第2课时探秘机器人系统.doc

课 时 教 案
第 2 周

第 2 课时
14年02 月24日
课题
探秘机器人系统
教 学
目 标
了解机器人系统组成
了解机器人的智慧来源
初步了解诺宝机器人工作原理和编程环境
掌握流程图的画法
教材分析
重点
了解机器人系统组成
初步了解诺宝机器人工作原理和编程环境
难点
流程图的画法
教具
多媒体计算机、诺宝机器人组件
教学过程
引入：
通过上节课的学习，我们了解人类智能和人工智能的区别与联系，我们出不了机器人的工作原理，机器人是把我们人类的思维添加到了机器上，从而实现了自动化，我们思考一个完整的机器人需要那些组成部分？它们的作用分别是什么呢？
另外，我们人类的智慧来自大脑，那机器人的智慧又来自那里呢？
一、机器人的构成
机器人
机械本体
控制系统
运动机械本体
非运动机械
微电脑
感知系统

机器人的构成
一个完整的机器人通常包括控制系统和机械本体两部分。
教学过程
1、机器人的感官——传感系统
机器人的身体内，有许多不同的传感器在工作，为机器人提供信息的输入。比较常见的有红外传感器、轨迹识别传感器、声音传感器、超声传感器和光敏传感器等。
2、机器人的大脑——主控系统
机器人的主控系统就是机器人的大脑，负责接收机器人各种“感知器官”——传感器传送回来的信息，经过一定的处理，然后发出控制指令，指挥机器人的机械部分执行各种动作，它就是机器人思考、判断和决策中枢。
机器人主控系统的核心是单片机。简单地说，单片机就是集成在一个单一的芯片内的一台微电脑。
3、机器人的身体——机械本体
机器人的机械本体是机器人赖以行动的基础，机器人对其“大脑”——主控系统的指令的执行主要通过机械本体来完成。
通常一个机器人的机械本体包括原动机、传动和执行三个主要部分。
二、机器人的智慧来源
机器人是怎么“弄懂”人的意图和执行任务的呢？
1、生活行动的步骤与流程图
自学教材P11-P13
2、机器人的图形化编程

三、观摩机器人的制作过程
设计一个自动感应风扇
下面，我们通过一个具体的例子来说明机器人的系统组成以及各部件之间是如何协作来完成某个具体任务的。
你是否有忘记关风扇或空调电源的经历呢？现在提倡节能低碳，有没有办法能让风扇在有人的时候自动打开，人离开的时候自动关闭呢？我们不妨设计一个具有自动感应功能的风扇吧。
要完成本任务，首先需要1个传感器，以感知是否有人经过或离开。这里可以用红外避障传感器、人体红外传感器或接近传感器等，这就是机器人的传感系统。
其次，需要1个微电脑控制器。我们需要将编写好的程序通过数据线下载到微电脑控制器中，当微电脑控制器接收到传感器传送来的信息后，它将发出指令让机械本体部分发挥作用。
程序如下：
1、 搭建机器人
2、 为机器人编写程序
3、 使用仿真界面检测程序
4、 下载程序到微电脑
5、 运行程序
6、 测试机器人是否正常工作

7、
课堂练习：
1 理解教师提供的源程序，并进行仿真运行
2 试着修改教师提供的源程序（例如将人体红外传感器更改为红外避障传感器）并进行仿真运行
3 尝试新建一个主程序，仿照老师提供的程序结构构建自己的程序，并进行仿真运行

布置作业

板书设计

教学后记

操作说明：
添加模块：先单击（加在模块后面）或（加在模块前面）按钮，然后右键单击某个模块，这时，相应模块上将显示向上或向下的箭头（例如，，表示新添加的模块将在“红外避障”模块的下方（后面））。

选中模块：按住鼠标左键，在模块上拖动鼠标，这时模块变黑，表示选中该模块。这时可以对模块进行剪切、删除或复制。
替换模块：先选中要替换的模块，然后单击“替换”按钮，再单击左侧的某个模块，这样就实现了替换。

编辑模块：双击模块，将弹出一个对话框（如下所示），在对话框中可以对模块进行相应的编辑设置。

运行程序的简单步骤：
1 切换到仿真环境：单击“仿真”按钮
2 添加障碍物或传感源：单击“添加”按钮，在弹出的对话框（如下所示）选择相应的障碍物或传感源，单击“确定”，然后在运行区域（绿色区域）中拖拉鼠标，绘制出大小适中的障碍物。

3 仿真运行：单击“仿真”按钮，然后在运行区域（绿色区域）中的适当位置单击鼠标左键，将0号机器放在适当的位置上。

4 检测运行：按住Ctrl键，同时单击障碍物，这时障碍物处于选中状态，用鼠标将障碍物拖到0号机器前方，观察机器人的运行

识别并记住微电脑中的各个接口

左右电机接口（L、R）：主要功能是微电脑通过这个接口给电机供电。
USB 下载接口（USB）：主要功能是通过数据线将计算机与微电脑连接，并下载程序。
通用输出接口(1、2、3)：主要功能是连接风扇、发光管、喇叭、画笔、蜂鸣器、继电器等输出器件。
通用电机接口(G)：主要功能是连接通用电机，给通用电机供电。
双向输入输出接口(I/O)：有4个双向输入/输出接口，分别为双向输入/输出接口1、2、3、4：主要功能是连接语音播放、显示数据、数字化传感器等双向输入/输出设备。
数字/模拟复用输入接口(I)：有6个传感器接口，分别为传感器接口1、2、3、4、5、6。主要功能连接数字传感器和模拟传感器。
单向输入接口(7、8)：有2个单向输入接口，分别为传感器接口7、8。主要连接光敏和轨迹识别传感器。
外接电源接口(DC9V)：主要功能是连接9V 电池，给微电脑供电。
电源开关接口(ON/OFF)：主要功能是控制微电脑电源开关。