信息技术九年级机器人ppt课件省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1机器人走进课堂机器人走进课堂 -中学机器人教学怎样开展中学机器人教学怎样开展纳英特科技 机器人事业部第1页2序言序言纳英特科技 机器人事业部第2页3机器人几点要求结构紧凑，简练实用，最好有图形化程序设计界面。(流程图方式)耐用，不轻易坏。(专业设计)配有大容量充电电池，能联机充电，最好充电器含有充电保护功效 。机器人最好既能参加比赛，又能进行教学。服务方便，信誉好产品。本教材作者在新教材培训会上 时提出要求。纳英特科技 机器人事业部第3页4设备选型详细意见设备选型详细意见机器人大脑主板（多接口、各种接口）机器人思想程序（低起点，高发展，流程图-教材要求）机器人感知传感器（各种类，标准接口）机器人手脚马达（各种类，易于DIY）机器人骨架机械结构（有搭建行为，提议使用标准件和重复性操作）机器人食物电池（使用方便，容量大，易于管理）机器人最好既能参加比赛，又能进行教学纳英特科技 机器人事业部第4页5第二章：教材内容安排及目标第二章：教材内容安排及目标(九年级九年级)本章一共6节，每节安排2课时。本章教学目标知识方面：了解机器人概念、原理、发展与应用等方面基本知识。能力方面：能对简单问题进行算法分析，能用流程图表示算法，能编写机器人程序，能在调试机器人过程发觉问题、分析问题、处理问题。情感方面：真正认识到智能机器人对社会进步与经济发展作用，主动参加机器人编程教学活动，参加机器人相关比赛、机器人百科知识赛等各种课外活动,养成关注科技知识和科技发展习惯。纳英特科技 机器人事业部第5页6第一节、认识机器人（第一节、认识机器人（提议课时：提议课时：2课时课时）本节首先让同学们了解什么是机器人、机器人产生、发展、种类及其广泛应用，使学生产生想了解和学习机器人强烈欲望。然后结合详细教学用机器人，让学生了解机器人普通组成及工作原理。纳英特科技 机器人事业部第6页7机器人含有那些特征机器人含有那些特征?纳英特科技 机器人事业部第7页8“机器人机器人”一词由来一词由来 “robot”一词源出自捷克语“robota”，意谓“强迫劳动”。19捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为洛桑万能机器人企业剧本,他把在洛桑万能机器人企业生产劳动那些家伙取名“Robot”,汉语音译为“罗伯特”，捷克语意为“奴隶”萨佩克把机器人地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨奴隶，它们存在价值只是服务于人类。它们沒有思维能力,不能思索,只是类似人机器,很能干,方便使人摆脱劳作。它们能生存,刚生产出来时由人教它们知识。他们不能思索，也有感情，一个人能干三个人活，企业为此生意兴隆。以后一个极其偶然原因,机器人开始有了知觉,它们不堪忍受人类统治,做人类奴隶,于是,机器人向人类发动攻击,最终彻底毁灭了人类。“机器人”名字也正式由此而生。纳英特科技 机器人事业部第8页9机器人发展历史机器人发展历史19，捷克作家卡雷尔卡佩克在科幻剧本罗萨姆万能机器人中定义了“robota”1954年，George Deval开发出第一台可编程机器人1962年，Unimation企业成立，出现了最早了工业机器人，第一位用户是GM1964年，MIT，Stanford University 等成立人工智能研究所1965年，Carnegie Mellon University 建立机器人研究所纳英特科技 机器人事业部第9页10机器人发展趋势机器人发展趋势用于制造生产线用于制造生产线结构化环境下结构化环境下规则工作规则工作含有简单智能含有简单智能工业机器人工业机器人纳英特科技 机器人事业部第10页11机器人分类机器人分类-按应用分类按应用分类工业机器人特种机器人 娱乐机器人服务机器人军用机器人水下机器人农业机器人纳英特科技 机器人事业部第11页12第二节、机器人走直线（执行模块）第二节、机器人走直线（执行模块）本节主要了解机器人编程环境，掌握机器人简单操作，初步掌握机器人直行工作原理。