机器人基础三级项目(DOC)
机器人等级考试第一课：基础电路
5. 电流的大小使用电流表进行测量。电流表测量用电路电流时需要串联在电路里。
6. 单位：电流的基本单位是安培，简称安，符号是A。 1A=1000mA， 1A=1000000μA 。
认识电流表
电流表是指用来测量交、直流电路电流的仪表。
电路中物理量——电荷
1. 是带正负电的基本粒子。带正电的粒子叫正电荷，带负电的粒子叫负电荷。同种电荷相互 排斥，异种电荷相互吸引。
04电路中的物理量
电路
概念
用金属导线把电源、用电器、开关等连接起来组成的电（流）的路径，即电流的 通路。称为电路。
电路图
电路中物理量——电流
电流表
A
电荷
1. 定义：电荷发生定向移动形成了电流。
2. 方向（在电源外部的电路中）:电源正极→用电器→电源负极
3. 电流方向：正电荷定向移动的方向。
4. 强弱：电流强度是指单位时间内通过导体任一横截面的电荷量。电流通常 用I 表示。
电源。
（4）电源在电路图中的表示是：
长正短负
电路中的四个基本组成部分
（二）用电器
（1）用电器：在电路中消耗电能的装置叫用电器（也叫负载）。 小灯泡等发光装置将电能转化为光能的装置。 （2）常见的用电器：是小灯泡、发光二极管、电阻等装置。 （3）小灯泡、发光二极管在电路图中用以下图示分别表示：
电路中的四个基本组成部分
电磁感应
• 电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。 • 电磁感应现象的发现（谁发现的？），是电磁学领域中最伟大的成就之一。
03认识基本元器件
电路基础
电路中不能缺少的四个组成部分
基本电路组成
电源 电源是提供电能的 装置。
用电器
用电器又叫负载，是 消耗电能的装置。
机器人技术等级三级 小小创客项目策划书 光感闹钟 机器人包老师
光感闹钟
课程：小小创客初级课程姓名：黄虚宸
导师：包老师
一、项目背景:
一天，我忘记给闹钟设定时间，结果上学迟到了。
如果有了光感闹钟就不用设定时间，当阳光照射到闹钟时，闹钟就会报时并闹铃提醒我该起床了。
二、项目介绍:
当阳光照射到光敏电阻到一定数值时，闹钟会报时“上午7点”，然后唱歌曲“小星星”
三、项目流程图：
开始
管脚定义
初始化
获取光值
当光值<540
语音提醒“上午7点”发出“小星星”闹铃声不发声
是否
四、器件材料：
语音模块*1蜂鸣器*1arduino主板*1扩展板*1
面包板*1光敏电阻*11K欧电阻*1模块连接线、杜邦线与导线若干
五、电路搭建：
六、编程实现：
七、最后总结：
移动台灯充当阳光照射过程，当光敏电阻值到达一定值时，语音模块成功发错“上午七点”提示声，随后蜂鸣器唱出“小星星”项目成功。
全国青少年机器人技术等级考试三级课程基础电路
开关
控制整个电路连接或 中断。
简朴电路图认识
基本元件认识
认识面包板
面包板有诸多种 类，但使用措施 基本相同
面包板旳使用
横向不通，竖向导通
面包板旳使用
+：横向全导通 -：横向全导通 中间部分：横向不通，竖向导通
面包板旳使用
实践环节
***
要求 一
要求 三
IDEA
学会使用面包板
温馨提醒
认识基础电子元件 点亮一种LED灯
判断题 6、面包板使用八字原则是横向导通，竖向不通。 （）
4、电路旳基础构成部分涉及哪四个？
IDEA
本节课到此 结束！
温馨提醒：课后多回忆上课课程，翻看上课做旳笔记
课后练习
1、电是指（电荷）运动所带来旳现象。
2、下列哪位是电池旳发明者？（D） A、爱迪生 B、格雷 C、富兰克林 D、伏特
5、请写出电压、电流和电阻旳符号表达措施，请
放映结束 • 单– 第击二此级处编感辑母谢版各文本位样式旳批评指导！
• 第三级
– 第四级 » 第五级
让我们共同进步
电磁感应
• 电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势旳现象。 • 电磁感应现象旳发觉（谁发觉旳？），是电磁学领域中最伟大旳成就之一。
电路基础
电路中不能缺乏旳四个构成部分
基本电路构成
电源 电源是提供电能旳 装置。
用电器
用电器又叫负载，是 消耗电能旳装置。
导线
一般也叫作电线，它 旳作用是将电路各部 分连接起来形成回路。
写出开关旳电路符号表达措施。
电压：V
电流：I
电阻：R
开关：
3、电磁感应现象旳发觉者是（A） A、法拉第 B、爱因斯坦 C、莱特弟兄 D、瓦特
机器人等级考试三级知识点汇总
机器人等级考试三级知识点汇总？答：机器人等级考试三级的知识点涉及多个方面，包括电子电路基础、程序设计和机器人搭建等。
以下是一些主要知识点的汇总：1.电子电路基础：需要掌握电流、电压、电阻、导体、半导体等概念，理解串联、并联电路的原理，以及能够处理简单的电路连接问题。
此外，还需要了解电子电路领域的相关理论，如欧姆定律、基尔霍夫定律等。
2.程序设计：应熟悉程序的三种基本结构（顺序、选择和循环），掌握程序流程图的绘制方法，能够使用图形化编程软件进行程序设计。
此外，还需要了解变量的概念和应用，以及函数的基本定义和使用方法。
3.机器人搭建：需要了解机器人的基本构成和搭建方法，包括机械结构、电子电路和程序控制等方面。
应能够根据实际需求选择合适的硬件和软件组件，完成机器人的搭建和调试工作。
4.传感器应用：需要了解各种传感器的原理和应用方法，如光电传感器、超声波传感器、温度传感器等。
应能够根据实际需求选择合适的传感器，并将其应用到机器人中，实现特定的功能。
5.电机控制：需要了解电机的种类和控制方法，如直流电机、步进电机、伺服电机等。
应能够根据实际需求选择合适的电机，并掌握其控制方法，实现机器人的运动控制。
6.通信技术：需要了解基本的通信技术，如串口通信、无线通信等。
应能够根据实际需求选择合适的通信方式，实现机器人与外部设备或网络的数据交换和控制功能。
7.机器人常用知识：需要了解机器人的发展历程、应用领域和未来趋势等方面的知识。
同时还需要了解机器人比赛和评测的相关规则和标准，为参加机器人比赛和评测做好准备。
以上知识点是机器人等级考试三级的主要内容，但具体考试要求和内容可能会因考试机构和标准而有所不同。
