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1、第一课 初识机器人 第1课时学习目标1 了解什么是机器人2 知道各种各样机器人在生活中的作用3 提高学习机器人的兴趣教学过程一、什么是“机器人”1. 机器人一词的由来机器人一词最早诞生于科幻小说之中，1920年捷克作家卡雷尔卡佩克发表了科幻剧本罗萨姆的万能机器人。在剧本中有这样的情节：“未来的某时，某岛屿上的罗萨姆公司大量地制造出了外貌像人的人造人Robota。从秘书到劳役，它们都能与人共事，为人服务。”在这里，“人造人”第一次有了自己的名字：“Robota”。援引这个捷克语的读音，英、法、意文均写作：“Robot”，我国将它意译为“机器人”。2. 什么是机器人”人们总是认为，或总是希望，机器
2、人要有与人类相似的外貌。但从机器人的产生和功能来看，无论它们的样子如何，它们都是为了工作需要诞生的，都是忠实、勤奋的劳动者。因此，并不是各种各样的机械都是机器人。真正意义的机器人应该是一个具有一定智能的计算机控制系统。它是人制造的一种高级工具，是按照人类的某种方式进行工作的一种机器，因此我们又称它为“智能机器人”。自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来，机器人所涵盖的内容越来越丰富，机器人的定义也不断充实和创新。我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规
3、划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。第2课时二、机器人家族1古代机器人机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。 西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。春秋后期，我国著名的木匠鲁班，在机械方面也是一位发明家，据墨经记载，他曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日不下”，体现了我国劳动人民的聪明智慧。后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木
4、牛流马”，并用其运送军粮，支援前方战争。2现代机器人（1）机器人探秘埃及金字塔考考考古学者为实施金字塔探险项目，特别研制了一台微型铁臂机器人，并正式命名为：金字塔漫游者。 “金字塔漫游者”的前身是“”事件后在纽约世贸废墟搜寻幸存者过程中大显神通的“蛇形机器人”。经过改良后，“金字塔漫游者”体态更为轻盈，行动和操作非常灵活。它的总重量只有千克，长宽大约各为厘米，高度可自动调节，最高高度在厘米左右。每分钟行走厘米。（2）世界上最先进的智能机器人北京王府井东方广场的索尼探梦馆，一个全身银色、有着漂亮大眼睛的智能机器人出现在观众面前。它操着不太流利的汉语扭着身子向观众问好，引起了一阵照相机闪光灯的骚动
5、。这个名叫SDR-4X的机器人是索尼公司开发的目前世界上最先进的智能机器人之一。它属于高智能的娱乐机器人，装置着各种感应系统，感情丰富，能跟人类进行各种交流，同时可以通过记忆和学习不断成长。它能够完成各种高难度动作，真可谓是能歌善舞。它的主要功能是用来与人类做伴，而目前则主要被用于科研。 第3课时3我国的机器人 我国的仿人形机器人研究仿人型机器人是多门基础学科、多项高技术的集成，代表了机器人的尖端技术。因此，仿人形机器人是当代科技的研究热点之一。仿人型机器人不仅是一个国家高科技综合水平的重要标志，也在人类生产、生活中有着广泛的用途。我国第一台仿人型机器人“先行者”，实现了机器人技术的重大突破。
6、“先行者”有人一样的身躯、头颅、眼睛、双臂和双足，有一定的语言功能，可以动态步行。 国产机器人的应用我国工业机器人起步于70年代初期，经过20多年的发展，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了多种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。思考与练习：1 说说你对机器人的理解。2 机器人你还知道什么？给同学们讲一讲。第二课 听话的机器人 第4课时1 认识通用机器人2 了解通用机器人的组成和各功能模块3 学会通用机器人的组装学习目标教学过程一、认识机器人1. 教学机器人通用ROBOT-6型教学用机器人(以后称简称通用机器
7、人)是针对计算机语言教学设计开发的，多语言教学平台，如图2-1所示。目前通用机器人有通用BASIC语言、通用LOGO语言、通用汇编语言三种编程语言，可以满足小学、中学不同阶段学生学习机器人编程的需要。通用机器人有很强的移动能力，有16个输入输出端口，可外接多种传感模块。通用机器人具有行走、躲避障碍物、奏乐、灭火、走规定图形等功能。还可以根据你的要求，增加新的模块，可进行机器人足球、机器人走迷宫、机器人表演等比赛活动。通用机器人具有开放性和扩展功能，你可以亲自动手进行机器人的装配、试验和编程，还可以参加各种机器人比赛。智能机器人的教学活动，是培养同学们动手能力、创造力、综合能力、协作能力和进取精
8、神等方面能力的最佳教育平台。2. 各种各样的机器人我们身边的一些玩具，比如说会叫的电子狗、会跑的玩具小汽车等等，它们都不能称为机器人，它们的程序已经被固化到它的内部，不能改变，因此它们只能算作电子玩具。通用机器人的主板可以安装在这些玩具以及履带，双轮或四轮驱动的运动模型上，你也可以将家中闲置的遥控车改装，作为机器人的传动部件，创作属于你个人的机器人。第5课时二、机器人的组成要了解机器人的组成，先要打开机器人外壳。正确拆卸机器人外壳的方法（如图2-2所示），先用左手拿好机器人，右手压住机器人外壳，向机器人的正后方用力拉（用力不能过猛），同时向上抬起，这样机器人外壳就可以拆下来了。安装机器人外壳的
