人的发展历程和应用领域。
- 解释机器人的基本构造，包括传感器、马达、控制板等。
- 讲解编程的基本概念，如变量、循环、条件判断等。
3. 实践操作：- 学生分组，每组配备一套机器人套件。
- 指导学生组装机器人，并进行简单的编程实践。
- 组织学生进行机器人竞赛，如速度赛、障碍赛等。
4. 总结反馈：- 学生分享自己的制作和编程经验。
- 教师点评学生的作品，提出改进建议。
作业布置：- 让学生回家后继续探索机器人的更多功能，尝试编写更复杂的程序。
- 鼓励学生记录下自己的探索过程和心得体会。
教学反思：在本节课中，学生表现出了极高的兴趣和参与度。
通过动手实践，学生们不仅学到了机器人的相关知识，还锻炼了解决问题的能力。
在未来的教学中，我将继续探索更多激发学生创新潜能的教学方法。
感谢大家的聆听，希望我的课程设计能够得到大家的认可和建议。
谢谢大家。
EV3 中级课程《探索者》活动教案
《探索者》教案
一、结构分析。
1.结合图片，分析向导机器人模型结构。
1) 车体（用EV3核心为基础进行搭建，在车体前端安装两个颜色传感器）2）电机装置（使用两个大型电机进行搭建）
3）履带（使用履带进行搭建）
2.明确搭建顺序。
1) 车体
2）电机
3）履带
二、利用乐高教具，引导学生进行建构操作。
1.车体、电机。
1）教师提问：车体结构按照高底盘制作。
2）制作要求：高底盘车体搭建时注意两个电机对称。
2.安装履带。
1) 教师提问：在沙漠中行进的机器人向导应该使用履带呢还是轮子呢？2）制作要求：履带需张紧，否则会影响实验结果。
3.安装颜色传感器。
1）教师提示：颜色传感器的安装位置？
2）制作要求：颜色传感器要安装在机器人前端，距离地面1-2个单位。
4.任务分析
1）巡线。
2）跳出循环。
二、提出任务三：课程回顾。
1.教师课程内容总结
1）巡线的动作是什么？
——B动C停，C动B停。
2）怎样判断颜色并正确识别？
——切换模块数字模式、声音模块。
3）谈一谈你新的发现以及喜欢的结构？
2.《探路者》活动内容分享
1）学生以个人为单位，每名学生依次分享本次活动内容。
2)同学之间可以进行提问反馈。
提出任务四：整理教具。
轻、静、齐。
校外青少年创客教育活动课程建设的实践与研究——以“创客与3D打印”为例
- 98 -校外青少年创客教育活动课程建设的实践与研究——以 “创客与3D 打印”为例马士清摘 要：校外创客教育活动基于学生的兴趣，通过项目化学习，培养学生的跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力，在推动青少年动脑动手及创新精神的培养上具有重要的价值和意义。
笔者以“创客与3D 打印”课程为例，通过研究当前校外青少年创客教育活动中存在的主要问题，结合课程体系建构和实践课例推进，以校外创客教育活动的初步探索为基础，梳理总结校外青少年创客教育活动课程建设的实践与经验。
关键词：青少年创客教育；校外创客活动课程；创客课程大纲中图分类号：G633.67文献标识码：A 文章编号：1004-8502(2021)02-0098-12作者简介：马士清，中国福利会少年宫中级教师，中国福利会少年宫计算机活动中心创客活动指导，研究方向为创客教育。
2021年04月 第2期Apr.2021 No.2实践探索Discovery in Practice 中国校外教育AFTERSCHOOL EDUCATION IN CHINA 创客运动与教育的融合正在慢慢改变传统的教育理念、模式与方法，创客教育应运而生。
虽然创客教育在推动青少年动脑动手及创新能力的培养上具有重要的价值和意义，但青少年校外创客教育在实践中的发展却不尽如人意。
各校外教育机构所授内容深浅不一，尚未形成一定的体系与特色，活动目标、定位、设计和实施方面均缺乏统一的标准。
本文以中国福利会少年宫青少年创客实践活动为依托，以“创客与3D 打印”课程为例，在对校外创客教育活动初步探索的基础上，梳理并总结了校外青少年创客教育活动课程建设的实践与经验。
一、当前青少年校外创客教育存在的主要问题近几年，校外教育界开始关注青少年创客活动并付诸实践。
由于创客活动对学习者的知识、能力和思维的要求较高，校外教育机构和从业者对创客活动教学目标和教学内容的理解也不到位，导致开展的创客活动及其内容形式多样、深浅不一，这些都给家长和学生带来了诸多困惑。
小创客机器人教程第八课独眼机器人
