【正文】 人的 “ 大腦 ” 。 下圖展示的是各種類型的傳感器。 機(jī)器人的 “ 耳朵 ” ：它只能分辯聲音的強(qiáng)、弱度，返回一個(gè)電信號(hào)，用相應(yīng)的數(shù)值來表示，而現(xiàn)在此類傳感器不能分辨具體的聲音，也就是沒辦法進(jìn)行高難度、復(fù)雜的語言智能識(shí)別。 如圖所示（納英特聲控傳感器）： 技術(shù)指標(biāo)： 外形尺寸： ( 長(zhǎng) 寬 高 ) 重量： 20g 額定電壓：直流電源 線長(zhǎng)： 177。3 螺絲安裝 返回值：有聲音返 回 1，無聲音返回 0（相對(duì)） 指示方式：白燈發(fā)出綠光指示 使用方法 : 使用單顆 216。 聲控傳感器上配有信號(hào)指示燈，當(dāng)有聲音時(shí)指示燈會(huì)亮，還配有檢測(cè)強(qiáng)度調(diào)節(jié)器。方法如下： a）如果指示燈不亮，將調(diào)節(jié)器順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)至指示燈剛剛不亮為止； b）如果燈不亮，將調(diào)節(jié)器逆時(shí) 針方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)至指示燈剛剛亮起為止； 此時(shí)，聲控傳感器的檢測(cè)強(qiáng)度即為給定的強(qiáng)度。） 運(yùn)行下面的程序：（見書 P38） 注意： WHILE 1 。 在 LCD 上會(huì)顯示當(dāng)前的聲強(qiáng)值，如： ANALOG（ 4） = 100 其中返回值的范圍為 [0， 255]，聲音越大，值越大，反之越小。這種辦法適用于所有的模擬傳感器。 三、機(jī)器人的 “ 眼睛 ” 眼睛是人們心靈的窗戶，人們 80%的信息都是通過視覺獲取的，所以是非常重要的器官。 現(xiàn)目前主要的紅外傳感 器、灰度傳感器和光電傳感器： 納英特紅外傳感器 原理和功能： 紅外傳感器（以下簡(jiǎn)稱紅外）。 灰度傳感器是模擬傳感器，有一只發(fā)光二極管和一只光敏電阻，安裝在同一面上。在有效的檢測(cè)距離內(nèi)，發(fā)光二極管發(fā)出白光，照射在檢測(cè)面上，檢測(cè)面反射部分光線，光敏電阻檢測(cè)此光線的強(qiáng)度并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)器人可以識(shí)別的信號(hào)。 實(shí)例 2：在交通模型中，控制路燈在晚上自動(dòng)打開。 實(shí)驗(yàn)二： 分別用不同的傳感器來檢測(cè)迷宮場(chǎng)地地面（黑色）和白線的灰度值。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論填寫在書上。 樂高光電讀取值的范圍為（ 0~100） 實(shí)驗(yàn)結(jié)論（白色物體的讀取到的灰度值應(yīng)大于 50，黑色物體的灰度值應(yīng)小于 50）。 四、機(jī)器人的 “ 鼻子 ” 人們用鼻子 來分辨氣味，機(jī)器人的 “ 鼻子 ” 是用氣體分析儀做成的，當(dāng)遇到某類氣體其電阻會(huì)發(fā)生變化，這樣電路上反應(yīng)出來，機(jī)器人接受到后，從而實(shí)現(xiàn)如報(bào)警等處理方式。 原理和功能： 檢測(cè)環(huán)境是否有煙霧和煙霧的濃度，例如檢測(cè)起火時(shí)的濃煙。煙霧傳感器利用煙霧敏感電阻受煙霧（主要是可燃顆粒）濃度影響阻值變化的原理向機(jī)器人主機(jī)發(fā)送煙霧濃度相應(yīng)的模擬信號(hào)。使用前先預(yù)熱 1— 5 分鐘（開機(jī) 15 分鐘后使用）。例如：你可以點(diǎn)支香煙，距離煙霧 50 公分左右時(shí)，煙霧傳感器測(cè)試的返回值在 110 左右，濃煙時(shí)，煙霧傳感器 測(cè)試的返回值在 180 左右。 注意事項(xiàng) : 環(huán)境內(nèi)的煙霧濃度值是個(gè)變量，要取得比較精確的環(huán)境煙霧值，可以在一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)取幾次值，再求它們的平均數(shù)。 