建议参考相关教材和考试大纲进行系统学习和准备。
机器人技术等级考试三级课程3-图形化编程二中国电子学会
事件2
事件3
项目一、读取按键模块的值 项目二、按键控制灯闪烁 项目三、按ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ控制红绿灯（自助式红 绿灯）
按键元件与主控板连接
电源负极（接地）
电源正极（+5V）
IO引脚
2.红外传感器模块的使用
3.光线模块和声音模块的使用
02 模拟传感器
1.旋钮电位器模块和元件
项目一、旋钮电位器调节灯的闪烁频率 项目二、旋钮电位器调节灯的亮度 项目三、旋钮电位器调节红绿灯通行时间
态； • 3. 当电位器旋钮向另外一端旋转时，LED_A亮度逐渐降低，LED_B处于
熄灭状态； • 4. 当电位器旋钮达到中间位置时，LED_A、LED_B都处于熄灭状态； • 5. 继续向另外一端旋转电位器，LED_B逐渐变亮，LED_A处于熄灭状态； • 6. 当电位器旋钮达到另外一端时，LED_B达到最亮，LED_A处于熄灭状
图形化编程（二）传感器使用
01 数字传感器
电子模块
输入模块——给主控板输入信息，主控板通过程序对信息进行处理 和运算，并控制输出
按键模块 红外模块 声音模块 光线模块 旋钮电位器模块 灰度模块 温度模块 超声波模块 红外遥控
1.按键模块的使用
选择结构
逻辑模块——如果那么（ if语句）
条件？
事件1
态。
绘制流程图
开始
定义变量turn、 LED_A、LED_B
条件循环
电位器A1赋值给变 量turn数码管显示
Y
N
turn<512
变量LED_A与turn在 0-512映射到255-0
变量LED_B与turn在5121023映射到0-255
LED灯接D1，亮度LED_A LED灯接D2，亮度为0
机器人三级实操抢答器设计
机器人三级实操抢答器设计一、前言机器人技术的发展已经越来越成熟，越来越多的人开始关注和学习机器人技术。
在机器人领域，抢答器是一个非常有用的工具，它能够帮助我们进行快速准确的抢答。
本文将介绍如何设计一个机器人三级实操抢答器。
二、材料准备1. Arduino UNO开发板2. 16×2字符液晶显示屏3. 红色LED灯4. 5V蜂鸣器5. 8个按键（4个作为答案选项，3个作为控制键，1个作为重置键）6. 杜邦线若干三、电路设计1. 将Arduino UNO开发板连接到计算机上，并打开Arduino IDE。
2. 将LCD显示屏与Arduino UNO开发板连接。
将LCD的VSS引脚连接到GND引脚上，将LCD的VDD引脚连接到+5V引脚上，将LCD的VO引脚连接到可变电阻上，再将可变电阻另一端连接到GND 引脚上。
将LCD的RS、RW和E引脚分别连接到Arduino UNO开发板的数字引脚12、11和10上。
将LCD的D4、D5、D6和D7引脚分别连接到Arduino UNO开发板的数字引脚5、4、3和2上。
3. 将红色LED灯与Arduino UNO开发板连接。
将LED的正极连接到数字引脚8上，将LED的负极连接到GND引脚上。
4. 将5V蜂鸣器与Arduino UNO开发板连接。
将蜂鸣器的正极连接到数字引脚9上，将蜂鸣器的负极连接到GND引脚上。
5. 将8个按键与Arduino UNO开发板连接。
将4个答案选项按键分别连接到数字引脚A0-A3上，将3个控制键分别连接到数字引脚A4-A6上，将重置键连接到数字引脚A7上。
四、程序设计1. 打开Arduino IDE，并新建一个工程。
2. 编写程序代码。
程序主要包括初始化LCD屏幕、初始化按键、显示题目和答案选项、检测用户输入并判断是否正确等功能。
具体实现方式可以参考以下代码：#include <LiquidCrystal.h>LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 5, 4, 3, 2);int answerPin[4] = {A0,A1,A2,A3};int controlPin[3] = {A4,A5,A6};int resetPin = A7;int answer[4] = {0,0,0,0};int correctAnswer = 0;int userAnswer = 0;int score = 0;void setup() {lcd.begin(16, 2);pinMode(resetPin, INPUT_PULLUP);for(int i=0; i<4; i++){pinMode(answerPin[i], INPUT_PULLUP); answer[i] = digitalRead(answerPin[i]); }for(int i=0; i<3; i++){pinMode(controlPin[i], INPUT_PULLUP); }randomSeed(analogRead(0));}void loop() {lcd.clear();int a = random(10)+1;int b = random(10)+1;correctAnswer = a + b;lcd.setCursor(3,0);lcd.print(a);lcd.setCursor(5,0);lcd.print("+");lcd.setCursor(7,0);lcd.print(b);for(int i=0; i<4; i++){if(answer[i] == correctAnswer){answer[i] += random(-2,3); //随机生成答案选项 }}for(int i=0; i<4; i++){int positionX = (i%2)*8;int positionY = (i/2)*2+1;lcd.setCursor(positionX,positionY);lcd.print(i+1);lcd.setCursor(positionX+2,positionY); lcd.print(":");lcd.setCursor(positionX+4,positionY); if(answer[i]==correctAnswer){lcd.print(correctAnswer); //正确答案 }else{lcd.print(answer[i]); //错误答案}}while(1){for(int i=0; i<4; i++){if(digitalRead(answerPin[i])==LOW){ userAnswer = answer[i];break;}}if(userAnswer!