小创客机器人教程第八课独眼机器人小朋友们，欢迎来到小创客机器人教程的第八课！今天我们要一起动手制作一个超级有趣的独眼机器人。
在开始之前，让我们先准备好所需的材料和工具。
我们需要一些电子元件，比如电池盒、电机、电线、开关，还需要一些机械零件，像是齿轮、螺丝、螺母，当然啦，最重要的是一块控制板，还有一个独眼造型的外壳。
为了方便操作，我们还要准备好螺丝刀、剪刀、电烙铁这些工具。
接下来，让我们开始动手吧！第一步，先把电池盒安装好。
找到一个合适的位置，用螺丝把电池盒固定住，然后把电池装进去，注意电池的正负极不要装反哦。
第二步，安装电机。
电机是让我们的独眼机器人动起来的关键。
把电机用螺丝固定在合适的位置，然后通过齿轮和传动轴把电机的动力传递出去。
第三步，连接电线。
这一步可要小心一点，用电烙铁把电线焊接在相应的位置上，确保连接牢固，不会松动。
第四步，安装控制板。
控制板就像是机器人的大脑，控制着它的一举一动。
把控制板固定好，然后按照说明书把电线连接到对应的接口上。
第五步，组装外壳。
这是最有趣的一步啦！把独眼造型的外壳小心地安装在已经组装好的零件上，让我们的机器人看起来更加可爱和独特。
在组装的过程中，可能会遇到一些小问题。
比如螺丝拧不紧，电线连接不上等等。
这时候不要着急，仔细检查一下哪里出了问题，然后慢慢解决。
当我们把所有的零件都组装好之后，就可以打开开关，看看我们的独眼机器人是不是能够按照我们的想法动起来啦！如果它没有动，别灰心，再仔细检查一遍各个部分的连接是否正确。
制作独眼机器人不仅能够锻炼我们的动手能力，还能让我们学到很多关于电子、机械和编程的知识。
而且，当我们看到自己亲手制作的机器人动起来的时候，那种成就感简直太棒了！小朋友们，希望你们在制作独眼机器人的过程中能够享受到创造的乐趣。
如果你们还有什么疑问或者想法，都可以和小伙伴们一起交流讨论，说不定还能想出更多有趣的改进方案呢！现在，拿起你们的工具，开始动手制作属于你们自己的独眼机器人吧！相信你们一定可以的！。
探索者机器人说明书(配套教材)
第一章探索者教学机器人简介探索者教学机器人是具有感知功能、判断决策功能和动作执行功能的智能型机器人，它的出现，不仅为中小学信息技术教育提供了新的教学载体，也为各级各类学校的理论和专业教学提供了一个开放式实验实习平台。
通过这个载体和平台，可以学习和了解机械、电子、电机、传感器、单片机、计算机软硬件、人工智能等多方面的知识，培养广大青少年的动手能力、创新能力和协作能力，并在参加各级各类比赛和完成各种应用实验项目的过程中提高学生的综合能力。
通过本章内容的学习，将对探索者教学机器人有一个基本的了解，掌握一些基本的操作方法。
1．1探索者教学机器人的基本结构探索者教学机器人由控制主板、液晶显示器、底盘、阁架、电机系统、电池以及各种传感器组成。
机器设计成圆盘形，层叠式。
由各个机械零部件和电子元器件组成的机电系统，采用开放式接口，交互式语言驱动，各部分可分解组合。
机械电子的开放式接口让使用者可在原有控制板的基础上扩展机械接口，安装多个直流电机和伺服电机。
通过EXPBUS总线扩展卡，还可方便地扩展控制板的功能，如增加超声测距卡、传感器扩展卡、电机扩展卡，I/0扩展卡及通用扩展卡等。
使机器人在原有的基础上，智能化程度更高，功能更强大。
下面通过探索者教学机器人图例(图1-1)，一一介绍机器人的各部分名称和作用。
1、底盘、阁架用于承载联结机器的各种机械及电子装置,用户可根据功能扩展的需要设置多层阁架，如图1-2所示。
2、控制主板探索者控制主板采用了基于MC68HC11的扩展系统结构，以较少的外围芯片获得了丰富的硬件功能，其编程采用目前国际上通行的交互式C语言（简称ROBOIC），是机器人发烧友不可多得的、性价比极好的控制主板。
探索者控制主板采用合理开放的布局设计，充分考虑了可拆装性、易操作性和美观性等方面的要求，为用户提供了极其方便的硬件操作空间和安全简易的扩展接口配置，其布局如图1-3所示。
