【正文】 4， 動手做一做 [安裝傳感器 ] （學(xué)生活動） 分別在機器人的前方、左前方 45 度處和左側(cè)為機器人安裝紅外傳感器。 教師指導(dǎo)。 設(shè)置馬達“端口號”參數(shù)，左馬達的端口號為 0，右馬達的端口號為 1； 點確定。裝配結(jié)果如下圖： 安裝角度的旋轉(zhuǎn)：選中旋轉(zhuǎn)目標配件，右鍵打開“屬性設(shè)置”，通過 按鈕，即可實現(xiàn)配件的旋轉(zhuǎn)，注意：一旦配件已被安裝，則只能以裝配點為旋轉(zhuǎn)中心進行角度的調(diào)整。 安裝馬達 通過“添加部件”按鈕將選中的配件添加到屏幕（即“工作桌面”）后，鼠標左鍵選擇當前添加的配件的裝配點，再選擇裝配目的裝配點，即可完成操作，具體下所示： 選擇當前添加的配件，如： Z 馬達，按下鼠標左鍵拖動，翻轉(zhuǎn)目標，選取其中一個合適 的裝配點。 ：用右鍵選中 3D 中的部件，點擊可刪除此部件。 ：用右鍵選中 3D 中的部件，點擊可從 參數(shù)設(shè)置從設(shè)置部件的 位置、方向等各個參 數(shù)。主要類型有：傳感器，輪子，馬達。 窗口右邊的搭建面板介紹： ：選擇要搭建的機器人類型：選擇新建，則從機器人最原始狀態(tài)開始搭建；選擇其他項目，則對已搭建完成的機器人進行編輯；巳完成的機器人有祼機、走黑線機器人、迷宮機器人、滅火 機器人、指南針機器人。系統(tǒng)采用裝配點的思想，快速、準確的實現(xiàn)配件的裝配過程。 教師輔導(dǎo)、答疑。其旁邊的移動倍數(shù)，如 *10,*5 等可調(diào)整其移動速度。 注意：可以采用復(fù)制、粘貼加快搭建。 4，場地實例搭建 搭建場地的墻壁，墻壁由“方體”代替。 （師）實例化： 3，導(dǎo)入場地圖（師演示） 步驟： 1，打開仿真系統(tǒng)的主菜單的“場地編輯”進入場地搭建窗口。如一 個 * 的場地，文件的尺寸應(yīng)為 250*150 像素。進入仿真系統(tǒng)，選擇“快速啟動”運行“機器人走迷宮”，感受一下三維立體空間中的機器人仿真運動。其 C： \PROGRAMFILE\NSTRSS\下 MAP 目錄存放場地背景圖，而 ROBOT 目錄下存放仿真機器人。 推薦配置： 1G以上主頻的 CPU,256M內(nèi)存 ,64M顯存的 3D顯卡，支持 1024 768分辨率 ,16bit顏色，75Hz 刷新率的監(jiān)視器，聲卡。 NSTRSS 帶您進入全新的 3D 仿 真世界，自由無限，創(chuàng)意無限。 與 NSTRobot 無縫連接。 單人或多人的對抗過程。 自由靈活的機器人搭建與場地搭建。 實時運行調(diào)試。 逼真的 仿真效果。 NSTRSS 與市面上的同類產(chǎn)品相比，它具有如下的特點： 全 3D 場景。 二，初識 NSTRSS 軟件 NSTRSS 是 NST 科技新近推出的一款以 .NET 平臺為基礎(chǔ)，使用 Microsoft 技術(shù)的3D 機器人仿真軟件。今天我來學(xué)習(xí)虛擬機器人，進入仿真系統(tǒng)的走迷宮機器的仿真演示。 ［ 學(xué)生分析 ］ ： 通過上節(jié)學(xué)習(xí)我們了解了傳感器，并使用它們進行走迷宮的實踐練習(xí)，對走迷宮的機器人從設(shè)計到算法分析、程序設(shè)計都有一個了解，那么如何更加高效的設(shè)計我們自己的機器人并調(diào)試出來，我們可以使用虛擬仿真軟件來 完成任務(wù)，有了本節(jié)內(nèi)容他們會更加有興趣投入到機器人的創(chuàng)新、創(chuàng)造活動中來 。 教學(xué)重難點 重點：用 NSTRSS 仿真系統(tǒng)設(shè)計迷宮場地；搭建走迷宮的機器人；利用仿真環(huán)境進行組隊測試。 [教學(xué)目標 ] 知識與技能： 認識仿真下的虛擬機器人； 能用 NSTRSS 設(shè)計場地、構(gòu)建機器人并利用仿真環(huán)境進行組隊測試。參考內(nèi)容見下表： 作品展示、評價方案 作品完成任務(wù) 情 況 很好 好 一般 創(chuàng)造、創(chuàng)新情況 活動中的合作、交流 情 況 一 般 較 多 作者單位：綿陽中學(xué) 第 9 課 《在仿真環(huán)境中走迷宮》 教案 綿陽中學(xué) 蘇遠龍 ［ 教材分析 ］ ： 教材概況 仿真系統(tǒng)以優(yōu)化機器人硬件和軟件設(shè)計、縮短研發(fā)周期、節(jié)約成本為特色，解決機器人設(shè)計過程中的不足。 （ 2）調(diào)試左、右轉(zhuǎn)彎的參數(shù)，并在場地里測試，看是否符合要求。 注：教師輔導(dǎo)進行調(diào)試。 保存為 BASIC 源程 序擴展名為 .BAS 或編譯為擴展名為 .IC 文件，可以作為仿真運行的程序。 3， QB的關(guān)系運算與邏輯運算符 關(guān)系運算又稱比較運算，如，兩個是否相等，若為真那么就成立得到邏輯值為 “1” ，為假返回值為 “0” ； 邏輯運算又稱布爾運算，返回值真為 “1” ，假為 “0” 。 2， IF 條件語句 格式： IF 條件表達式 THEN 語句組1 THEN 語句組2 ENDIF 功能：如果條件表達式 成立為真時，則執(zhí)行語句組 1 后執(zhí)行 ENDIF 后面的語句；反之，執(zhí)行語句組 2 后執(zhí) ENDIF 后的語句。條件表達式得到的是一個布爾值，當返回值為真時，其值在 QB 中可為 “ 1” 或 “1” ，為假時為 “0” 。 教師一步的分析。 二、搭建機器人 根據(jù)分析搭建一個機器人，因?qū)嵺`發(fā)現(xiàn)，由于前方的傳感器視覺太小，機器人容易卡死，為了增加機器人視角，在其左前角 45 度處再安裝一個紅紅傳感器，配合正前方傳感器的工作，這樣卡死現(xiàn)象有所改善。 2．當左邊和伸向前方的傳感器都探測到墻壁障礙物時右轉(zhuǎn) 90度，如圖2。 假設(shè)按左手法則行走，機器人可以在左邊安一個紅外傳感器來檢測左邊的墻壁，以確定前進的方向，一只紅外傳感器伸向前方，避免在前進的過程中撞到前方拐彎處的墻上。具體參數(shù)如書 P44 頁所述。 ［教法與學(xué)法］： 問題分解模塊化，組內(nèi)合作、交流、分工； ［教學(xué)過程］： 走迷宮是一項比較有趣的活動，是國際上最流行的賽事之一，可以考驗每個人的記憶力、判斷力、分析問題等方面的能力。 難點：迷宮定則的找出，畫流程圖，編程、下載、調(diào)試。 情感態(tài)度與價值觀： 培養(yǎng)團隊、合作、交流精神；形成腦力、智力資源共享；不經(jīng)歷風(fēng)雨，怎么會見彩虹。 八、后記 作者單位：綿陽中學(xué) （參考教案）第八課機器人走迷宮 ［教材分析］： 1．教材概況 機器人走迷宮是本節(jié)課在經(jīng)過幾節(jié)實驗課后，在掌握了相關(guān)知識后的一項大的、傳統(tǒng)的，并具有一定任務(wù)難度的活動課；它要求我們的同學(xué)能夠綜合前面的所學(xué)，加上自己的創(chuàng)造、創(chuàng)新，去分析、解釋任務(wù)；搭建機器人；寫出詳細的流程圖，并選擇一種編程語言如 BASIC 來描述我們的算法，并通過機器人來檢驗其正確性，通過反復(fù)調(diào)試最終完成項目任務(wù)。 七、練 習(xí)： 1．將已經(jīng)認識的幾種傳感器，填寫在下表中。 現(xiàn)目前的所有教育機器人一般都使用直流的 9V~12V 供電，可采用鋰電池、堿性電池、可充電的鎳氫電池和相應(yīng)的交流變壓器。 自主學(xué)習(xí)、探究：自主探究其余的幾個傳感器。 2，在 ROBLAB 中編寫如下的 程序，并下載到樂高 RCX 的中。 使用方法與技巧見網(wǎng)上資源： 實驗三：用樂高機器人做一個碰墻返回的機器人。而機器人的觸覺傳感器仍然是都過相應(yīng)的觸敏元件來反饋接觸信號，從而主機處理接受到信號。 [實驗 ]：本實驗由老師完成，學(xué)生只觀看其結(jié)果，實驗中注意防火。 煙霧探頭上裝有濾煙網(wǎng)，注意在使用時不要堵塞濾煙網(wǎng)，否則會影響檢測效果。這種辦法適用于所有的模擬傳感器。 編程應(yīng)用示例： While 1 Print “Bottom=%d”,analog(4) //煙霧傳感器接在模擬口 4上 Sleep WEND 運行程序，觀察液晶屏顯示可知：煙霧濃度越高，返回值越大；煙霧濃度越低，返回值越小。在無煙的房間內(nèi)，煙霧傳感器測試的返回值大概在 75 左右。 納英特的煙霧傳感器 煙霧傳感器是模擬傳感器，接在主板（ A2A6）模擬口跟擴展板的（ A16A31）模擬口。煙霧探頭碰到煙霧或某些特定的氣體，煙霧探頭內(nèi)部阻值發(fā)生變化，產(chǎn)生一個模擬值，從而對其進行控制?，F(xiàn)在我們就來了解一下機器人的 “ 鼻子 ” 吧。 注意：各品牌的傳感器只能用于本品牌的電腦核心上，不能相互混用。 方法二：不用編程將樂高光電直接在其輸入端口 1上面，打開電源按一下 RCX 上 VIEW，將光電分別對白色物體和黑色物體上，觀察其 LCD 上顯示的數(shù)值。 方法一：將書上 P40 的圖 75 程序編寫好并下載到納英特機器人內(nèi)存中，檢測其灰度值。 實例 3：自動門。 用途范圍： 通過檢測光強變化計數(shù)人數(shù) 通過測試反向光強來辨別顏色 測量一個光源的光強 類型和供電要求 :有源模擬傳感器 典型應(yīng)用和說明 : 實例 1：沿黑線機器人?；叶葌鞲衅骼貌煌伾臋z測面對光的反射程度不同，光敏電阻對不同檢測面返回的光其阻值也不同的原理進行顏 色深淺檢測。紅外具有一對紅外信號發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射一定頻率的紅外信號，接收管接收這種頻率的紅外信號，當紅外的檢測方向遇到障礙物（反射面）時，紅外信號反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，通過數(shù)字傳感器接口返回到機器人主機，機器人即可利用紅外波的返回信號來識別周圍環(huán)境的變化。機器人的視覺傳感器也一樣非常重要，它主要通過紅外傳感器或光電傳感器兩種傳感器來 “ 看 ” 東西， “ 辨別 ” 顏色。 檢測指定環(huán)境聲音時，注意不要受其它聲源干擾。 [師 ]：巡視，幫助學(xué) 生測出相應(yīng)聲強的值； 注意事項 : 環(huán)境內(nèi)的聲音值是個變量，要取得比較精確的環(huán)境聲音值，可以在一段時間內(nèi)連續(xù)取幾次值，再求它們的平均數(shù)。 WEND 是一個無條件循環(huán)，始終為真，也稱為死循環(huán)。 實驗一：測定聲強相對值 （將學(xué)生按 4個人一小組進行分組來完成本實驗任務(wù)。欲使聲控傳感器在給定的環(huán)境中有無聲音時，可以使其先處于相對無聲音的情況中，利用距離調(diào)節(jié)器可調(diào)出給定的初始聲音強度。3 螺絲將聲控傳感器安裝于要檢測的環(huán)境之內(nèi)，將其連接線接入任何空閉的數(shù)字傳感器接口中。 調(diào)節(jié)方式：多圈電阻式調(diào)節(jié)，順時針方向旋轉(zhuǎn)功率調(diào)強，逆時針方向旋轉(zhuǎn)功率調(diào)弱 連接方式：單條 3 芯排線， 2510 型 3 腳插頭 安裝方式：單顆 216。 聲音傳感器的原理：將其連接在機器人的模擬端口上，用它感覺外界聲音的強度與給定的強度比較，超過時向主機發(fā)送 “ 有聲音 ” ，反之 “ 無聲音 ” 。 二、機器人的 “ 嘴巴 ” 和 “ 耳朵 ” 機器人的 “ 嘴巴 ” ：它是一個峰鳴器，也 叫揚聲器，可以通過它發(fā)出聲音，如音符、音樂等。有了傳感器，機器人就變得更加聰明了。 什么是傳感器？ 傳感器是機器人的 “ 感覺器官 ” ，是一種電子元件或裝置，能響應(yīng)或感知被測量的物理量或化學(xué)量，并按一定規(guī)律 轉(zhuǎn)換成電信號，以供機器人核心識別。 ［教法與學(xué)法］： 1．教法：實驗舉例 任務(wù)驅(qū)動 2．學(xué)法：觀察，分析，取證，自主學(xué)習(xí) [課時 ]： 2 課時 [教學(xué)設(shè)施 ]：機器人活動室，多媒體投影儀，樂高套件，納英特套件及各種傳感器 ［教學(xué)過程］： 一 、播放影片剪輯片段，引入課題（ 5分鐘） 播放影片剪輯片段《終結(jié)者 2》及機器人視頻《迎賓機器人》、《快樂接線員》，通過影片和視頻片段，我們看到機器人具有我們?nèi)四X的一部分功能。 難點： 如何使用各種 傳感器，調(diào)試、并獲取相關(guān)的參考值； 實現(xiàn)：機器人 +傳感器 +程序 =任務(wù)的完成。 應(yīng)用所學(xué)知識來解決現(xiàn)實生活中的實際問題，培養(yǎng)信息素養(yǎng)。 過程與方法：實驗例證，觀察分析； 主學(xué)習(xí)、研究； 多實踐，多動手，多總結(jié)。 六，教學(xué)反思 教學(xué)流程暢通嗎？ 學(xué)生參予度？ 繪流程圖的情況，編寫程序，進行調(diào)試情況？ 從學(xué)生作品評價后發(fā)現(xiàn)了些什么問題？ 作者單位：四川省綿陽中學(xué) （參考教案）第七課機器人的 “ 感覺器官