=0){break;}}if(userAnswer==correctAnswer){ score++;lcd.setCursor(0,0);lcd.print("Correct!");digitalWrite(8,HIGH);tone(9, 2000, 500);delay(1000);digitalWrite(8,LOW);}else{lcd.setCursor(0,0);lcd.print("Wrong! ");lcd.setCursor(7,0);lcd.print(correctAnswer);delay(2000);}for(int i=0; i<4; i++){answer[i] = digitalRead(answerPin[i]);}userAnswer = 0;while(digitalRead(resetPin)==HIGH){}}五、实验结果通过上述电路和程序设计，我们可以成功制作出一个机器人三级实操抢答器。
机器人等级考试三级题库
机器人等级考试三级题库一、机器人学基础知识（30分）1. 什么是机器人？机器人的定义和特点是什么？2. 机器人的发展历程及其对社会的影响。
3. 机器人的分类及其应用领域。
二、机器人感知系统（30分）1. 机器人的感知系统包括哪些组成部分？简要描述各个部分的功能和作用。
2. 机器人的感知技术有哪些？各个技术的原理和应用场景。
3. 请列举一种或多种机器人感知技术的发展趋势。
三、机器人控制系统（30分）1. 机器人控制系统的基本组成和工作原理。
2. 描述机器人的导航和路径规划技术。
3. 机器人的自主行为和学习能力如何实现？四、机器人运动系统（30分）1. 机器人运动系统的类型及其组成。
2. 描述机器人的运动规划和执行技术。
3. 简要介绍一种或多种机器人的机械结构。
五、机器人应用实例（30分）1. 列举一种或多种机器人的实际应用案例，并描述其在该领域的功能和优势。
2. 分析该应用案例中可能遇到的挑战和解决方案。
3. 对未来机器人应用的发展趋势进行展望。
六、机器人伦理与法律（20分）1. 简要阐述机器人伦理和法律方面的问题。
2. 分析机器人技术发展对社会产生的影响和挑战。
3. 提出合理的机器人伦理和法律规范建议。
七、机器人安全与风险评估（20分）1. 机器人安全性的重要性和需求。
2. 机器人风险评估的方法和步骤。
3. 针对某种机器人系统进行风险评估，并提出相应的安全措施。
以上是机器人等级考试三级题库的题目要求，考生需要针对每个问题进行回答，并注意控制字数在适当的范围内。
这些题目涵盖了机器人学的基础知识、感知系统、控制系统、运动系统、应用实例、伦理与法律以及安全与风险评估等方面的内容。
考生在回答时应准确、全面地表达，确保文章的语句通顺、逻辑清晰，展现机器人相关领域的专业知识。
青少年机器人等级考试电子电路基础(三级)
趣
工作在击穿状态的）
.
自
信
中级课程
二极管的应用
源 于 1、发光二极管 生 活 . 臻 至 想 象
2、整流二极管 3、开关二极管 4、检波二极管 5、限幅二极管 6、稳压二极管
七、实操：连接较为简单串、并联电路
一： 可根据电路图连接实际电路
二： 能够根据实物电路画出电路图
中级课程
眼 界
. 创 新
. 兴 趣
界Hale Waihona Puke 电压用符号“U”来表示。.
2. 单位 电压的基本单位为伏特，简称伏，符号为V，
创
1kV=1000V ;1V=1000mV; 1mV=1000μV。
新
3. 常见电压
. 兴
一节干电池电压为1.5V；纽扣电池电压为3V
趣
成年人安全电压 为 36V以下；
中国家庭电路的电压为220V； 高压电线电压为10000—50000V; 地铁运行网络电压1500V；高铁运行网络电压2.5WV
3. 常见电阻
人的双手间（干燥） 1000-5000Ω； 人的双手间（潮湿） 200-800Ω； 照明灯泡（工作时） 100-2000Ω； 实验用小灯泡 5-50Ω； 实验用的导线（每根） 0.01-0.1Ω。
常见电阻器（元器件） 电阻定值电阻
碳膜电阻
中级课程
眼
界
可变电阻
. 创
新
. 兴
趣
. 自
旋钮电位器
源
于
生
活
. 臻
至
想
实物图 过于麻烦，不清楚
象
电路符号
电路图
中级课程
眼
• 电路的三种状态
界
1. 处处连通的电路叫通路也叫闭合电路,此时有电流通过；
机器人技术等级考试三级课程2-图形化编程一 中国电子学会
输入模块
按键模块 红外模块 声音模块 光线模块 旋钮电位器模块 灰度模块 温度模块 超声波模块 红外遥控
三级教具和一二级教具的结合介绍
02 zBlockly编程环境安装
软件安装 双击安装文件
输入序列号，点下一步
默认选择创建桌面图标，点击下一步
下一步安装软件
完成安装
请不要安装到汉字目录里 安装目录不要有空格和点等符号
变量运算
a=a+1; a+=1; a++;
• 循环结构语句 ——while循环 ——for循环
条件？ 循环事件
for (初始化;条件表达式;增量) {
循环体语句； }
while (表达式) {
循环体语句； }
05 红绿灯项目
• 单向红绿灯 (红灯10s，绿灯10s，黄灯3s)
开始
循环 D1端口红灯亮（D2，D3灭）
图形化编程和教学套件介绍
01 认识编程主控和编程环境
芝麻豆主控板 编程主控
芝麻豆主控板基于arduino开发，适合零基础接触开源硬件的小学生， 配套编程环境zBlockly和Mixly图形化编程平台，A装定位孔
复位按钮
运行按钮 执行程序
电子模块