（1）LCD插座：探索者配备了一个16x2的液晶显示模块，将其正确插入该插座，机器人在运行过程中可以显示2行16字符的文本信息，是探索者与操作者的交互界面之一；（2）伺服直流电机口3：探索者控制主板上扩展了四个直流伺服接口，编号为0～３，具备PWM （脉宽调制）功能，可以用于各种直流驱动装置，如直流马达、继电器等执行机构，旁边的红色和绿色用于指示方向；（3）伺服直流电机口2：同伺服直流电机口3；（4）伺服直流电机口1：同伺服直流电机口3；（5）伺服直流电机口0：同伺服直流电机口3；（6）移动轮电机1：探索者教学机器人左右各装备了一个直流驱动马达，分别对应于WHEEL0和WHEEL1两个五芯插座，是探索者的主要移动机构，安装时应注意左右对应关系；图1—1探索者教学机器人整机图从 动 轮电 池图1—2探索者教学机器人拓展图（7）移动轮电机0：同移动轮电机1；（8）电源插座：电池组上电源线连接在此处，连接时应注意电池极性；（9）充电插座：探索者配备的12伏500毫安充电器上的同轴插头插入此插座可以对连接在机器人上的8*1.2伏串联电池组进行充电；（10）充电指示：黄颜色的发光二极管，用于指示探索者是否处于正常充电状态，若快速充电跳线插座短路，则该指示灯不亮；（11）扩展电源插座：给探索者扩展的直流电机口0～3和驱动轮电机驱动口0～1提供附加的电源，电源极性请见板上的标注，附加电源的规格为5～7节1.5伏干电池或7～8节1.2伏串联充电电池，但一般要求等效电压等于或略高于连接于(8)的电池电压；（12）电源开关：用于打开和关闭探索者；（13）电源指示：绿颜色的发光二极管，用于指示探索者是否处于工作状态；（14）电压低指示：红颜色的发光二极管，灯亮时，表示电源电压太低；（15）功能按钮：该按钮占用通用数字输入口7，在用户程序中可以获得该按钮的状态，另外，该按钮与复位按钮联合使用可以使控制板进入特殊启动模式，从而能够进行操作系统的装入；（16）复位按钮：按下此按钮使控制板复位，当与功能按钮联合使用可以使控制板进入特殊启动模式，从而可以进行操作系统的装入，具体做法是先按下功能按钮并保持，然后按一下复位按钮;（17）通用数字口0-6、8-9：通用数字输入口，从左至右编号为0到6和8-9；（18）通用模拟口7-4：通用模拟输入口，从左至右编号为7到4；（19）通讯指示：黄颜色的发光二极管，灯闪烁时，表示控制板正与PC机进行通讯；图1-3探索者教学机器人控制主板布局及接口示意图（20）串行通讯插座：RS232串行通讯接口；（21）麦克风：用于采集声音信号，占用通用模拟接口2；（22）红外调节1：用于调节红外发射管1的发射强度；（23）红外发送1：红外发射管1插座，该插座具有电源极性，用户在拆装时需注意方向；（24）红外接收：红外接受头插座；（25）红外发送0：红外发射管0插座，该插座具有电源极性，用户在拆装时需注意方向；（26）红外调节0：用于调节红外发射管0的发射强度；（27）光敏传感器1：预设的光敏电阻插座1，与右边的光敏传感器对应，也可以作为通用模拟输入口使用，编号为1；（28）光敏传感器0：预设的光敏电阻插座0，与左边的光敏传感器对应，也可以作为通用模拟输入口使用，编号为0；（29）扩展接口：该扩展接口插座与LCD插座一起构成了探索者的扩展总线；（30）红外频率调节：用于调节红外振荡电路的频率，使其位于38KHz左右；（31）快速充电：若需对电池组进行快速充电，应将该跳线座短路；（32）蜂鸣器：可以在用户程序的控制下产生不同频率的声响。
小创客机器人教程第十二课跨栏机器人
小创客机器人教程第十二课跨栏机器人在小创客机器人的精彩世界里，今天我们迎来了第十二课——跨栏机器人。
跨栏机器人可是一个充满挑战和乐趣的项目，它不仅能锻炼我们的动手能力，还能让我们更深入地理解机器人的工作原理和编程逻辑。
首先，让我们来了解一下跨栏机器人的基本构成。
它主要由车架、驱动系统、传感器、控制系统等部分组成。
车架是整个机器人的“骨架”，要足够坚固和稳定，以承受机器人在运动中的各种力量。
驱动系统就像是机器人的“双腿”，负责提供动力，让机器人能够快速、灵活地移动。
传感器则如同机器人的“眼睛”和“耳朵”，能够感知周围的环境和障碍物，为机器人的行动提供重要的信息。
而控制系统则是机器人的“大脑”，通过编程来指挥各个部分协同工作，实现跨栏的动作。
接下来，我们要准备制作跨栏机器人所需的材料和工具。
材料方面，我们需要各种规格的金属或塑料零件、电机、电池、电线、传感器模块等。
工具则包括螺丝刀、钳子、电钻、焊接工具等。
在准备材料和工具时，一定要确保质量可靠，规格合适，这样才能保证我们制作出的机器人性能稳定。
在正式开始制作之前，我们要有一个清晰的设计思路。
根据跨栏的要求，我们要考虑机器人的尺寸、形状、重心位置等因素。
比如，机器人的高度不能太高，否则容易失去平衡；长度和宽度要适中，以保证在跨越栏杆时的稳定性。