同时了解机器人“电脑”执行命令与“执行机构”完成命令之间存在差异。纳英特科技 机器人事业部第12页13建立数学模型建立数学模型前进停顿后退停顿程序开始程序结束机器人从货仓出发前进去码头停下来装货后退返回货仓停 下 卸 货任务结束流程图流程图 54 3 1码头货仓 21、机器人从货仓出发2、前进一段距离3、停下来装货4、后退返回货仓5、停下卸货6、任务结束建立数学模型及流程图建立数学模型及流程图纳英特科技 机器人事业部第13页14机器人编程环境内容介绍及调试关键点机器人编程环境内容介绍及调试关键点编程软件介绍了解机器人驱动机构原理怎样进行机器人走直线怎样进行速度调整怎样进行时间设定机器人调试机器人走直线是机器人控制基础,是经过控制左右两个电机转速来行动,只有两个电机一致才能使机器人走直线;为了提升效率，需要教师指导，要求学生分步调试。共同调试参数（时间与功率）最终随便从小组中指定一个同学程序进行比赛，看哪组完成任务好。要求：3M往返跑。纳英特科技 机器人事业部第14页15第三节、机器人走正方形第三节、机器人走正方形(控制模块控制模块-循环循环)本节首先了解机器人转弯工作原理，经过走正方形任务编程，学生了解循环语句使用方法。纳英特科技 机器人事业部第15页16提出任务提出任务 有一座历史悠久古塔，它基座是正方形，文物保护部门为了保护古塔和游客安全，不允许游客入内登高只准在基座外观看，平时需要人在其四面巡视，现在我们编一个程序控制机器人来代替人巡视。纳英特科技 机器人事业部第16页17建立数学模型建立数学模型算法分析12345678前进左转90度前进左转90度前进左转90度前进左转90度 算法表示纳英特科技 机器人事业部第17页18建立流程图建立流程图流程图机器人编程环境内容介绍转弯实现方法、有哪些转弯情况在机器人编程环境怎样来表示转弯在机器人编程环境中怎样表示循环机器人调试为了提升效率，需要教师指导，要求学生分步调试。共同调试参数最终随便从小组中指定一个同学程序进行比赛，看哪组完成任务好。要求：同学们编写一个程序让机器人走一个等边三角形，各边相等，各角都是60度 纳英特科技 机器人事业部第18页19第四节、机器人认路（传感器认识及条件判断，提议第四节、机器人认路（传感器认识及条件判断，提议2课时）课时）本节主要介绍传感器概念与作用，使学生掌握声音、红外传感器使用方法，深入掌握条件语句使用方法，经过任务分析与实践了解机器人认路工作原理。纳英特科技 机器人事业部第19页20提出任务提出任务 我们开启机器人后，它沿黑线行走，当我们想让它停下话给它一个声音信号，它就停下来，不然不停地沿黑线走。纳英特科技 机器人事业部第20页21建立数学模型建立数学模型112233算法分析都检测黑线，前进左检测白，慢速右转右检测白慢速左转有声音停顿纳英特科技 机器人事业部第21页22建立流程图建立流程图机器人编程环境内容介绍什么条件下（声音有）停顿有哪些条件转弯，转弯幅度调试在机器人编程环境怎样来表示条件循环在机器人编程环境中怎样表示条件判断YNYNY开始结束如左传感器有信号如 右 传感 器 有信号向右转向左转前进是否有声音信号N纳英特科技 机器人事业部第22页23编程实现编程实现机器人调试传感器是否安装正确（连线），位置是否适当（灵敏度），下载测试程序测试速度调试转弯幅度调试最终随便从小组中指定一个同学程序进行比赛，看哪组完成任务好。任务：用黑地，白线。AB纳英特科技 机器人事业部第23页24第五节、机器人走迷宫第五节、机器人走迷宫 （循环及条件判断综合应用，提议（循环及条件判断综合应用，提议2课时）课时）本节介绍红外或碰撞测障传感器使用方法。