檢測(cè)指定環(huán)境煙霧時(shí)，注意不要受其他煙霧源的干擾。 可以點(diǎn)支香煙，測(cè)試煙霧傳感器的效果。 五、機(jī)器人的 “ 觸覺 ” 人們用通過身體部分的觸覺器 官如觸碰、溫度、溫度來感知外界，作出反應(yīng)。 使用方法與技巧見網(wǎng)上資源： RCX 傳感器介紹篇。 步驟 1，用樂高設(shè)備搭一個(gè)機(jī)器人，最前面安一個(gè)觸碰傳感器。 程序表示： A、 B馬達(dá)一直前進(jìn)，當(dāng) 1 號(hào)端口的觸動(dòng)傳感器碰到墻后馬上退回來。 六、機(jī)器人的電源 機(jī)器人的電源是其動(dòng)力的核心，沒有一個(gè)穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，你的機(jī)器人就無法很好運(yùn)轉(zhuǎn)，它是一 切的有本之源。 建議大家平時(shí)訓(xùn)練和實(shí)驗(yàn)時(shí)都使用可充電電池，這樣一次性投入可以得到一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、穩(wěn)定的電源。 傳感器名稱 作 用 外形描述 設(shè)計(jì)一個(gè)聲控機(jī)器人，無聲音時(shí)原地不動(dòng)， “ 聽 ” 到聲音時(shí)立即向 前運(yùn)動(dòng)。 [教學(xué)目標(biāo) ] 知識(shí)與技能：學(xué) 會(huì)任務(wù)分析，找出其特點(diǎn)； 綜合運(yùn)用紅外傳感器和相關(guān)機(jī)器人的知識(shí)來完成任務(wù)； 用 BASIC 語言來編制程序，完成任務(wù)。 2．教學(xué)重難點(diǎn) 重點(diǎn)： 任務(wù)分析找準(zhǔn)走迷宮的左手法則、或右手法則；搭建機(jī)器人；畫流程圖；編程；調(diào)試。 ［學(xué)生分析］： 學(xué)生有一定的相關(guān) 知識(shí)，但本節(jié)難度比較大，要多引導(dǎo)，多鼓勵(lì)。如圖 81所示是一個(gè)迷宮場(chǎng)地，要求機(jī)器人從起如區(qū)出發(fā)，尋找一個(gè)最佳路徑，走完 1， 2， 3， 4號(hào)房間后回到起始區(qū)。 一、任務(wù)分析及算法： 讓機(jī)器人沿迷宮的墻壁的某一側(cè)行走可以使機(jī)器人走遍迷宮幾個(gè)房間，這是走迷宮的一 般方法，我們稱沿左側(cè)行走的方法為左手法則，稱沿右側(cè)行走的方法為右手法則。根據(jù)兩只傳感器獲得的光電信息可以做出以下四種判斷： 1．當(dāng)左邊檢測(cè)到墻壁障礙物時(shí)，向前方走，如圖 1 所示。 3．當(dāng)左邊探測(cè)不到墻壁時(shí)，左轉(zhuǎn) 90 度，如圖 3。 搭建如圖所示的機(jī)器人：（要求機(jī)器人要裝飾，并給它取名） 教師指導(dǎo)其搭建 三、畫流程圖 利用左手法則讓機(jī)器人走迷宮，流程圖可參考圖 84。 四、 BASIC 的兩個(gè)語句 1， WHILE 條件循環(huán)語句 格式： WHILE 條件表達(dá)式 循環(huán)體語句組 WEND 功能：當(dāng)條件滿足時(shí)，即為真時(shí)，執(zhí)行循環(huán)體中語句組。 例， WHILE DIGITAL（ 2） 50 MOTOR( 0,50) MOTOR (1,50) WEND 表示 2 號(hào)紅外傳感器的值當(dāng)大于 50時(shí)，馬達(dá) 0， 1按 50 的速度前進(jìn)，直到 2 號(hào)傳感器的值小于 50。 例如， IF DIGITAL（ 2） 50 THEN MOTOR (0,60) MOTOR (1,60) ELSE STOP ENDIF 當(dāng)紅外傳感器的值小于 50 時(shí)，機(jī)器人向右轉(zhuǎn)，反之大于 50時(shí)就停止。 這兩種運(yùn)算詳細(xì)見書 P48，P49 五、編制走迷宮的程序 [教師示范 ] 1，程序見書 p47 圖 86所示 2，保存。 