机器人校本课程教材(排版完成)

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前言

通过机器人课程的学习主要培养学生的兴趣爱好、提升空间、逻辑思维能力，并从中获得自我提升的价值取向。

2.过程和方法：

通过课程的教学，让学生从初步识别一些积木零件名称，到拼装动手组装机器，再到学习编程，再远程遥控机器人操作。

3.知识和技能：

通过课堂教学，让学生学会机器人的基础理论知识并能

多动脑、促进学生的心智健康发展。

5.学习机器人为学校和特色教育添砖加瓦。

目录

第一课认识机器人

第二课机器人的种类及其发展

第三课舞蹈教学常用术语与基本功练习

第四章EV3软件系统

第五章机器人传动结构

第六章机器人受控移动

第七课使用传感器转向

们可称之为动作器官。

2.获取外界信息:动物可以用耳朵听见声音，蜗牛的触须碰到硬物就会收缩，我们可称之为感应器官。

3.规划作业:从家里到学校通常都有几条路可以到达，同学们却通过大脑及其思维能力找到最近的一条路，我们可称之为思维器官及其思想。

二、机器人构成的基本条件

人类是地球上最高级、最聪明的动物，基本条件是因为人类在漫长的进化过程中不

但拥有了复杂的、完美的身

体结构，而且还拥有了发达

的大脑。那么机器人要发展

成为优秀的、高级的机器人也应该具备相应的条件

条件一——机械部件

正如人类的身体需由骨架和

肌肉牵引才能完成一定的动作一

样，机器人的身体和动作表现也是由特定的机械结构组成的。在制作机器人的时候，我们不仅可以使用课堂上提供的拼装套件，还可以选取身边随手可得的各种材料作为机器人的加工原料。例如：木板、金属板、塑料板、有机玻璃板，还有像螺丝、螺帽那样的各种各样的五金紧固件。

只要我们在日常生活中留心观察身边的各种机械设备的动作，例如缝纫机、变速自行车、起重机、挖土机等等，相信一定能受到良好的启发，从而设计出能满足我们自己功能需求的机械结构。

智能机器甲虫的触须是一种感应器官 六自由度机械手的手臂是一种动作器官

条件二——感应和动作电子部件

一个真正拥有智能的机器人通

常都需要具备一定的感知能力，具有

感知能力的电子器件我们通常又称

之为传感器，顾名思义，这类器件具

备了“传”

递“感”应

信息到机器人的大脑的功能。

和人的感觉器官——眼、耳、

舌、鼻、皮肤分别对光线、声音、

味道、气味、触碰、气温起感应作

用一样，构成机器人的电子传感器也是按功能分类的，例如光源传感器、声音传感器、气体（煤气、烟雾）传感器、压力传感器、温度传感器等等；它们的灵敏度和感应范围甚至超越了人的感知界限，例如电子指南针、红外线传感器等。

因此，在我们设计机器人的时候，应该根据设计的要求，选用合适的电子传感器件。

条件三——机器人的大脑

机器人的大脑可称之为

RCU(robotcontrolunit),RCU

就好象一台微型的家用电脑，

它可以执行程序指令，并向具

体动作器官发出相应的动作信

息。

条件四——机器人的思想

智能机器人尽管具备了以上的感应、动作和大脑器官，但它们只是让智能机器人有了

个躯壳，机器人的大脑（RCU）

初期是完全空白的，像初生的

婴儿一样。需要我们用学到的

编程知识，按照我们的意图编

写出特定的程序，灌输给它后

才能变成真正具备智能的大

脑。

机器人对知识的掌握是非常快速的，而当它跟人类一样能够对外界的复杂环境进行观察、思考，然后做出反应的时候，我们的机器人就拥有真正的智能了。

因此，必须学习编写机器人程序的方法，才能让我们的机器人不但拥有漂亮的躯壳，还能拥有真正的灵魂。

思考：

1.机器人具有那些基本的机能？

2.机器人构成的基本条件是什么？

第二课机器人的种类及其发展

一、机器人的种类

机器人的种类很多，分类的方法也非常多，如果按机器人的用途分，可以把它们分为工业机器人和特种机器人。

工业机器人有搬运上料机器人、喷漆机器人、焊接与切割机器人、装配机器人、最后工序机器人等。特种机器人有

军用或警用机器人、空间机器人、水下机器人、医用机器人、农业机器人、建筑机器人、服务机器人和娱乐机器人等。

现在许多国家对学校开展早期的机器人学习非常重视，随

之相应的教育机器人也出现了。积木式机器人以其自由拼装，创意无限的特点而深受同学们欢迎。

机器人已成为人类的朋友。目前世界上已有数百万台机器人工作在各自的岗位上，发挥着巨大的作用。

二、机器人的发展史

机器人的历史并不

算长,1959年美国英格

伯格和德沃尔制造出世

界上第一台工业机器人,

机器人的历史才真正开

始。英格伯格在大学攻

读伺服理论,这是一种研

究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论.德沃尔曾于1946年发明了一种系统,可以"重演"所记录的机器的运

动。1954年,德沃尔又获得可编程机械手专利,这种机械手臂按程序进行工作,可以根据不同的工作需要编制不同的程序,因此具有通用性和灵活性,英格伯格和德沃尔都在研究机器人,认为汽车工业最适于用机器人干活,因为是用重型机器进行工作,生产过程较为固定。1959年,英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。

第一代机器人属于示教再现型,第二代则具备了感觉能力,第三代机器人是智能机器人,它不仅具有感觉能力,而且还具

有独立判断和行动的能力.英

格伯格和德沃尔制造的工业

机器人是第一代机器人,属于

示教再现型,即人手把着机械

手,把应当完成的任务做一遍,

或者人用"示教控制盒"发出

指令,让机器人的机械手臂运动,一步步完成它应当完成的各个动作.

第二代是有感觉的机器人:它们对外界环境有一定感知能力,并具有听觉,视觉,触觉等功能。机器人工作时,根据感觉器官(传感器)获得的信息,灵活调整自己的工作状态,保证在适应环境的情况下完成工作，如:有触觉的机械手可轻松自如地抓取鸡蛋,具有嗅觉的机器人能分辨出不同饮料和酒类。

第三代机器人是智能机器人,它不仅具有感觉能力,而且还具有独立判断和行动的能力,并具有记忆,推理和决策的能力,因而能够完成更加复杂的动作。智能机器人不同于工业机