机器人创新工作室xiaoxiaotong.ppt

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1、机器人创新工作室上海市青少年科技教育中心葛智伟2007-9-24有史以来,人们就幻想着制造出一种超脱于人的、能独立动作的机器，来帮助人们战天斗地传说中的木牛流马、汉末的计里鼓车影视作品中的铁臂阿童木、奥特曼等强大无比的机器偶像真是这些幻想吸引人们孜孜不倦的探索和发明同样也吸引了最富幻想的青少年对机器人时代的憧憬走近机器人机器人是传统技术和现代技术的结合，它涉及控制技术、仿生机构技术和人工智能技术简言之：机器人是一个智能机器对技术教育而言，机器人无疑是一个现代技术教育的极佳载体与机器人共舞的理由拿杯子的机器人焊接机器人灵巧的机器手国际主要的机器人比赛Robocup机器人世界杯（1996年

2、日本开始）大学生有（类人组、四腿组、大型组、中型组、小型组、仿真3D、2D组）中小学生有RobocupJunior(RCJ)比赛项目有：机器人足球（1：1、2：2）、机器人搜救、机器人舞蹈。FLL机器人世锦赛简介1998由美国非盈利组织FIRST发起,目前有10多个国家（英国、法国、德国、北欧5国家、新加坡、韩国、中国）及美国的46个州参加该活动。每年秋天，由教育专家及科学家们精心设计的FLL挑战题目将通过网络全球同步公布。各国/区域选拔赛在年底举行，总决赛于4-5月在美国举行竞赛内容包括主题研究和机器人挑战2个项目，参赛队可以有8～10周的时间准备比赛。参赛者要进行主题项目研究，并用

3、乐高机器人技术套装、乐高积木及其他组件，如传感器、马达、齿轮等来制作全智能机器人，并参加比赛！国际灭火比赛（美国三一学院）在一个四室一厅的房屋中，放置一个蜡烛（模拟着火点），要求机器人以最快的速度从起点搜索到火源并将其扑灭。利用“创意机器人模型”开展创新活动创意机器人模型一种廉价的可随意拼装的电动机器人模型“创意机器人模型”的特点一机多用，是一种廉价的学习器材适应了新时期技术教育的要求，融入了创新理念为学生的发现式、探索型学习创造了条件能保持学生兴趣的持久性活动目的通过动手实践，了解机器人的一般概念，了解技术的涵义并掌握基本的技能。学习探究，应用习得的知识和经验对作品存在的问题进行分

4、析，并试图去解决。以趣味、竞技的任务为驱动，激发学生创造的欲望，并尝试和体验创造的过程。学习技术设计的一般方法，体验技术设计的过程。学习交流，这包括如何简洁明了的表达自己的设计和创意，如何从他人的评判中汲取营养，如何诚恳、准确地评价他人。养成踏实、善钻研、不气馁的工作态度。关于活动方案的设计思考制作一个“滑雪机器人”的原型，从中掌握制作的方法和技能，了解模型运动的基本结构。通过对原型运动的观察，学习发现问题、分析问题和解决问题的能力。并尝试解决一个（鼓励更多）问题设计一个新型的模型，树立一题多解的思维方式，了解技术设计的一般方法，尝试创造过程活动基于的原理与技术连杆机构：用销轴等零件将

5、细长的杆件连接起来组成的机构称为连杆机构。杆与杆之间构成转动副，其中作旋转运动的杆称为曲柄，而只能在一定角度范围内作往复摆动的杆称为摇杆。齿轮变速原理如果Z1为主动轮的齿数，Z2为被动轮的齿数，那么当主动轮的转速为N1时，被动轮获得的转速N2将变为：活动基于的原理与技术？问题：齿轮规格如下：Z1=10、Z2=24、Z3=10、Z4=33、Z5=10、Z6=33、Z7=10、Z8=33观察输出轴的转速，然后推算出电动机的转速。想想看，如何才能比较准确地测出输出轴的转速？控制用一个开关就能控制一个小马达的转与停。图4是一个最简单的电气控制电路，马达是控制对象，电池提供马达能量，开关担当控制

6、部件。当开关接通时，电池与马达构成回路，电流流过马达使其转动。活动基于的原理与技术活动的开展机器人创新活动可以分三个阶段：第一阶段，按图制作机器人原型第二阶段，发现问题加以改进第三阶段，创新设计第一阶段活动方案第一阶段的活动目的：主要是理解案例中机器人机械机构的构成和运动原理掌握识图和模型制作的基本技能。第二阶段活动方案第二阶段的活动是在第一阶段的基础上展开的，仔细观察已经做成的机器人模型的运动状况，可能会发现机器人在运动上的许多问题，这些问题或许与机构设计有关，也或许与零件的特性有关，它们所反映出的力学问题有待学生运用掌握的知识与经验进行分析，提出解决的方案，进而去解决这些问题。活动

7、要求通过对机器人原型的试走，能找出存在的问题用已经习得的知识和经验对问题进行分析，指出问题的性质和产生的原因。善于利用“头脑风暴法”，寻求解决的办法。能利用所给的材料和工具，至少解决其中的一个问题。观察连杆机构的运动状况撑杆着地点尖好吗？还是撑杆与地面接触面大一点好呢？比赛与交流以下几项比赛能在工作室中进行竞速：穿越开阔地（1米宽），穿越时间越短越好。走直线：走到终点时，偏离直线越少、用时越少越好。计分：偏离直线的厘米数加耗时数（秒）为得分，得