蘇科版小學(xué)信息技術(shù)六年級上冊教案(編輯修改稿)
2025-05-14 12:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 學(xué)生編好程序后，先編譯然后打開機(jī)器人的電源進(jìn)行下載，特別要注意與機(jī)器人的通信方式，是串口通信還是USB口通信。在調(diào)試的過程中，如果機(jī)器人沒有按照程序去執(zhí)行動作，請學(xué)生再次檢查程序是否正確，并檢查機(jī)器人各端口的連接線是否連接正確。2．教學(xué)方法指導(dǎo)任務(wù)驅(qū)動法、自主探究法。［參考資料］直流電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。直流電機(jī)有多種不同尺寸和配置。圖1所示為一些常見的小型直流電機(jī)，它們非常適合用來控制小型移動機(jī)器人的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動作。圖1 幾種DC電機(jī)的照片直流電機(jī)工作時(shí)需要給電機(jī)轉(zhuǎn)子上的線圈通電。電流在線圈中流動便產(chǎn)生一個(gè)磁場，該磁場與線圈外固定的永久磁鐵產(chǎn)生的磁場相斥。這兩個(gè)磁場相互作用產(chǎn)生的力可推動電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。用于描述電機(jī)電源要求和電機(jī)性能的參數(shù)有很多。其中，最基本的一個(gè)就是他的工作電壓（額定電壓），該電壓是驅(qū)動電機(jī)推薦使用的電壓。當(dāng)實(shí)際電壓低于額定電壓時(shí)，大多數(shù)電機(jī)仍可以正常工作，但輸出功率要減小。另外，大多數(shù)廠家給出的電機(jī)額定電壓都比較保守，所以當(dāng)實(shí)際電壓高于額定電壓時(shí)，電機(jī)一般也可以正常工作，但通過這種方法獲得輸出功率增加是以犧牲電機(jī)壽命為代價(jià)的。電機(jī)的另一個(gè)性能參數(shù)是工作電流。電壓恒定時(shí)，電機(jī)上的電流與它的輸出功率成正比。當(dāng)空載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的電流最??；當(dāng)負(fù)載增大到使電機(jī)堵轉(zhuǎn)的程度時(shí)，電機(jī)上的電流最大，該電流被稱為電機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流，它也是電機(jī)在額定電壓下的最大工作電流。通過電機(jī)的電流越大，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力（或轉(zhuǎn)矩）就越大，這是電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈與周圍永久磁鐵之間電磁場相互作用的直接結(jié)果。線圈中產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度與通過它的電流大小成正比，而電機(jī)輸出軸上的轉(zhuǎn)矩與兩個(gè)磁場的強(qiáng)度直接相關(guān)。評價(jià)電機(jī)性能的另一個(gè)參數(shù)是它的賭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。這個(gè)轉(zhuǎn)矩是指電機(jī)在額定電壓下，被迫賭轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大小，此時(shí)電機(jī)上的電流即為賭轉(zhuǎn)電流。對小電機(jī)而言，轉(zhuǎn)矩通常以盎司英寸（1盎司=）為單位衡量（即距離電機(jī)轉(zhuǎn)軸中心為一英寸的力臂上所產(chǎn)生的直線里大小）。電機(jī)所提供的功率大小等于輸出軸的轉(zhuǎn)速與力矩的乘積。當(dāng)電機(jī)自由轉(zhuǎn)動時(shí)（空載狀態(tài)），輸出軸轉(zhuǎn)速最大，但轉(zhuǎn)矩為零，此時(shí)電機(jī)不驅(qū)動任何機(jī)構(gòu)，因此輸出功率為零（實(shí)際上電機(jī)也會消耗一部分功率克服內(nèi)部摩擦，但這種功率不產(chǎn)生任何輸出作用）；當(dāng)電機(jī)賭轉(zhuǎn)時(shí)，輸出最大的轉(zhuǎn)矩，但轉(zhuǎn)速為零，因此輸出功率也等于零。在兩種極限情況之間，輸出功率與轉(zhuǎn)速間呈一種拋物線的關(guān)系，如圖2所示。在其正常工作范圍的中部，電機(jī)產(chǎn)生的功率最大。