输出模块 LED灯模块 蜂鸣器模块 数码管模块 电机驱动模块
延时10000ms 南北南D北3灭黄D灯2警黄示灯东亮西，继东续西等D4待红亮
延时3000ms 南北D2灭南D北1红等亮待，东东西西通D4行灭D6绿亮
延时10000ms 南南北D北1继红续亮，等东待西东D西6灭黄D灯5黄警灯示亮
延时3000ms
06 数字输出与模拟量输出
• 呼吸灯程序 (灯逐渐变亮，再逐渐变暗，不断重复)
全国机器人等级考试三级
1、在机器人编程中，以下哪个语句用于让机器人前进一段指定的距离？A. turnLeft()B. moveBackward()C. moveForward()D. stopMoving()（答案：C）2、关于机器人的传感器，下列说法错误的是？A. 传感器是机器人获取外界信息的重要工具B. 红外传感器可以检测障碍物的存在C. 触碰传感器在未被触碰时输出高电平D. 声音传感器可以感知声音的强度和频率（答案：C，通常触碰传感器在未被触碰时输出低电平）3、在机器人路径规划中，A算法相较于Dijkstra算法的优势在于？A. A算法总是能找到最短路径B. A算法计算速度更快C. A算法考虑了目标位置的信息，搜索更有方向性D. Dijkstra算法无法处理有权图（答案：C）4、以下哪种通信方式常用于机器人之间的无线数据传输？A. 蓝牙B. 红外线C. 有线连接D. 光纤（答案：A）5、在机器人视觉系统中，图像识别技术主要用于？A. 测量物体的距离B. 检测物体的形状和颜色C. 计算物体的重量D. 追踪物体的运动轨迹（答案：B，虽然也可以用于追踪，但更核心的是形状和颜色识别）6、关于机器人的动力来源，下列哪种不是常见的能源形式？A. 电能B. 太阳能C. 化学能（如电池）D. 水力能（答案：D，水力能通常不直接用于小型或移动机器人）7、在机器人控制系统中，PID控制器的主要作用是？A. 实现精确的位置控制B. 检测机器人的速度C. 规划机器人的路径D. 监控机器人的电量（答案：A）8、关于机器人的学习能力，下列说法正确的是？A. 所有机器人都具备自主学习能力B. 机器人学习只能通过监督学习实现C. 机器学习算法可以帮助机器人从数据中提取有用信息并改进其行为D. 机器人无法模仿人类的行为（答案：C）。
全国青少年机器人技术等级考试 三级实操2018-03.doc
搭建说明：
器件：LED灯模块1个、按键模块1个、数据线等其它器件若干。
(如不采用模块，也可以采用相应的分立原件，如led灯、按键、电阻、
电位器、杜邦线等)
要求:
1.按键模块称为A键。
2.默认状态下，LED灯处于点亮状态。
3.当A键按下时，LED灯处于闪烁状态；此时可以通过旋转电位器模块来实时改变闪烁频率在100ms-800ms之间实时变化，当A键松开时，
LED灯恢复点亮状态。
4.未作规定处可自行处理，无明显与事实违背即可。
考试说明：
1.仔细阅读“搭建说明”，采用相应的器件搭设电路，并编写程序，满足要求所列出的条件。
2.电路搭建与试卷填写必须都完成，否则实操考试不通过。
3.画出本作品的程序流程图。
机器人等级考试三级知识点
一、电子电路知识点摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电。
强→得到电子→带负电摩擦起电两个物体摩擦时，哪个物体原子核束缚电子的本领弱→失去电子→带正电摩擦起电并不是创造电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，使正负电荷分开。
（负电荷发生转移）正电荷：丝绸摩擦玻璃棒所带的电荷两种电荷电荷负电荷：毛皮摩擦橡胶棒所带的电荷电荷量（电荷）表示：字母Q → 单位库仑→简称库→符号C。
电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
分子：一个原子或多个原子组成。
物质结构质子（带正电）原子核（带正电）原子（不带电）中子（不带电）电子（带负电）导体：容易导电的物体（金属、人体、大地、石墨、食盐水）→金属→自由电子导电导体绝缘体绝缘体：不容易导电的物体（橡胶、玻璃、塑料）→摩擦起电电源：提供电能的装置。
用电器（负载）：消耗电能的装置。
电路组成作用导线（电线）：将电路各部分连接起来形成回路。
开关：控制整个电路连接还是中断。
电路通路：有电流通过。
电路三种状态断路（开路）：电路中没有电流。
短路：电源两极直接连接起来。
（不允许）用电器被短接：用电器不会正常工作。
电流的形成：电荷的定向移动形成电流。
1.自由移动的电荷（金属中自由电子）电流产生条件 2.导体两端存在电压差→压力→电源提供3.电路中必须有闭合回路电源外部：电源正极→用电器→电源负极电流电流方向：正电荷移动的方向电源内部：电源负极→电源正极表示：字母I→单位安培→简称安→符号A电流强弱（电流）单位时间内通过导体横截面的电荷量。
I=Q/t。
电流测量：电流表，串联在电路中电压提供：电源。
电源的作用就是给用电器两端提供电压。
电压与电流关系：要想电路中有电流，它的两端就必须有电压。
表示：字母U→单位伏特→简称伏→符号v电压电压测量：电压表，并联在被测物体两端。
家庭电路220v干电池 1.5v常见电压电脑输电压出电压5v人体安全电压36v动力电路380v低压1000v以下高压1000v以上什么是电阻：导体对电流阻碍的大小用电阻来表示，电阻越大对电流的阻碍越大。
机器人技术等级考试三级实操流程图程序汇真题与教材一致)
机器人技术等级考试三级实操流程图程序（汇真题与教材一致）一、实操流程图概述本文档描述了机器人技术等级考试三级实操的流程图程序。
该实操流程图程序与考试真题以及教材内容一致，能够帮助考生更好地理解和掌握机器人技术的相关知识和操作。
