“信息技术”教案《机器人机械手》参考教案

机器人机械手
一、教学目标
1.知识与技能：
(1)了解机器人机械手活动的原理。

(2)了解伺服电机和红外传感器的工作原理。

(3)学会检测学生机器人手臂抬起、放置、推进、检测的活动。

(4)学会编写机器人机械手检测物体、进而处理的程序。

2.过程与方法：
3.情感态度与价值观：
(1)感受机器人拓展模块的互动特点。

(2)在活动中领略机器人运动的魅力。

4.行为与创新：根据既定的目的搭建机器人拓展模块,并按照需要进行结构调整。

二、学情分析
学生已经有了一定的机器人学习基础,掌握了一定的技巧,在前面的学习中,已经能够理解传感器的含义及有效的活动方式,并且能较为熟练地利用机器人平台进行编程操作。

三、重点与难点
重点:
(1)机器人机械手程序的搭建。

(2) 机器人拓展模块的组合方式。

难点:
(1)学会设置伺服电机。

(2) 设置机器人机械手抓取、放置、抬升、推动活动的程序。

四、教学活动
1.第一课时：兴趣导入。

(观看光盘中的示范视频)
师:同学们,你们看过建筑工地上的大型吊车吗?你发现它们是怎样抓取重物的吗?
生:有一个操作台,控制吊车的方向;有一根长长的手臂,可以抓取物体;还有一根可以转方向的转盘,可以改变手臂的方向;最前方还有一个大爪子,可以抓取物体。

师:在我们的身边,也有这样一个大力士,它虽然不能抓取很重的东西,但是也能根据需要帮我们抓物体,它就是机器人的机械手。

(出示课题)
机器人机械手是机器人单元中运用拓展模块进行搭建的课程之一,从实物出发,引出机械手的概念,可以帮助学生理解机械手的概念。

认识伺服电机：
师:在刚才的视频中,机器人实行的动作是搬运车,搬运车在日常生活中很常见。

生:举例说明。

师:学生机器人可以增加插件来完成搬运车的基本动作。

这项实验是利用学生车前端的IO端口和伺服电机来完成的。

伺服电机:
用在自动控制装置中执行元件的微特电机。

又称执行电动机。

其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。

伺服电机相对直流电机而言,具有一些特别的特性。

从实际生活经验入手,让学生掌握伺服电机的使用方式。

设置伺服电机：
师:讲解伺服电机的定义。

(演示)
选中“执行控件”,选择伺服电机,可以对伺服电机进行设置。

理解伺服电机的控件模块,学习设置方式。

认识机械手：
师:机械手是机器人搬运物体的一种运动,主要任务是用两个伺服电机控制机械手臂,从而完成搬运、推动等动作。

学生根据要求,拼插拓展模块。

(教师巡视辅导)
搭建拓展积木是本课教学的重点,需要教师和学生共同去仔细完成。

2.第二课时：编写机器人流程图。

师:搭建一个简单搬运夹,再利用机器人前端的红外传感器(IO端口)来检测前方是否有物体,如果有物体就将其搬走,如果没有物体则继续前进。

(学生练习搭建)
师:机械手是由两个伺服电机、四个两节模块、两个伺服电机链接、两个弯曲九孔、两个固定伺服电机的铜片、螺丝组成。

通过流程图的设置,让学生理解机器人机械手运动的基本过程,为后续学习打下基础。

机器人机械手程序编写：
机器人停止:选中“执行控件”,选择“直流电机”,并设置为停止。

再选中“延时控件”,设置为800毫秒。

机械手抓取物体:选中“执行控件”,选择“伺服电机”,加入到“延时控件”的下面,并设置伺服电机1的角度为30°,伺服电机2的角度为30°。

推动前进:选中“执行控件”,选择“直流电机”,并设置为前进。

机械手放开物体:选中“执行控件”,选择“伺服电机”,加入到“延时控件”的下面,并设置伺服电机1的角度为150°,伺服电机2的角度为150°。

机器人后退后停止:添加一个直流电机控件,并设置为后退1000毫秒后停住。

将较为复杂的机械手运动细化为几个基本环节,在实践中边学边练,以帮助学生深入理解机械手的程序设置方式。

学生机器人机械手实验。

生:根据教师的指导,修改机械手的结构,编写机械手的程序,
(练习实践、教师辅导)
给予学生充分的练习时间和实验机会,让学生感知机械手的乐趣。

3.总结与展示
学生展示实验情况,并提供自我修改评价意见。

教师总结,鼓励创新。

总结实验情况,查漏补缺,为机器人比赛打下基础。