六、下載、運(yùn)行、調(diào)試 要求：將同學(xué)按每 3人一個(gè)小組，確定一個(gè)小組長(zhǎng)，進(jìn)行合作、交流、共享資源，最終調(diào)試成功，走完迷宮，完成任務(wù)。 按要求在場(chǎng)地上調(diào)試 修改，并記錄下你調(diào)試的每一步的詳細(xì)資料和改進(jìn)地方： 調(diào)試： （ 1）首先檢驗(yàn)機(jī)器人能否避開前方、左邊的障礙。 （ 3）調(diào)試程序，記錄運(yùn)行結(jié)果 調(diào)試運(yùn)行次數(shù) 第一次 第二次 第三次 第 N 次 成功與否（打勾） 是 /否 是 /否 是 /否 是 /否 是 /否 改進(jìn)的地方 七、我行，我 SHOW （小組作品展示，評(píng)價(jià)延伸）小組推薦一名同學(xué)自我描述其作品，主要從做的好、創(chuàng)新、創(chuàng)造、小組的合作、交流、完成任務(wù)情況等方面來述說，其它組的同學(xué)發(fā)表其看法。本節(jié)是全新的一節(jié)，主要以納英特的仿真系統(tǒng)來介紹，通過其 NSTRSS 軟件的介紹，掌握如何搭建場(chǎng)地，如何在仿真狀態(tài)下設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人，在仿真環(huán)境下測(cè)試機(jī)器人三個(gè)大部分。 情感態(tài)度與價(jià)值觀： 自由無限，創(chuàng)意無限，只有想不到，沒有做不到。 難點(diǎn)： 設(shè)計(jì)場(chǎng)地；搭建機(jī)器人。 ［ 教法與學(xué)法 ］ ： 教法：示例講解 任務(wù)驅(qū)動(dòng) 輔導(dǎo)答疑 學(xué)法：仔細(xì)觀察，多動(dòng)手實(shí)踐，討論交流 [教學(xué)設(shè)施 ] 多媒體網(wǎng)絡(luò)教室， NSTRSS 仿真系統(tǒng)，仿真專題論壇系統(tǒng) ［ 教學(xué)過程 ］ ： 引入 在前面的課程中我們學(xué)習(xí)了有關(guān)機(jī)器人相關(guān)知識(shí)，并自己去動(dòng)手設(shè)計(jì)、搭建、調(diào)試了相關(guān)任務(wù)的機(jī)器人。 一 、關(guān)于仿真系統(tǒng) 什么是仿真系統(tǒng)？仿真系統(tǒng)是機(jī)器人的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)，完全在虛擬的環(huán)境中 ，以虛擬的形式出現(xiàn)，它以優(yōu)化機(jī)器人硬件和軟件設(shè)計(jì)、縮短研發(fā)周期、節(jié)約成本為特色，解決機(jī)器人設(shè)計(jì)過程中的不足。用戶通過構(gòu)建虛擬機(jī)器人、虛擬環(huán)境，編寫虛擬機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)程序，模擬現(xiàn)實(shí)情況下機(jī)器人在特定環(huán)境中的運(yùn)行情況。用戶可自由控制視角的位置，角度，甚至以第一人稱方式進(jìn)行場(chǎng)景漫游。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，高度接近實(shí)際環(huán)境下的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，大大簡(jiǎn)化實(shí)際機(jī)器人調(diào)試過程。運(yùn)行時(shí)，依據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，調(diào)整機(jī)器人參數(shù)，幫助用戶快速 實(shí)現(xiàn)理想中的效果。用戶可自由選擇機(jī)器人及其配件，進(jìn)行機(jī)器人搭建，可自行編輯 3D 訓(xùn)練比賽場(chǎng)地，所想即所得。用戶可添加多個(gè)機(jī)器人，自由組隊(duì)進(jìn)行隊(duì)伍間對(duì)抗。 NSTRobot 生成的控制程序代碼可有 NSTRSS 直接調(diào)用，大大節(jié)省編程時(shí)間。 