同时，我们还要规划好各个部件的安装位置和连接方式，让整个机器人的结构紧凑、合理。
现在，让我们动手开始组装车架。
先将主要的支撑结构搭建起来，使用螺丝和螺母将各个部件牢固地连接在一起。
注意车架的强度和稳定性，要避免出现松动或者变形的情况。
然后，安装驱动系统。
通常我们会使用电机和齿轮来实现动力的传递，通过调整齿轮的比例来控制机器人的速度和扭矩。
在安装电机时，要确保其与车架的连接牢固，并且能够顺畅地转动。
接下来是安装传感器。
常见的传感器有红外线传感器、超声波传感器等，它们可以帮助机器人检测障碍物和栏杆的位置。
将传感器安装在机器人的前端或侧面，通过电线与控制系统连接。
创客机器人课程结构及内容
创客机器人课程结构及内容
创客机器人课程是一种集成了STEM（科学、技术、工程和数学）教育的综合性课程。
其课程结构主要基于不同阶段的学习目标，分为以下几个阶段：
1. 基础预备阶段：这一阶段主要针对机器人的基本知识、安装以及基础程序的学习。
课程包括机器人的基本构成、工作原理、安装图纸识别等基础知识，以及基础的编程技能。
2. 初级阶段：在基础预备阶段之后，进入初级阶段的学习。
这一阶段主要学习机器人的传感器应用及相对复杂程序的编写，包括对智能语音与文字识别系统的初步认识。
课程设计上，从易到难，逐步引入传感器的应用，并通过实践操作提升编程能力。
3. 中级阶段：这一阶段注重机械设计与安装能力、运动控制系统知识、各种传感器知识的系统应用的学习与综合能力的培养。
课程内容涵盖了更广泛的知识领域，包括机械设计、电子技术、控制系统等，旨在提高学生的综合应用能力和问题解决能力。
在教学内容上，创客机器人课程强调实践操作和项目式学习。
教学过程中采用多种教学形态，如头脑风暴、思维爆炸、构建草图、作品搭建、作品展示和作品陈述等，以培养学生的逻辑思维、创造性思维和分析解决问题的能力。
同时，课程强调学生的自主探究和合作学习，鼓励学生在创造中学习，树立自信，敢于分享，乐于交流。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅创客机器人课程的相关资料或咨询专业人士。
探索者模块化机器人拼装教程
探索者模块化机器人拼装教程探索者模块化机器人拼装教程简介•探索者模块化机器人是一款教育性机器人，可以通过组装不同的模块实现不同功能。
•本教程将以具体步骤介绍如何拼装探索者模块化机器人。
步骤1. 准备工作•确保已经购买了探索者模块化机器人，并准备好所有的模块。
•将机器人放在一个平整、空旷的工作台上，以方便组装和操作。
2. 拆解原有模块•如果之前已经组装了一部分模块，需要先将其拆解。
•将机器人的零件放在工作台上，并按照顺序进行编号，以方便后续组装。
3. 组装底盘模块•将底盘模块的主体框架取出，按照说明书的引导将底盘模块组装起来。
•确保各个零件连接紧密，无松动。
4. 安装电池盒•将电池插入电池盒中，然后将电池盒安装在机器人的底盘上。
•确保电池连接正确，并固定电池盒，避免晃动。
5. 安装主控板•将主控板安装在机器人底盘上的预留位置上。
•使用螺丝将主控板固定在底盘上，确保稳固。
6. 安装其他模块•根据需求，逐个安装其他模块，如传感器、执行器等。
•按照说明书的引导将模块与主控板连接起来，并进行固定。
7. 连接线路•将各个模块之间需要连接的线路连接好。
•确保连接线路正确，没有接反或接松等情况。
8. 细节调整•检查机器人各个部分是否安装稳固，如有松动可适当调整紧固螺丝。
•检查线路是否整齐、不乱，有需要可进行整理。
9. 测试功能•将机器人放置在地面上，开启电源，并测试各个功能模块的工作情况。
•如果发现功能异常或不工作，可检查相关连接或模块的安装。
10. 完成•完成机器人的组装后，你可以根据自己的需求进行进一步的编程、控制和创作。
•探索者模块化机器人可以帮助你更好地理解机器人相关知识，并开展创意的项目。
注意：在组装过程中，注意安全和耐心，避免损坏机器人或个人受伤。
结语本教程介绍了如何拼装探索者模块化机器人，通过按照步骤进行组装，你可以快速搭建一台功能丰富的机器人。
希望这篇教程能够对你有所帮助，祝你成功！11. 故障排除•如果在测试功能时发现机器人某个模块不工作或有异常情况，可以进行故障排除。
机器人等级一级积木搭建 小小创客训练营-试听课
科技的进步与扇扇子
丁盛 博士
扇扇子为什么会感觉凉快?