二、实操流程图程序下面是机器人技术等级考试三级实操的流程图程序：st=>start: 开始e=>end: 结束op1=>operation: 初始化机器人op2=>operation: 连接传感器与执行器op3=>operation: 启动机器人op4=>operation: 读取传感器数据op5=>operation: 检测障碍物op6=>operation: 控制执行器运动op7=>operation: 判断是否完成任务op8=>operation: 停止机器人op9=>operation: 输出成绩cond1=>condition: 是否连接成功？cond2=>condition: 是否检测到障碍物？cond3=>condition: 是否任务完成？st->op1->op2->op3->op4->op5->op6->op7->op8->cond3cond3(yes)->op9cond3(no)->op4op4->op5op5(yes)->op6op5(no)->op7op7(yes)->op8op7(no)->op4cond1(yes)->op4cond1(no)->econd2(yes)->op7cond2(no)->op6三、实操流程图程序说明1. 开始（Start）和结束（End）•开始节点（Start）标识了流程的开始。
•结束节点（End）表示流程的结束。
2. 初始化机器人（Initialize Robot）•初始化机器人（Initialize Robot）操作用于初始化机器人系统。
青少年机器人技术等级考试三级实操讲解
青少年机器人技术等级考试三级实操讲解
青少年机器人技术等级考试三级实操讲解的内容主要涉及以下几个方面：
1. LEDC模拟输出：这是机器人技术中的一个重要概念，它涉及到如何通过改变输出电压或电流来控制LED灯的亮度。
在三级实操讲解中，学生将学习如何使用LEDC模块来模拟输出，并通过编程来控制LED灯的亮度。
2. 模拟输入：模拟输入是机器人技术中的另一个关键概念，它涉及到如何读取模拟传感器（如光敏电阻）的输入并将其转换为数字信号。
在三级实操讲解中，学生将学习如何连接模拟传感器并将其输入读取到机器人控制器中。
3. 中断控制：中断控制是机器人编程中的一个重要概念，它涉及到在特定事件发生时停止当前程序并执行特定代码。
在三级实操讲解中，学生将学习如何使用中断控制来响应外部事件，例如按下按钮或检测到障碍物。
4. SSD1306 OLED显示屏输出：SSD1306是一款常用的OLED显示屏控制器，它可以用于在机器人上显示文本和图像。
在三级实操讲解中，学生将学习如何连接SSD1306显示屏并将其输出显示在机器人上。
除了以上几个方面，青少年机器人技术等级考试三级实操讲解还包括搭建带开关的串联电路、搭建并联电路、第一个程序控制的电路等内容。
学生需要通过实际操作来掌握这些知识点，并在考试中展示自己的技能和知识。
全国青少年机器人技术等级考试标准3级
全国青少年机器人技术等级考试标准3级
科目：图形化编程、电子电路搭建、机器人常用知识。
形式：软件知识、硬件知识、机器人常用知识采用上机考试形式。
电子电路搭建采用现场实际操作形式。
器材及软件：
核心控制板：Arduino开源硬件控制板，包含硬件的原理图、引导程序（如果含）、开源的开发环境及源码。
目前支持的控制板种类及型号，请至官方网站查询。
电子部分：与核心控制板配套的电子元件或模块。
开发软件：能够完成开源硬件控制板程序开发的图形化编程软件即可。
建议采用Mixly软件。
考核内容：
（一）知识
1.了解电子电路领域相关理论、相关人物及前沿科技时事
2.理解电流、电压、电阻、欧姆定律、导体、半导体等概念
3.理解串联、并联的概念
4.理解二极管的特性
5.理解控制系统的基本工作流程
6.理解模拟量、数字量、I/O口输入输出等概念
7.掌握图形化编程软件的使用
8.掌握图形化环境下，程序设计的三种基本结构、变量的定义及使用
9.掌握图形化编程环境下，数学、比较、逻辑运算
10.掌握流程图的绘制。
（二）电子电路、图形化编程
1.掌握简单的串联、并联电路、混合连接的电路连接
2.掌握搭建不同的LED显示效果的电路
3.掌握处理按键类型数字输入信号的电路
4.掌握使用光敏电阻搭建环境光线检测感应的电路
5.掌握通过可调电阻控制LED的亮度变化的电路
6.掌握通过蜂鸣器发出不同声调的电路
7.掌握通过图形化编程，使用超声波传感器、舵机以及红外遥控器
8.掌握通过图形化编程、利用不同传感器、执行器，实现简单的交互装置。
机器人等级考试3级培训材料
全国青少年机器人技术等级考试培训讲义（3级理论及实操）青蜓派教育科技（天津）有限公司版权所有考试大纲三级理论部分1. 知道电流、电压、电阻、导体、半导体等概念2. 知道串联、并联的概念3. 知道模拟量、数字量、I/O口输入输出等概念4. 知道电子电路领域的相关理论及相关人物5. 知道二极管的特性6. 程序的三种基本结构7. 能够绘制程序流程图8. 能够应用图形化编程软件9. 掌握变量的概念和应用10.了解函数的定义实操部分1. 能够完成简单的串联、并联电路2. 能够搭建不同的LED显示效果电路3. 能够处理按键类型的开关输入信号4. 能够使用光敏电阻搭建环境光线检测感应电路5. 能够通过可调电阻控制LED的亮度变化6. 能够控制蜂鸣器发声目录第一章走进智能殿堂 (4)1.1Arduino介绍 (4)1.2Arduino特点 (5)1.2.1跨平台 (5)1.2.2简单清晰的开发 (5)1.2.3硬件开发的趋势 (6)第二章电路初探 (6)2.1基本概念 (6)2.1.1电压、电流、接地 (6)2.1.2电阻和电阻器 (7)2.1.3欧姆定律 (9)2.1.4短路 (10)2.1.5电路搭设注意事项 (10)2.1.6元器件技术参数 (10)2.1.7元器件电源引脚标识 (10)2.2电路基础 (10)2.2.1信号、模拟信号、数字信号 (11)2.2.2导体、绝缘体和半导体 (12)2.2.3电路、串联电路和并联电路 (12)2.2.4高电平和低电平 (14)2.2.5二级管、晶体管 (14)2.2.6上拉电路、下拉电路 (16)第三章程序基础 (17)3.1流程图绘制 (17)3.1.1顺序结构 (17)3.1.2选择结构 (17)3.1.3 循环结构 (18)3.1.4常用流程图符号 (18)3.2基本语法 (18)3.2.1 if语句格式 (18)3.2.2 switch语句 (19)3.2.3 for循环应用 (20)3.2.4 while语句 (20)3.2.5 do-while语句 (21)3.3标准数据类型 (22)3.3.1整型 (22)3.3.2实型 (22)3.3.3字符型 (23)3.3.4布尔型/逻辑型 (23)3.4运算符 (23)3.4.1算数运算 (24)3.4.2关系运算 (24)3.4.3逻辑运算 (24)3.4.4优先级 (25)3.5常量及变量 (26)3.6函数 (26)3.7进制转换 (27)第四章应用实例 (27)4.1串联电路 (27)4.2并联电路 (29)4.3闪烁LED灯 (30)4.4炫彩流水灯 (32)4.5按键开关点亮LED灯 (33)4.6光敏电阻控制LED灯亮度 (35)4.7蜂鸣器响起来 (37)4.8读取电位器模拟信号值 (38)4.9电位器控制LED灯亮度 (39)4.10呼吸灯 (39)４.１１自助红绿灯 (40)第一章走进智能殿堂1.1Arduino介绍Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。
机器人三级大纲
机器人三级大纲
机器人三级大纲主要包括以下内容：
一、考试科目与形式：
1. 图形化编程
2. 电子电路搭建
3. 机器人常用知识
考试形式：软件知识、硬件知识、机器人常用知识采用上机考试形式；电子电路搭建采用现场实际操作形式。
二、考试器材及软件：
1. 核心控制板：Arduino开源硬件控制板，包含硬件的原理图、开源的开发环境及源码。
2. 电子部分：与核心控制板配套的电子元件或模块。
3. 开发软件：能够完成开源硬件控制板程序开发的图形化编程软件即可，建议采用Mixly软件。
三、评分细则：
1. 搭建部分（60分）
（1）作品要求：不符合一项扣5分，扣分上限20分。
（20分）
（2）搭建时间：时间20分钟，超过一分钟扣一分，扣分上限20分。
（20分）
（3）创意搭建：完成作品基础上进行适当的创意搭建并能描述创意。
（10分）
（4）搭建技巧：互锁结构。
（10分）
2. 演示答辩（每题8分，共40分）
（1）小朋友你搭建的是什么，在哪些地方能够看到它？（长颈鹿，在动物园、非洲草原等）（8分）
（2）长颈鹿结构分为哪几部分并指出来？（四条、身体、脖子、头、一对短角）（8分）
（3）大象、狮子、长颈鹿参加了动物王国里面举行的比身高大赛，你觉得谁会赢？（长颈鹿）（8分）
（4）长颈鹿喜欢吃什么？（互锁结构、压缝）（8分）
以上内容仅供参考，具体考试要求和评分标准应以实际情况为准，可以参考相应的考试大纲或者咨询考试主办方获取更多详细信息。
机器人三级考试内容
机器人三级考试内容三级机器人考试的内容可以简单总结为：
一、机器人概念与设计：
1.机器人的历史和发展现状；
2.机器人框架、结构设计；
3.机器人控制系统基础；
4.机器人感知器及传感器；
5.机器人运动性能；
6.机器人测量及导航以及定位；
7.机器人可靠性和安全性；
8.协调多个机器人工作；
9.多机器人对抗；
10.机器人实时配置及网络化系统。
二、机器人控制原理和技术：
1.运动控制基础；
2.机器人解算公式；
3.运动特性分析；
4.机器人控制系统；
5.逆解算和正解算；
6.模糊控制、神经网络及其他技术；
7.机器学习、智能控制及遗传算法；
8.机器人定位系统；
9.故障诊断与容错；
10.并行控制及可重定位控制。
三、现代机器人技术：
1.机器视觉；
2.多机器人系统；
3.机械手；
4.机器人装配；
5.空间机器人；
6.遥控机器人；
7.轮式机器人；
8.扫地机器人；
9.智能机器人；
10.五元素机器人设计。
青少年机器人技术等级考试三级实操题及评分标准
青少年机器人技术等级考试三级实操题及评分标准（2022-6月）实操考题主题：超声波测距器件：ATmega328控制板1个，LED灯模块3个，超声波传感器1个，结构件若干（也可使用普通电子元器件结合面包板搭建）。
任务要求：（1）本项目由LED灯，超声波传感器组成；（2）当障碍物距离超声波传感器30厘米以外时，3盏LED灯处于熄灭状态；（3）当障碍物与超声波传感器波距离逐渐接近时，随着距离的接近，3盏LED灯被依次点亮（距离值由考生自行决定）；（4）要求每盏LED灯被点亮时有一个渐变的过程，如第1盏LED灯从熄灭逐渐变为最亮之后，第2盏LED灯才开始逐渐点亮，依次类推，全部LED灯都被点亮；（5）当障碍物与超声波传感器距离逐渐远离时，3盏LED灯被依次熄灭；（6）要求每盏LED灯被熄灭时有一个渐变的过程，如第3盏LED灯从最亮逐渐熄灭之后，第2盏LED灯才开始被逐渐熄灭，依次类推，全部LED灯都被熄灭；（7）可使用任意结构件搭建；（8）根据要求绘制流程图；（9）未作规定处可自行处理，无明显与事实违背即可。
说明：请考生在考试结束前，按照如下要求提交相关文件：（1）将程序放在一个文件夹中，并将文件夹命名为：DJKS3_身份证号；（2）将程序文件夹压缩为1个“rar或zip”格式文件，大小5M以下；（3）将程序文件通过“上传附件”按钮进行上传。
评分组成实操题总分100分，由三部分组成，分别为：流程图、电路搭设和功能呈现。
其中流程图分值20分，电路搭设分值20分，功能呈现分值60分。
流程图评分 -- 总分20分流程图绘制：【起始框】有且绘制正确（2分）【输入框】有且绘制正确（2分）【判断框】有且绘制正确（2分）【连接线】有闭环（2分）流程图绘制整齐（4分）流程图功能：表达言辞清晰（4分）表达基本正确（4分）电路搭设（共20分）原器件：装置中包含主控板（4分）装置中包含LED灯（4分）装置中包含超声波传感器（4分）电路搭设：3盏LED灯连接到主控板模拟输出引脚；（4分）超声波传感器正确连接到主控板上（4分）程序功能实现（共60分）主控板上电，当障碍物距离超声波传感器在30厘米以上时，3盏LED灯熄灭；（10分）当障碍物靠近超声波传感器时，第1盏LED灯被点亮，且点亮时有明显的渐变过程；（10分）当障碍物继续靠近超声波传感器时，第1盏LED灯保持点亮，第2盏LED灯逐渐被点亮；（10分）障碍物继续靠近超声波传感器，第1、2盏LED灯保持点亮，第3盏LED灯逐渐被点亮；（10分）当障碍物远离超声波传感器时，3盏LED灯被依次熄灭，且熄灭时有明显的渐变过程。