9、方法，先将机器人外壳柱状的口，插入机器人后部的圆柱中，右手压住机器人外壳，向机器人的正后方用力拉，将外壳前部的小舌头，插入机器人前部的小槽中，机器人外壳就安装好了。1主板通用机器人的主板是机器人的主要部件，与计算机的主板类似。我们通过计算机发出的指令传送给CPU，驱动输入输出端口，完成不同的功能，如车辆运动、发音、躲避障碍物、灭火等等。2.传动部件通用机器人的驱动部分可以采用履带、双轮或四轮驱动，如图2-4所示。你也可以将家中闲置的遥控车改装，作为机器人的传动部件，创作属于你个人的机器人。 3. 动力能源智能机器人的动力是什么？在它运动时的能量又来自哪里呢？ 大家将机器人翻过身，就能够看到它的
10、底盘中间有一个小盒子，这就是电池盒，为了节省资源通用机器人采用的是可充电电池，机器人所需要的一切电能均是由它提供的，在它里面有4节可充电电池。智能机器人的能量就来自于这个电池盒。注意：充电电池是镍隔电池，需尽量放完电后再充电，否则影响电池寿命。第1次充电时间为8小时；以后充电时间4小时就可充满。第6课时三、机器人的功能模块通用机器人的功能模块主要有：“运动控制模块”、“自动避障模块”、 “发音模块”，“光电控制模块”，“灭火模块”、“足球模块”、“声控模块”、“稳压模块”等等。1. 运动控制模块可以通过程序直接向机器人发出“运动命令”既前进，后退，左转，右转，停止几个简单的命令。本模块直接嵌入
11、主板上，即主板的初始功能。2.自动避障模块当避障开始时，机器人可通过红外发射与接收器来判断前方、左面、右面是否有障碍物。你可以通过编写程序，对障碍物的不同位置来做出不同反映。譬如在机器人左前方有一障碍物。当障碍物达到机器人的“判断范围”时。机器人便自动做出反映，向右转并避开障碍物，从而可以实现走迷宫。在实际中，我们可以适当的改变避障模块的安装位置，调整一定的角度，来实现更好的走迷宫。4.声音模块： 已经固化在主板上。5灭火模块灭火模块是模拟日常生活中机器人进行救火而研制开发的，它通过光电三极管接收火源信号，通过程序来驱动风扇进行灭火，此模块对锻炼逻辑思维能力有很大帮助。（下图是灭火模块，在模块
12、中带有避障模块）6“足球模块”足球模块的主要功能是利用足球模块进行机器人足球比赛，也可以利用它来进行迷宫比赛和一些机器人的创意赛等等。7“声控模块”声控模块的主要功能是利用声音来控制机器人的运动，例如机器人跳舞就可以利用声控模块来实现。8“稳压模块稳压模块控制电路的线流，使模块的性能不会因为电量的改变而改变，比如说避障模块，在没有稳压模块的情况下，避障距离会因为电量的减少而逐步变小，加上稳压模块后，无论电量为多少，避障距离始终保持不变思考与练习：1. 熟悉机器人的组成。2. 了解机器人的功能模块。3. 学会正确拆装机器人外壳。第三课 会画图的机器人 第7课时学习目标1 学会启动通用机器人多语言
13、操作系统2 掌握通用机器人BASIC语言编译器的基本操作教学过程一、通用机器人的运行环境1. 通用机器人多语言操作系统，提供通用LOGO语言、通用BASIC语言、通用汇编语言，多种语言的编程。2. 通用机器人使用的PIC16F873型单片机是PIC中级单片机中很有特色的一款。，PIC16F873型单片机具有16位双向可独立编程(I/O)口，支持多种I/O操作。3. 工作速度：在20MHz的系统时钟下，每秒可执行8000 条以上的BASIC语句。4. BASIC源程序存放在外接的24C16B串行EEPROM。 EEPROM 的容量为4K字节。当与PC机连接时，可以在线下载、修改和调源程序。二、启
14、动通用机器人多语言操作系统通用机器人的多语言操作系统，是基于视窗的机器人的专用开发系统。它是由编译环境和操作系统两部分组成的。通用机器人的多语言操作系统，目前已开发的计算机编程语言有通用LOGO语言、通用BASIC语言、通用汇编语言。我们使用各种语言都可以和机器人进行交流，通过操作系统可以编制程序，并下载到机器人后，机器人可以自主的、智能化的完成人们交给的工作。第8课时 通用机器人的多语言操作系统，可以在windowd95/98/2000/xp各种操作系统上稳定运行，启动通用机器人多语言操作系统的操作如下：1 将通用机器人配套安装盘放入光驱，Windows会自动安装操作系统软件在C盘的“tyr
15、obot”的目录下，同时在桌面上设置快捷方式的图标，也可直接运行setup.exe，选择好安装路径，等待安装完毕，在桌面上设置快捷方式的图标。2 要启动通用机器人多语言操作系统，请单击桌面的“tyrobot”的快捷方式图标，屏幕出现通用机器人的多语言操作系统，如图3-1 所示：3 单击菜单栏的“设置”“语言选择”，出现语言选择框，可选择你要使用的语言，例如选择BASIC语言，图3-2所示。4单击语言选择框的 按钮，就进入了通用机器人BASIC语言编译器。第9课时二、BASIC语言编译器窗口1 打开文件 单击菜单栏的“文件”“打开”，出现打开对话框，选择你要使用的程序文件，例如：m-tysg.bas（音乐程序），如图3-3所示。 单击打开对话框的 按钮，屏幕上出现了同一首歌的音乐程序。2连接机器人 将机器人通讯电缆接好（一端接计算机的串口，另一端接机器人的5线数据插座），打开机器人电源开关。单击菜单栏的“编译”“连接机器人”，屏幕出现机器人通讯对话框