因为在扇动扇子的时候，随着扇子的摇动加速周围空气的流 动，同时加快了身体表面汗液的蒸发，汗液在蒸发的过程中
需要吸收大量的热，从而使人感到凉爽。
人工时代
机械时代
对称结构 斜角叶片向下不停 的旋转使得空气不 断流动产生负压， 形成风道 另外所有 的风扇都是奇数数 量的叶片，避免偶 数页片产生的共振
齿轮传动 齿数比：>1，加速，费力
<1，减速，省力
杠杆原理 力矩越长越省力
谁搭的风又大，转的快，还省力？
对称结构
齿数比要大
力矩要长
电力时代
电阻
电流
电压
计算机时代
人工智能时代
智能来源-仿生学
大讨论
人工智能时代还有什么可以改变？
2024年度-机器人的搭建及编程培训课程
选择依据
根据机器人应用场景、硬件性能 、开发周期等综合考虑。
14
基本编程概念与技能
变量与数据类型
理解变量的含义，掌握常见数据类型如整数 、浮点数、字符串、布尔值等。
函数与模块
理解函数定义与调用，掌握模块导入与使用 ，提高代码复用性。
控制结构
学习条件判断（if-else）、循环（for、 while）等控制结构，实现程序流程控制。
错误处理与调试
掌握异常处理机制，学习使用调试工具进行 程序调试。
15
编程实例分析与练习
实例分析
01
通过分析典型的机器人编程实例，如循迹小车、机械臂控制等
，理解编程原理与实现方法。
编程练习
02
进行针对性的编程练习，如编写简单的机器人控制程序、实现
基本的人机交互功能等，巩固所学知识。
团队协作与分享
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
03
介绍适用于机器人运动控制的编程环境及工具，如C/C、Python 等编程语言以及ROS（机器人操作系统）等开发框架。
运动控制编程实例
通过具体案例，演示如何使用编程语言实现机器人的基本运动控制 ，如前进、后退、转弯等。
高级运动控制编程
深入探讨如何实现机器人的复杂运动控制，如轨迹规划、协同控制 等，并提供相应的编程实例。
18
电机驱动与调速技术
电机类型及工作原理
介绍直流电机、交流电机、步进电机和伺服电机等常见电机的类 型、工作原理及特点。
电机驱动技术
阐述电机驱动的基本原理、驱动电路设计及保护措施。
调速技术
讲解电机的调速方法，如PWM调速、变频调速等，并分析各种 调速技术的优缺点及应用场景。
探索者D1机器人课程-DF创客社区
探索者D1机器人课程总主编：李艺分册主编：钟柏昌分册副主编：张禄作者：刘正云、张敬云、韩蕾、张禄、钟柏昌目录前言 (1)第1课点亮星灯 (2)一、机器人是什么 (2)二、机器人的大脑 (4)三、Arduino的编程环境 (4)四、将程序上传到控制板 (7)第2课模拟交通灯 (10)一、交通灯的秘密 (10)二、方案设计 (12)三、基础知识与基本技能 (12)四、实现过程 (16)五、拓展提升 (17)第3课会“呼吸”的灯 (18)一、认识呼吸灯 (18)二、方案设计 (18)三、基础知识与基本技能 (19)四、实现过程 (21)五、拓展提升 (23)第4课电子骰子1.0 (24)一、骰子与数码管 (24)二、方案设计 (25)三、基础知识与基本技能 (25)四、实现过程 (28)五、拓展提升 (32)第5课电子骰子2.0 (34)一、互动骰子 (34)二、方案设计 (34)三、基础知识与基本技能 (35)四、实现过程 (38)五、拓展提升 (40)第6课小小“演奏家” (42)一、机器人“演奏家” (42)二、方案设计 (43)三、基础知识与基本技能 (43)四、实现过程 (45)五、拓展提升 (52)第7课火灾报警器 (53)一、火灾报警器 (53)二、方案设计 (54)三、基础知识与基本技能 (54)四、实现过程 (57)五、拓展提升 (59)第8课声控风扇 (60)一、风扇 (60)二、方案设计 (60)三、基础知识与基本技能 (61)四、实现过程 (64)五、拓展提升 (65)第9课自动变速风扇 (67)一、创意风扇 (67)二、方案设计 (68)三、基础知识与基本技能 (69)四、实现过程 (72)五、拓展提升 (75)第10课遥控风扇 (76)一、遥控器的故事 (76)二、方案设计 (77)三、基础知识与基本技能 (77)四、实现过程 (79)五、拓展提升 (82)第11课驱动小车 (84)一、机器人小车 (84)二、方案设计 (85)三、基础知识与基本技能 (86)四、实现过程 (89)五、拓展提升 (90)第12课循线小车 (92)一、开环与闭环 (92)二、方案设计 (93)三、基础知识与基本技能 (94)四、实现过程 (95)五、拓展提升 (96)第13课循线挑战赛 (98)一、循线赛事 (98)二、方案设计 (99)三、基础知识与基本技能 (101)四、实现过程 (102)五、拓展提升 (103)第14课障碍停车挑战赛 (105)一、避障小车 (105)二、方案设计 (106)三、基础知识与基本技能 (107)四、实现过程 (109)五、拓展提升 (111)第15课探究不同杯子的保温效果 (112)一、提出问题 (112)二、形成假设 (113)三、制定计划与设计实验 (113)四、防水温度传感器 (114)五、进行实验与收集数据 (115)六、分析数据与得出结论 (116)七、评价与反思 (116)八、拓展提升 (117)第16课探究种子萌发的最宜土壤湿度（2课时） (118)一、提出问题 (118)二、形成假设 (119)三、制定计划与设计实验 (119)四、土壤湿度传感器 (120)五、进行实验与收集数据 (121)六、分析数据与得出结论 (122)七、评价与反思 (123)八、拓展提升 (124)第18课自动浇花装置 (125)一、自动浇花 (125)二、方案设计 (125)三、基础知识与基本技能 (126)四、实现过程 (129)五、拓展提升 (130)第19课利用Arduino探究单摆周期 (131)一、提出问题 (131)二、形成假设 (132)三、制定计划与设计实验 (132)四、红外避障传感器 (136)五、进行实验与收集数据 (137)六、分析数据与得出结论 (137)七、评价与反思 (138)八、拓展提升 (138)第20课机器人总动员 (139)一、分析需求，确定主题 (139)二、优化流程，设计方案 (139)三、搭建硬件，编写程序 (139)四、完善程序，交流共享 (140)前言Arduino是一款开源软硬件平台，具有操作简单、可拓展性强、价格低廉等特点。
“探索者”快速入门课程包-新版 4.简单的实验操作(一)
谢谢观看！！！
（二）操作内容：
将主控板、电池、触碰传感器固定在小车上，将扩展板堆叠在主控板上。编写程 序：如果传感器触发，小车前进3秒，否则小车不动。
C语言编程时需要用到端口号，传感器对应的端口号要看 传感器端口VCC针脚旁边的编号，即：A0，A2，A3，A4
A0
A4
A2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A3
图形化编程时也需要用到端口号，图形化程序对端口号认定的方法比较特殊，对 于Basra，A后面的数字加上14即可，如A3端口号为3+14=17
（二）操作内容
编写程序实现双轮底盘前进、后退、转向、原地旋转4个动作。
四种运动形式的图示
两轮同时正转：前进 两轮同时反转：后退
一转一停：以轮为 圆心旋转
同速一正一反：原地旋转
（三）示例程序:
小车如何 运动？
该底盘的运动不仅仅和针脚的电平高低组合有关系，还和电机插针的正反有关系。 “保持电路不变而调整程序”，也可以“保持程序不变而调整电路”。
A0：14 A2：16
A4：18 A3：17
（三）调试
在图形化编程界面中参考以下程序并编写烧录，自己完成调试：
传感器的触发条件是“低电平”，而 得高电平”，因此要在前面加一个逻辑运算符
语句意思是“14号数字针脚获
（四）拓展
１.改用近红外传感器实现该功能。
２.使用近红外传感器实现避障功能，即“如果传感器触发，小车停止、后退、转向； 否则，小车前进”，请自己编写子程序并完成调试。
a0a2a3a4a0a2a4a3图形化编程时也需要用到端口号图形化程序对端口号认定的方法比较特殊对于basraa后面的数字加上14即可如a3端口号为31417a0