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燕山大学课程研究项目报告自平衡小车机器人系统的设计与制作学院：机械工程学院年级专业：机电2012—1/2班课程名称：机电一体化系统设计组号： 3学生姓名：武进、熊进、冯少日、张陶然组内分工：张三，车体设计与组装，45%李四，软件设计与调试，55%指导教师：姚建涛、刘晓飞日期：2015.10摘要本报告主要介绍打磨机器人的机械臂和机械手的设计方法、思路、原理以及运动控制等，并结合智能车结构绘制三维图、模拟仿真以及计算分析实现打磨、抓取等工作要求。
报告主要分为三大部分：第一部分为进行机械臂方案选取，通过综合考虑选择最优方案，并绘制三维图；第二部分也是最重要的步骤为工作空间的分析（包括求运动学正解与反解）、速度分析与轨迹规划；第三部分为设计总结及心得体会。
通过设计过程中查阅大量资料，组内组间积极讨论最终形成此最终报告，但能力有限，对于本报告中的不足与错误希望老师批评指正。
关键词：机械臂，方案选取，三维图，工作空间，速度，轨迹规划前言机器人学是一门迅速发展的综合性前沿学科，进入21 世纪，人类对空间的利用越来越迫切，随着航天技术的发展，人类在太空中的活动也越来越多。
未来将有大量的空间生产、空间加工、空间装配和空间设备的维护修理工作要做。
但是，由于空间操作环境的特殊性和不确定性，以及载人航天技术的限制，太空中仍然需要由机器人来代替人进行一系列的作业。
因此,，机器人的研发技术将成为未来宇宙开发过程的关键技术之一。
现普遍将机器人划分为两类：一般机器人和智能机器人。
一般机器人是指不具有智能，只具有一般编程能力和操作功能的机器人。
到目前为止，在世界范围内还没有一个统一的智能机器人定义。
大多数专家认为智能机器人至少要具备以下三个要素：一是感觉要素，用来认识周围环境状态；二是运动要素，对外界做出反应性动作；三是思考要素，根据感觉要素所得到的信息，思考出采用什么样的动作。
本次课程设计的打磨机器人小车属于智能机器人的范畴，集中了计算机、机构学、传感技术、电子技术、人工智能及自动控制等多科。
为了实现打磨以及抓取、移动、放置物体等功能，机械臂与机械手的设计尤为重要。
本次项目对于我们扩展思路、分析问题、解决问题的能力进行了综合性锻炼，也将对今后职业生涯产生重要影响。
目录前言 (I)第1章设计方案的确定 (1)第2章参数确定... ..................................................... ..82.1机械手臂的设计 (10)2.2 位移分析 (11)2.3机械手爪设计 (11)第3章工作空间分析......... .. (12)3.1 运动学正解 (13)3.2运动学反解 (15)第4章速度分析 (16)第5章轨迹规划 (17)第6章项目总结 (18)第7章心得体会 (18)第8章参考文献 (18)第1章设计方案与参数确定1.1机械手臂的设计该设计设计方案有如下三种:（1）该机械臂有3个转动关节，此结构比较简单，易制造，但由于它的工作范围相对较小，所以不采取这种方案。
图3-1（a）（2）该机械臂有4个转动关节，手腕的转动用于实现工件的位姿变化更顺畅。
此结构比较简单，易制造，它的工作范围也相对较大，但由于所抓取的工件有一定的质量，单臂刚度尅能会受到限制，所以不易采取这种方案。
（3）图3-1（b）(3)该机械臂由四个转动关节组成，其中手部分为内外板，在夹取了螺栓后在重力产生的转动力矩下，螺栓自动下垂为竖直状态，便于装配。
该机械臂结构较为简单，综合了上述两种方案的优点，易于实现抓取与装配目标。
所以为最终方案。
图3-1（c）经过分析比较我们最终选定方案3。
1.2 位移分析分析确定连杆参数臂三臂二图5-1 机械手初始位姿1.3机械手爪的设计机械手爪的设计也有三种方案：（1）该方机械手爪的结构还是比较简单的，它通过推动中间滑块，实现手爪的张合，它的最大缺点是张开的范围太小，并且控制不好的话，有时会将滑块从两尖角推出，所以不采取这种方案。
（2）这种方案解决了方案一所存在的部分问题，张开的角度也是比较大的，但是结构比较复杂，制造成本比较高，考虑到经费和加工条件，不采取此方案。
（3）最后这种方案结构比较简单，已加工制造，且手爪张开的角度比较大，满足要求，所以采取方案三。
通过综合考虑，我们决定选择第三种方案。
第二章工作空间分析2.1运动学正解说明：由几何关系算得连杆转角，带入验证x y z 的坐标关系。
a1 a2 a3 表示连杆1、T，矩阵最后一列表示小球在原点坐标系中的位置。
2、3的转角。
最后解得04syms a1 a2 a3 a4 d1 d2 d3 d4 ;%连杆间齐次变换矩阵T10=[cos(a1) -sin(a1) 0 0;sin(a1)*cos(0) cos(a1)*cos(0) -sin(0) -d1*sin(0);sin(a1)*sin(0) cos(a1)*sin(0) cos(0) d1*cos(0);0 0 0 1];T21=[cos(a2) -sin(a2) 0 0;sin(a2)*cos(pi/2) cos(a2)*cos(pi/2) -sin(pi/2) -d2*sin(pi/2);sin(a2)*sin(pi/2) cos(a2)*sin(pi/2) cos(pi/2) d2*cos(pi/2);0 0 0 1];T32=[cos(a3) -sin(a3) 0 201;sin(a3)*cos(0) cos(a3)*cos(0) -sin(0) -d3*sin(0);sin(a3)*sin(0) cos(a3)*sin(0) cos(0) d3*cos(0);0 0 0 1];T43=[cos(a4) -sin(a4) 0 