06第08课《机器人机械手》教学设计

认识机械 手
主要任务是用两个伺服电机控制机械手臂，从 课教学的重点，需要教
而完成搬运、推动等动作。
师和学生共同去仔细完
学生根据要求，拼插拓展模块。
成。
（教师巡视辅导）
第二课时
学习过程
教师与学生活动
设计意图
师：搭建一个简单搬运夹，再利用机器人
通过流程图的设
前端的红外传感器（IO 端口）来检测前方是否 置，让学生理解机器人
机器人机 械手程序
编写
流电机”，并设置为停止。再选中“延时控件”， 手运动细化为几个基本
设置为 800 毫秒。
环节，在实践中边学边
机械手抓取物体：选中“执行控件”，选 练，以帮助学生深入理
择“伺服电机”，加入到“延时控件”的下面， 解机械手的程序设置方
并设置伺服电机 1 的角度为 30°，伺服电机 2 式。
学习过程
教师与学生活动
设计意图
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。
师：讲解伺服电机的定义。
理解伺服电机的控
设置伺服
（演示）
件模块，学习设置方式。
电机
选中“执行控件”，选择伺服电机，可以对
伺服电机进行设置。
师：机械手是机器人搬运物体的一种运动， 搭建拓展积木是本
生：有一个操作台，控制吊车的方向；有 一，从实物出发，引出
一根长长的手臂，可以抓取物体；还有一根可 机械手的概念，可以帮
兴趣导入 以转方向的转盘，可以改变手臂的方向；最前 助学生理解机械手的概
方还有一个大爪子，可以抓取物体。
念。
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。
学生机器
生：根据教师的指导，修改机械手的结构， 给予学生充分的练
人机械手 编写机械手的程序，尝试实验。
习时间和实验机会，让
实验
(练习实践、教师辅导)
学生感知机械手的乐
趣。
总结与
学生展示实验情况，并提供自我修改评价
总结实验情况，查
展示 意见。
漏补缺，为机器人比赛
教师总结，鼓励创新。
打下基础。
【教案设计：王蕾（南京市琅琊路小学）】
（出示课题）
师：在刚才的视频中，机器人实行的动作
伺服电机相对直流
是搬运车，搬运车在日常生活中很常见。
电机而言，具有一些特
认识伺服 电机
生：举例说明。
别的特性。从实际生活
师：学生机器人可以增加插件来完成搬运 经验入手，让学生掌握
车的基本动作。这项实验是利用学生车前端的 伺服电机的使用方式。
IO 端口和伺服电机来完成的。 伺服电机：
有物体，如果有物体就将其搬走，如果没有物 机 械 手 运 动 的 基 本 过
编写机器 体则继续前进。
程，为后续学习打下基
人流程图 （学生练习搭建）
础。
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。
机器人停止：选中“执行控件”，选择“直
将较为复杂的机械
（2） 设置机器人机械手抓取、放置、抬升、推动活动的程序。 【教学方法与手段】 实验法、主题活动。 【课时安排】 安排 2 课时。 【教学准备】 实验器材和主题活动单。 【教学过程】
第一课时
学习过程
教师与学生活动
设计意图
（观看光盘中的示范视频）
机器人机械手是机
师：同学们，你们看过建筑工地上的大型 器人单元中运用拓展模 吊车吗？你发现它们是怎样抓取重物的吗？ 块 进 行 搭 建 的 课 程 之
学习过程
教师与学生活动
设计意图
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。Fra bibliotek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。
第 8 课 机器人机械手
【教材分析】 教材在此部分的设计意图是拓展学生机器人的应用范围，帮助学生了解学生 机器人的“拓展积木”和“辅助设备”。在本课的设计中，流程图为学习过程服 务，在理解了活动的流程之后，要求学生能选用适合的拓展模块来搭建需要的机 器人结构，并进行必要的调试和整合。 【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。 【教学目标与要求】 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 体验机器人机械手程序的实验过程。 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。 【教学重点与难点】 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。