依据人在黑暗中行走方法来分析机器人走迷宫工作原理，它是一个比较综合任务，要求在一个永远循环中不停地检测周围障碍信息来确定行走策略。纳英特科技 机器人事业部第24页25提出任务提出任务 走迷宫是一项比较有趣活动，能够考验每个人记忆力、判断力等能力。假如让机器人走迷宫，会发生什么情况呢？如图所表示是一个简易迷宫场地，要求机器人从迷宫绿色起点出发，寻找黄色出口，走出迷宫，在寻找过程中不许碰到墙。纳英特科技 机器人事业部第25页26建立数学模型（左手法则）建立数学模型（左手法则）算法分析前面没有障碍左侧有障碍 左手法则之一 右转左侧、前方都有障碍左手法则之二左手法则之三左转左侧无障碍前方左方行动无有前进有有右转有无左转无无无动作纳英特科技 机器人事业部第26页27建立流程图建立流程图流程图机器人编程环境内容介绍在机器人编程环境中怎样表示多层嵌套是是否是否否前进开始结束前方有障碍?左侧有障碍?是否终点？左转90度右转90度纳英特科技 机器人事业部第27页28编程实现编程实现机器人调试传感器是否安装正确，灵敏度（检测距离）调整,下载测试程序测试速度调试转弯幅度调试,应该转多少时间最终随便从小组中指定一个同学程序进行比赛，看哪组完成任务好。任务：用右手法则实现，声控开启纳英特科技 机器人事业部第28页29第六节、机器人灭火（子程序调用，提议第六节、机器人灭火（子程序调用，提议2课时）课时）本节介绍火焰传感器使用方法。经过机器人灭火任务分析，掌握分析复杂问题方法，了解机器人探测火焰与扑灭火焰工作原理。纳英特科技 机器人事业部第29页30提出任务提出任务 火灾发生时，消防队员都会不顾一切地跃身火海救人，但他们生命安全令人担心，怎样确保人们安全、使火灾损失降低到最低程度？我们构想让机器人在公共安全领域发挥他主要作用。机器人走入楼房，传感器灵敏地探测到火源，警报器闪耀，找到火源，使灭火剂对准火源，将火扑灭。这么情形必定在很快未来会变成现实。今天我们就来设计一个机器人，让它在一个模拟房间里完成灭火任务。纳英特科技 机器人事业部第30页31建立数学模型建立数学模型算法分析左前方右左方行动无无迷宫有无左转无有右转有有开启风扇灭火纳英特科技 机器人事业部第31页32建立流程图建立流程图流程图机器人编程环境内容介绍在机器人编程环境中怎样子程序建立和调用NNYNYNY右转打开风扇10秒左或右两侧是否有光关闭风扇结束左转开始左右两侧都探测到光源右侧探测到光源左 侧 探测 到 光源迷宫纳英特科技 机器人事业部第32页33编程实现编程实现机器人调试火焰传感器安装高度与角度风扇安装高度环境光线影响没有对准火源灭火怎样处理？原地转或左右摆动灭火调试时先迷宫再灭火任务：改变火源摆放房间是否能灭火；组织全班或全校比赛纳英特科技 机器人事业部第33页34机器人设备配置标准（机器人设备配置标准（40学生学生/班）班）3类配置（4个学生1台，教师1台，备用1台）12台2类配置（3个学生1台，教师1台，备用1台）16台1类配置（2个学生1台，教师1台，备用1台）22台名称名称序号序号部件内容部件内容单单位位单价单价订订量量金额金额基础套件A1主板（9路数字、5路模拟、1对红外交互、4路电机接口、液晶显示）通讯线、“Z”字型减速马达（250转/分钟、轮子各2）套120011200A2积木套件套1101110传感器 C1红外（避障）传感器（数字）（数字）（检测1-20CM内物体存在）个502100C6火焰传感器（模拟）（模拟）（亦可检测足球）个30260C8声控传感器（模拟）（能检测环境声音改变）个50150供电模块D10动力锂电板（2100mAh）（测试机器人连续负载运行2.5H以上）块1501150D11电源适配器（含充电保护功效）个80180附件E8灭火风扇（带马达）个28128总计金额(大写)1778纳英特科技 机器人事业部第34页35汪继延：汪继延：软件：软件：技术支持：技术支持：纳英特科技 机器人事业部第35页