0;sin(a4)*cos(0) cos(a4)*cos(0) -sin(0) -d4*sin(0);sin(a4)*sin(0) cos(a4)*sin(0) cos(0) d4*cos(0);0 0 0 1];T40=T10*T21*T32*T43%代入初值：a1=0*pi/180;a2=0*pi/180;a3=-90*pi/180;a4=0*pi/180;d1=0;d2=87;d3=0;d4=0;%解得T40 =0.0000 1.0000 0 201.0000-0.0000 0.0000 -1.0000 -87.0000-1.0000 0.0000 0.0000 0.00000 0 0 1.0000即T 04=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡ 1.0000 0 0 0 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000- 87.0000- 1.0000- 0.0000 0.0000- 201.0000 0 1.00000.00002.2 运动学反解运动学反解是已知末端连杆的位姿，求解关节变量的过程。
syms a1 a2 a3 a4T10=[cos(a1) -sin(a1) 0 0;sin(a1)*cos(0) cos(a1)*cos(0) -sin(0) -d1*sin(0); sin(a1)*sin(0) cos(a1)*sin(0) cos(0) d1*cos(0);0 0 0 1];T21=[cos(a2) -sin(a2) 0 0;sin(a2)*cos(pi/2) cos(a2)*cos(pi/2) -sin(pi/2) -d2*sin(pi/2); sin(a2)*sin(pi/2) cos(a2)*sin(pi/2) cos(pi/2) d2*cos(pi/2);0 0 0 1];T32=[cos(a3) -sin(a3) 0 201;sin(a3)*cos(0) cos(a3)*cos(0) -sin(0) -d3*sin(0); sin(a3)*sin(0) cos(a3)*sin(0) cos(0) d3*cos(0);0 0 0 1];T43=[cos(a4) -sin(a4) 0 0;sin(a4)*cos(-pi/2) cos(a4)*cos(-pi/2) -sin(-pi/2) -d4*sin(-pi/2); sin(a4)*sin(-pi/2) cos(a4)*sin(-pi/2) cos(-pi/2) d4*cos(-pi/2);0 0 0 1]; T40=T10*T21*T32*T43;T1=inv(T10);%求T10的逆矩阵。
T41=T1*T40;%T41=T21*T32*T43对应各元素相等即可求出各关节变量。
另见附录一第3章 速度分析先求出雅克比矩阵，我们可以得到末端执行器速度与各关节的速度关系。
a1=0*pi/180; a2=0*pi/180; a3=-90*pi/180; a4=0*pi/180; d1=0;d2=87;d3=0;d4=0;T10=[cos(a1) -sin(a1) 0 0;sin(a1)*cos(0) cos(a1)*cos(0) -sin(0) -d1*sin(0);sin(a1)*sin(0) cos(a1)*sin(0) cos(0) d1*cos(0);0 0 0 1];T21=[cos(a2) -sin(a2) 0 0;sin(a2)*cos(pi/2) cos(a2)*cos(pi/2) -sin(pi/2) -d2*sin(pi/2);sin(a2)*sin(pi/2) cos(a2)*sin(pi/2) cos(pi/2) d2*cos(pi/2);0 0 0 1];T32=[cos(a3) -sin(a3) 0 201;sin(a3)*cos(0) cos(a3)*cos(0) -sin(0) -d3*sin(0);sin(a3)*sin(0) cos(a3)*sin(0) cos(0) d3*cos(0);0 0 0 1];T43=[cos(a4) -sin(a4) 0 0;sin(a4)*cos(0) cos(a4)*cos(0) -sin(0) -d4*sin(0);sin(a4)*sin(0) cos(a4)*sin(0) cos(0) d4*cos(0);0 0 0 1];T40=T10*T21*T32*T43;T30=T10*T21*T32;T20=T10*T21;T10=T10;R10=T10(1:3,1:3);%取T10第一行到第三行即第一列到第三列R20=T20(1:3,1:3);R30=T30(1:3,1:3);R40=T40(1:3,1:3);T41=T21*T32*T43;T42=T32*T43;T43=T43;T44=T43;P41=T71(1:3,4);%取最后一列的前三行P42=T72(1:3,4);P43=T73(1:3,4);P44=T74(1:3,4);Z1=T10(1:3,3);%z轴单位向量Z2=T20(1:3,3);Z3=T30(1:3,3);Z4=T40(1:3,3);R1=cross(Z1,(R10*P41));%速度VR2=cross(Z2,(R20*P42));R3=cross(Z3,(R30*P43));R4=cross(Z4,(R40*P44));J=[R1 R2 R3 R4;Z1 Z2 Z3 Z4]得J =87.0000 0 0 0201.0000 0.0000 0 00 201.0000 0 00 0 0 00 -1.0000 -1.0000 -1.00001.0000 0.0000 0.0000 0.0000第4章轨迹规划我们通过三维模拟，得到各个关节角位移和角速度的曲线如下：角位移：关节一角位移关节二角位移关节三角位移关节四角位移角速度：关节一角速度关节二角速度关节三角速度关节四角速度第5章项目总结机械臂与机械手的设计与运动控制是机器人实现自身功能的非常重要的一个环节，尽管我们通过学习与自身能力结合完成了本次项目，但其内容与功能上仍有不足与缺陷，希望将来能有有机会再次完善。