7，系統(tǒng)配置要求 操作系統(tǒng) :win98,win2020 全系列 ,winXp,win2020 server 運(yùn)行環(huán)境 :.Net Framework ,DirectX 最低硬件配置： 600MHz 以上主頻的 CPU,128M 內(nèi)存 ,8M 顯存以上的 3D 顯卡 .支持 1024 768 分辨率 ,16bit 顏色的監(jiān)視器，聲卡。 3，打開 C： \PROGRAMFILE\NSTRSS\ 啟動(dòng)系統(tǒng)。 4，先睹為快。如下圖所示： 三、搭建仿真場(chǎng)地 任務(wù)要求：畫場(chǎng)地底圖；導(dǎo)入場(chǎng)地圖到仿真系統(tǒng)中；搭建場(chǎng)地實(shí)物 畫場(chǎng)地底圖 底圖是搭建場(chǎng)地的依據(jù)，比賽中一般對(duì)場(chǎng)地的大小、顏色等均作一定要求，一定要按要求的大?。▽?shí)際尺寸）作圖。 實(shí)例畫一個(gè)迷宮底圖，并保存到 MAP 文件夾里，文件格式為 JPG，文件名為“我設(shè)計(jì)的迷宮圖地圖”。 2，在表示場(chǎng)地的“綠地”上單擊右鍵，選擇“設(shè)置屬性”，這時(shí)窗口的左邊會(huì)彈出場(chǎng)地屬性設(shè)置對(duì)話框； 3，在“場(chǎng)地紋理”中選擇巳保存的場(chǎng)地圖文件，如 “我設(shè)計(jì)的迷宮圖地圖”； 4，按住左鍵移動(dòng)，改變視角，和觀察視角，其效果圖如圖 96 所示 ； 5，確定。 方法步驟： 1，在“現(xiàn)有部件類型列表”中選擇“方體”，此時(shí)屏幕左上角有一個(gè)“方體”預(yù)覽； 2，單擊“添加部件”，方體被加在場(chǎng)地中； 3，右鍵選取“方體”，選擇“設(shè)置屬性”； 4，設(shè)置其顏色、重量、長(zhǎng)、寬、高和位置。部件的位置和方向不能用鼠標(biāo)拖動(dòng)，只能用屬性設(shè)置面板中箭頭按鈕移動(dòng)位置，用“ ”旋轉(zhuǎn)方向。 5，動(dòng)手做一做 （學(xué)生活動(dòng) ） 將場(chǎng)地底圖發(fā)到每一個(gè)機(jī)器的 MAP 目錄下，要求學(xué)生搭建其它墻壁并安放圓柱形的家具。 四、搭建機(jī)器人 該模塊利用系統(tǒng)提供的各種機(jī)器人配件完成機(jī)器人從零件到整機(jī)的搭建。 機(jī)器人搭建環(huán)境： 在主菜單中選擇“機(jī)器人搭建”，進(jìn)入搭建窗口。 ：選擇需要搭建的部件種類，用以快速查找部件。 ：當(dāng)前機(jī)器人組件類型所包含的具體配件。 ：選中現(xiàn)有部件類型列表中的部件，點(diǎn)擊可添加 此部件到“工作桌面”。 [演示： ] 安裝馬達(dá)和輪子 步驟方法： 初始化機(jī)器人； 選擇“新建”，右鍵選中“機(jī)器人主機(jī)”，這時(shí)機(jī)器人主機(jī)被一個(gè)白色的立體框框住，表明處于選中狀態(tài)； 參數(shù)設(shè)置，選中機(jī)器 人進(jìn)行三維空間的調(diào)整，以 X， Y， Z 三個(gè)方向的坐標(biāo)來調(diào)整； 前后左右位置的調(diào)整：選擇如“ XZ 平面（俯視）”，用前、后、左、右四個(gè)按鈕來分別進(jìn)行調(diào)整； 上下位置的調(diào)整：坐標(biāo)平選擇“ XY 平面（正視）”，以上、下按鈕來調(diào)整； 旋轉(zhuǎn)時(shí)，點(diǎn)擊“ ”來旋轉(zhuǎn)，分別繞“ X， Y， Z 軸”旋轉(zhuǎn)。 按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，翻轉(zhuǎn)目標(biāo)，選擇一個(gè)合適的停靠點(diǎn)，如下圖所示： 即可完成裝配。如下圖： 拆卸零配件：選中拆卸目標(biāo)，右鍵打開“屬性設(shè)置“，通過“上”、“下”、“左”、“右”按鈕可進(jìn)行拆卸操作。 動(dòng)手做一做 [安上萬向輪 ] （學(xué)生活動(dòng)） 同學(xué)們自己動(dòng)手做一下，給機(jī)器人安上萬向輪。 注意，裝配點(diǎn)的選擇，讓機(jī)器人平衡。將其端口分