探索者机器人PPT课件
两端分别连接主控板三芯端口和红外接收头，如图所示：
以上步骤完成后电路的状态，如图所示：
找到探索者圆周舵机：
舵机身上的连接线由白、红、黑三股线构成：
将舵机连接线连在主控板1号输出端口上，注意白、红、黑线的对应针口：
换个角度来看，注意白、红、黑线的对应针口：
以上步骤全部完成后的电路状态：
电路连接完成后，可以接通电源： 电源开关
编程任务2：
在声控传感器附近拍手，机器人会前进， 越走越慢。大约3秒后停止，然后后退，越走越 快，大约3秒回到原位。
答案：
在声控传感器附近拍手，机器人会前进，越走越慢，大约3秒后停止；然后后退，越 走越快，大约3秒回到原位。
附加内容：机器人的示教编程
示教编程（Teaching Programming）是工业领域常用的机器人编程方 式.
机器人设计与制作认知课程
单马达偏心轮四足机器人
（组装、图形化编程 3课时）
一、学习电路基础连接
找到Robotway主控板，按图示放置：
如图示接上锂电池：
找到四芯数据线：
四芯
使其一端连接声控传感器，如图所示：
另一端连接主控板1号输入端口（白色四针），如图所示：
找到三芯数据线，如图所示：
三芯
其逻辑是：带领机器人把要执行的动作执行一遍，然后机器人会在合适 条件下重复执行该组动作。
常见示教编程有”手把手“和”示教盒“两种方式。”探索者“的编程 手柄具有示教盒功能。
• 教学视频
二、组装四足机器人
成品展示
视频
装配完成后，请在适当的位置装上传感器，并按照之前学习的 电路连接方法连接电路。主控板和锂电池请自行选择零件装在机构上。
三、机构验证及故障处理
“探索者”快速入门课程包-新版 5.简单的实验操作(二)
③声控传感器读取数字量时可以识别有声（1）和无声（0），读取模拟量时 可以获得响度参数。
（一）通过该实验，您将获得以下技能： （1）使用较复杂传感器的模拟量（一组连续的数据）检测功能； （2）掌握超声波传感器的特性和使用方法； （3）通过搭建检测电路，掌握“探索者”基本检测电路的连接方法 （4）通过编写超声测距程序，掌握图形化编程，C语言编程；
烧录下面的程序，即可在serial monitor中看到超声<20cm”的判断，所以我们还需要用到一个逻辑 运算符，来设置一个判断条件，即“超声测距传感器测到的距离<20cm”。
３.参考下面的主程序，完成超声波避障小车程序的编写和调试。
谢谢观看！！！
（一）传感器的认识
简单传感器可以检测数字量（两个值，0或1），复杂传感器可以检测复杂的模拟 量数据，如距离、温度、角度、颜色等。
检测数字量
触碰 触须
闪动 近红外
灰度
温湿度
白标
超声测距
光强
颜色
声控
加速度 摇杆
检测数字量和简 单模拟量
检测复杂模拟量，数 据往往不能直接使用， 需要配合算法转化为
可用数据。
（二）操作内容
１.将主控板、电池、超声测距传感器固定在小车上，将扩展板堆叠在主控板 上。编写程序：如果距离障碍<20cm，小车停止、后退、转向；否则，小车 前进”。
２.超声波测距仪原理
超声测距传感器可以测量到具体的距离值，这个距离值是传感器利用采集到 的“声波反射时间间隔”，提交到一个简单的测距算法公式计算出来的。 图形化编程界面里已经提供了一个程序图块，该图块包含了这个测距算法。
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Arduino不仅是众多创客用来创作的利器，同时也逐渐走进了中小学课堂，成为机器人与创客教育的重要工具，相信它也会成为你的好朋友。
本册教材是Arduino机器人的入门教材，以数字输出与模拟输出（LED）—数字输入（电子骰子）—模拟输入（蜂鸣器）—单电机控制（风扇）—双电机控制（小车）—STEM（科学探究）为线索组织教材内容，深入浅出，帮助大家系统的学习Arduino机器人的设计及制作。
其实，机器人已经不是那个“高大上”的难以触及的领域，通过学习本课程，你也能制作出非常炫酷的机器人作品，利用机器人把我们的想法写进现实。