圖2 電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及輸出功率之間的理想曲線圖中實(shí)線表示電機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。在該直線的右側(cè)，轉(zhuǎn)速達(dá)到最大（100%），而轉(zhuǎn)矩為零，這一點(diǎn)代表了電機(jī)空轉(zhuǎn)，沒有做任何有用功的情況。而在直線的左側(cè)，轉(zhuǎn)速為零，但轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值，這一點(diǎn)代表了電機(jī)因負(fù)載太大而賭轉(zhuǎn)的情況。圖中虛線表示電機(jī)的功率輸出，它等于電機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的乘積。輸出功率的最大值位于電機(jī)正常工作范圍的中點(diǎn)，此時(shí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩都不為零。機(jī)器人傳感器教學(xué)目的：1．學(xué)習(xí)學(xué)生機(jī)器人的“主要器官”。2．能夠了解傳感器的主要功能。3．平等交流，掌握各“器官”的作用。4．能夠建立正確的機(jī)器人整體概念。5．學(xué)會正確對待傳感器的工作方式。6．激發(fā)對學(xué)生機(jī)器人這一信息媒體的學(xué)習(xí)熱情。7．嘗試用人的“器官”概念理解機(jī)器人的“器官”概念。8．為傳感器的學(xué)習(xí)建立合適的實(shí)踐渠道。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：1．重點(diǎn)：學(xué)習(xí)學(xué)生機(jī)器人的“主要器官”。2．難點(diǎn)：理解傳感器的功能。教具準(zhǔn)備：多媒體機(jī)房。極域教學(xué)系統(tǒng)。相關(guān)圖片、課件。課時(shí)安排：2課時(shí)。教學(xué)過程：一、引入新課機(jī)器人也能像人類一樣靈活地動作嗎？二、教學(xué)新課A、認(rèn)識傳感器師：機(jī)器貓非常靈活，它是小主人公的好朋友，請你觀察下它，看看它是怎么樣讓小主人知道它的喜怒哀樂的呢？(播放機(jī)器貓的視頻片斷)(學(xué)生討論)師：請回答下面一組問題：（1）機(jī)器人的“表情”部件有哪些？（2）機(jī)器人的“感覺”部件有哪些？（3）在機(jī)器貓的身上找一找，它們都藏在哪里了呢？傳感器使得機(jī)器人認(rèn)識外部環(huán)境，它們與人的眼睛、鼻子、耳朵和皮膚等器官起著相當(dāng)?shù)淖饔谩鞲衅鲗耐饨绔@取的信息轉(zhuǎn)換成電子信號，傳遞到機(jī)器人的微控制器中。目前，用于學(xué)生機(jī)器人的傳感器主要有光感傳感器、觸碰傳感器、溫度傳感器和聲音傳感器。B、了解傳感器的主要功能師：機(jī)器貓可以完成很多復(fù)雜的工作，神奇極了，在現(xiàn)實(shí)的學(xué)生機(jī)器人身上，也能有這樣的神奇。不過，它們運(yùn)動的時(shí)候，可不是像我們?nèi)祟愐粯?，用手腳來運(yùn)動，而是通過一個(gè)特別重要的器官來實(shí)現(xiàn)的，它就是――傳感器！讓我們一起來看看這個(gè)神奇的器官！知識小問答：（1）傳感器相當(dāng)于人類的什么器官呢？（2）傳感器分為哪幾種類型呢？（3）每種類型的工作動力是什么呢？（4）為什么機(jī)器人一定要有傳感器呢？學(xué)生分小組討論C、實(shí)物進(jìn)行詳細(xì)的講解。（1）灰度傳感器灰度傳感器主要根據(jù)不同顏色的攀沿面對光的反射程度不同，光電三極管陰值也隨之變化的特點(diǎn)進(jìn)行檢測。應(yīng)用實(shí)例：機(jī)器人沿線行走。（2）測光值“系統(tǒng)設(shè)置”菜單中的“傳感器設(shè)置…”命令，設(shè)置通道1為“灰度傳感器”?！皸l件循環(huán)”控件。“灰度傳感器”控件在“條件循環(huán)”控件中。設(shè)置屬性為“灰度傳感器（1通道）”?！耙壕э@示”控件，右擊選擇“屬性”，“第一行設(shè)置”的“顯示變量”設(shè)置為“灰度傳感器械（1通道）”?！氨４妗卑粹o，保存程序。（3）下載程序“編譯”按鈕，進(jìn)行程序編譯。，打開學(xué)生機(jī)器人的電源開關(guān)，將學(xué)生機(jī)器人置于復(fù)位狀態(tài)?！俺绦蛳螺d到主控芯片”按鈕，將程序下載到學(xué)生機(jī)器人的主板芯片中。完成后關(guān)閉電源，拔下下載線。（4）啟動機(jī)器人。，按下運(yùn)行鍵，學(xué)生機(jī)器人運(yùn)行。D、學(xué)習(xí)知識屋學(xué)生機(jī)器人的“大腦”同許多電阻、電容和半導(dǎo)體等電子
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