走近机器人(北京课外)

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1、 走近机器人 Walk close to the robot 适合于小学三年级适合于小学三年级 活动目录 活动目录 1 1 进入机器人世界 进入机器人世界 认识机器人；机器人的种类；机器人的发展 认识机器人；机器人的种类；机器人的发展 2 2 机器人的组成 机器人的组成 结构（积木） ，感观（传感器） ，思维（程序） 结构（积木） ，感观（传感器） ，思维（程序） 3 3 机器人的思维 机器人的思维 编写程序 第一章 基本概念 编写程序 第一章 基本概念 4 4 结构搭建 结构搭建 认识零件 认识零件 5 5 齿轮传动 齿轮传动 马达, 齿轮, 加速, 减速, 马达, 齿轮, 加速, 减速,

2、6 6 回力车 回力车 动力,能量,摩擦 第二章 机械基础 动力,能量,摩擦 第二章 机械基础 7 7 用轮子行驶 用轮子行驶 轮子,转弯,半径,马力,导航者 1 轮子,转弯,半径,马力,导航者 1 8 8 用腿行走 用腿行走 齿轮,连杆,装饰,仿生, 导航者 2 齿轮,连杆,装饰,仿生, 导航者 2 9 9 小虫走迷宫 小虫走迷宫 光感,循环, 导航者 3 第三章 机器人入门 光感,循环, 导航者 3 第三章 机器人入门 10 10 急速飚车 急速飚车 物理过程分析, 导航者 4 物理过程分析, 导航者 4 11 11 机器人大力士 机器人大力士 负载,力,速度.结构, 导航者 4 负载,力

3、,速度.结构, 导航者 4 12 12 相扑机器人 相扑机器人 力, 结构,传感器,物理过程分析, 导航者 4 第四章 机器人运动 力, 结构,传感器,物理过程分析, 导航者 4 第四章 机器人运动 13 13 进退自如的机器人 进退自如的机器人 传感器,物理过程分析, 导航者 4 传感器,物理过程分析, 导航者 4 14 14 机器人手臂 机器人手臂 机构设计, 导航者 4 机构设计, 导航者 4 15 15 搬运机器人 搬运机器人 物理过程分析, 导航者 4 第五章 服务机器人 物理过程分析, 导航者 4 第五章 服务机器人 16 16 机器人跳操 机器人跳操 17 17 机器人小画家 机

4、器人小画家 18 18 机器人钢琴家 机器人钢琴家 综合解决问题,艺术(音乐,美术,肢体), 综合解决问题,艺术(音乐,美术,肢体), 导航者 4 第六章 艺术机器人 导航者 4 第六章 艺术机器人 前言 前言 进入机器人世界 进入机器人世界 阅读与思考 阅读与思考 机器人的历史并不算长，1959 年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器 人，机器人的历史才真正开始。 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。 春秋后期，我国著名的木匠鲁班，在

5、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。 公元前 2 世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人自动机。它是以水、 空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。 现代机器人的研究始于 20 世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子 能的开发利用。 自 1946 年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大 容量、低价格的方向发展。 大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，其结果之一便是 1952 年数控机床的 诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研

6、究又为机器人的开发奠定了基础。 专家认为，从未来世界走向现实生活的机器人，会像个人电脑一样走进千家万户，成为人类 社会必不可少的生活用品，这是世界机器人的发展趋势。 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。 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。 实践与思考 实践与思考 讨论一下，什么是机器人？生活中哪些东西是机器人？ 就现在的科技与生活而言，机器人有什么共同的特点？ 机器人一定是人的样子吗？ 机器人一定是人的样子吗？ 你是否注意过车库的自动门或红绿灯？这就是机器人！ 你是不

7、是以为工厂里或许有机器 人，你是否注意过：街头的取款机、学校的复印机、寻呼机、自动售票机你家里是不是 安装了烟雾检测器？对了，这就是机器人！机器人就在我们身边！ 看吧，机器人就在我们身边！ 如果你以为只有在太空探测、高科技实验室、科幻小说或电影里面才有机器人，翻开这 本书，你肯定会大吃一惊！现实生活中，机器人无处不在，并在我们的生活中起着重要的作 用。 无论机器人拥有一个什么样的名字，都有一个不变的目标工作！ 每天， 我们在不知不觉中同各种各样的机器人打交道， 我们的家里、 学校、 商店、 汽车 到处都少不了机器人。机器人帮我们应答电话、开门、开灯、调节冷暖气，出售食物和饮料， 取款，甚至还能

8、提醒我们看最喜欢的电视节目。 因为许多机器人并不像我们在电影或书本中看到的那种样子，因 此，我们往往很少将它们与机器人这个概念联系起来，实际上，它们就 是机器人！ 红绿灯、电动门、录像机、微波炉这些都是机器人。对机器人越了 解， 就越容易认出身边的机器人， 看到它们怎样使我们的生活更加方便。 什么是机器人什么是机器人 我们大多数人都看到过电影或书本里描绘的外形酷似人类的机器人， 这是机器人的一种表现 形式。可机器人并不一定非得是这样的。 事实上，机器人的形状各式各样。实际意义上的机器人，应该是“能自动工作的机器”。有的 功能很简单，有的就复杂得多。例如：家里的供暖系统，我们只需做最初设定，接下