本册共有20个课时，其中1-14课为必修部分，第15-19课为选学部分。
通过学习：第1-3课之后，你将成为一个“灯光设计师”，LED在你的手里变幻不同的颜色与亮度，来呈现一场视觉盛宴。
第4-5课之后，你将拥有一个比较智能的“骰子”，不管是抽签还是比大小，你的骰子都是绝对靠谱的工具。
第6-7课之后，你将能够利用声音来改善生活，不管是将自己歌曲通过机器人演奏出来，还是在危险的时候发出警报声，你都可以用机器人将其实现。
第8-10课之后，你将成为“智能家居设计师”，使用机器人来使得生活更加智能、便捷。
第11-14课之后，你将成为“高级司机”，掌握小车的轨迹，让小车按照最佳路线行驶。
第15-19课之后，你将成为“科学家”，利用机器人设计、实施实验，获取实验数据，快来告诉我们你的实验结论吧。
第20课之后，你将成为一名合格的“机器人专家”，利用机器人将自己的想法变成现实，肯定收获了巨大的成就感吧。
大胆的尝试，积极的创新，跟随本册教材的脚步，一起来开启奇幻的机器人创作之旅吧。
第1课点亮星灯学习目标：1.了解机器人的概念、组成与分类，能够辨别不同的机器人；2.初步了解Arduino控制板与编程环境；3.能够打开示例程序，将程序上传到Arduino控制板。
内容结构：一、机器人是什么机器人是具备一些与人或生物相似的智能能力的自动化机器，简而言之，就是“能自动工作的机器”。
类似人类的身体，机器人也是由几大“器官”组成：机器人的大脑——主控制器，机器人的眼睛、耳朵和触角——传感器，机器人的手、足——驱动器和执行器。
机器人种类有很多，按照用途可以分为工业机器人、农业机器人、教育机器人、军用机器人、医疗机器人、服务机器人等，如图1-1所示。
当然还有其它分类方式，如按功能分类、按受控方式分类等，感兴趣的同学还可以上网查找相关资料。
图1-1 各种机器人说一说：你知道图1-2中，哪些可以称为机器人吗？图1-2 真假机器人二、机器人的大脑机器人的大脑——主控制器，是机器人的核心部件。
不同的机器人所采用的主控制器可能是不同的，本册书里，我们将学习一种简单的主控制器——Arduino 控制板。
Arduino 控制板（简称Arduino ）是单片机中的一种，相当于一台微型计算机。
Arduino 是一种开源软硬件，世界各地的人们根据不同的需要，开发出了基于Arduino 技术标准的各种类型的控制板产品，如图1-3所示就是Arduino 控制板中的一种，它的名字叫做Romeo 。
图1-3 Romeo三、Arduino 的编程环境在桌面上找到，打开后便是Arduino 的文本式编程环境，如图1-4所红外自动冲水马桶示；单击工具菜单中的ArduBlock（如图1-5所示），可以打开图形化编程环境，如图1-6所示。
在本册书中，我们将主要使用ArduBlock来进行机器人的程序编写。
图1-4 Arduino文本式编程环境图1-5 打开ArduBlock图1-6 ArduBlock界面正式编写程序之前，应先用USB数据线将Arduino控制板和计算机连接起来。
为了让Arduino编程环境识别控制板，以及实现Arduino与计算机的正常通信，需要设置所用控制板的类型和端口，可以通过工具菜单中的“板”和“端口”菜单去选择，如图1-7所示。
图1-7 板和端口四、将程序上传到控制板使用ArduBlock编写好的程序，需要上传给Arduino控制板才会产生作用，这一过程就如同将人类的智慧“注入”机器人的“体内”，使之具有人类的智能，即我们需要通过程序来控制机器人的各种行为。
单击ArduBlock中的，打开示例程序（如图1-8所示），然后单击，当文本式编程界面下方出现成功提示后（如图1-9所示），就表示程序已经成功上传到控制板。
图1-8 “打开”和“上传”按钮图1-9 上传成功做一做：（1）根据上述方法将程序上传到控制板，看一下你的板子上有什么变化？（2）尝试把程序中的“高”改成“低”，程序上传成功后，板子上的灯有什么变化吗？（3）试着将器材箱中的接到Arduino控制板上的13号针脚，你发现了什么？接线方式可参照图1-10，注意颜色一一对应哦。
图1-10 接线参考。