9、来它就 能自己工作， 我们身边的大多数家用电器都是这样。 自动温控系统的元器件遍布于整座智能 化大楼。 机器人通常具有三个基本特征 是不是机器人，我们只需看一看它是否具备以下三个特征： 1身体： 是一种物理状态，具有一定的形态。 2大脑： 控制机器人的程序 。 3动作： 任何机器人都有一定的动作表现。 评估与检测 评估与检测 写出你认为的机器人的三个作用： 画出你想象中的机器人的样子，并说出它的作用： 它的作用是： 资料与信息 资料与信息 在网上查找相关的机器人信息: 推荐网址推荐网址: 机器人爱好者俱乐部：http:/ 机器人发烧友：http:/ 西觅亚科技：http:/ 机器人的组成 机器

10、人的组成 阅读与思考 阅读与思考 你感觉作为一个机器人，它应该由哪几个部分组成？ 人们的传统观念中， 机器人应该具有和人类相似的外表， 例如在电影 机器战警 或 终 结者中，机器人的外表和我们没有任何区别。事实上，形形色色的机器人在我们日常生活 中担负着各种角色， 它们的工作已经组成了我们日常生活的一部分， 所以我们常常感觉不到 它们的存在。 你是否曾奇怪， 我们是怎么让机器人“弄懂”我们想让它做什么的？电话答录系统怎么知 道什么时候接电话以及存储信息？当我们走到电动门前时， 门会自动打开， 原理是什么？它 怎么会知道门前有人？还有我们玩的遥控汽车， 我们是怎么让它倒退、 转向、 前进、 停止

11、的？ 答案就是大脑大脑。 所有的机器人都需要我们告诉它做什么， 机器人需要有一个聪明的大脑 来执行一切. 微电脑-RCX(可编程智能积木) 我们又是怎么实现对机器人的控制呢？主要包括三项内容： 1.输入1.输入 该信息来自机器人的传感器。所有的机器人都装有传感器，用于为机器人提供输入。一些传 感器很象我们人类的感觉器官， 能够“看到”或“感觉到”外界环境的变化。 例如， 所有用于开、 关电器的开关和按钮都是触动传感器，你触动它们时，它们就能“感觉到”并作出反应。 机器人的视觉-光电传感器 机器人的触觉-触动传感器 机器人身体内，有许多不同的传感器在工作。冰箱内的触动传感器对关门的压力作出反应：

12、 关闭冰箱内的灯。电话答录机内有一个电路，可以测量电压变化并显示为电话铃响。烤炉或 烤箱则是利用温度传感器来控制加热线圈的加热温度。 2.程序 2.程序 你想让机器人遵循的一种规则或指令.如果机器人不听你的命令，你可不要怪它。 在软件中编写程序 通过红外方式将程序下载到机器人大脑 RCX 中 3. 输出 3. 输出 机器人的运动，通常包括马达（运转） 、灯和声音。 机器人的肌肉,动力-马达 灯 类似的机器人系统可能会使用不同的传感器完成相似的工作。 一些自动控制的灯， 如门 外楼道的灯，可能会使用运动检测器，当人走近时，就开灯；而有的可能会用光电传感器来 感应光线的强弱，天暗时，就开灯。 机器

13、人大脑与各种输出设备通过导线连接起来 用于控制机器人的程序可以是很简单，只是单纯的机械控制，合上开关，就可开始一系 列运动。例如：用微波炉加热食品时，只需按下“加热”按钮触动传感器。有时程序也会 很复杂，如美国宇航局太空探测器内的全自动照相机控制程序。 实践与思考 实践与思考 以录像机为例， 我们可以很容易弄明白为什么控制过程要包含输入、 程序和输出这三项 内容。 输入： 当采用遥控器控制录像机时， 你就是在通过红外信号输入来控制录像机执行某一 功能。 程序：程序(也称之为“算法”)是机器人的指令组。在这个例子中，我们编写程序要求摄 像机录下一小时我们喜爱的电视节目。 输出：最后，让我们看一看

14、输出，也就是我们想让机器人做什么。这里做的动作就是打 开录像机，开始录像，一小时后，关闭录像机。录像机工作时，我们可以听到录像机内马达 工作的声音， 我们还能看到一些表示录像机正在工作中的指示灯亮了。 当我们录制完电视节 目后，程序就结束了。 一个机器人的控制程序主要取决于以下几种因素： 使用的传感器类型和数量。 传感器的安装位置。 可能的外部激励。 需达到的活动效果。 评估与检测 评估与检测 生活与生产中还有哪些是机器人,你能分别说哪里它们的输出和输入吗? 并能够简单描述它们的输入,输出,程序三者的工作过程. 至少举出两个例子: 这个机器人的工作过程:_ _ _ 输入: 输出: 这个机器人的工作过程:_ _ _ 输入: