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1、LEGO机器人设计 组员： 时间：2015年9月14日项目概述1、 项目背景 乐高机器人是一门涉及工程学、机电、物理、建筑、数字动力、电脑编程为一体的以培养我们综合性，创新性思维为宗旨的综合性多元化实践类学科。它的设立，在于充分弥补我们在课堂学习中，缺乏实践，缺少动手机会的缺点，强有力的锻炼我们的创新思维和动手能力，对团队协作能力也进行重点培养。教师在授课时，应在严格遵守大原则的情况下，灵活讲授各种知识，做到涉猎广，实用性强，趣味性强的教学特色，真正学到有用的知识，培养起举一反三的实践能力！ 培养我们的创造性思维方法，设计、搭建新型的机构或装置；引导我们运用乐高机器人套件，设计、制作智能机器人
2、，提高我们的观察分析、动手、创造能力，培养他们的参与、竞争、实践与协作意识； 加强我们对机电一体化的实践认识，培养我们的创新意识及综合设计能力，并通过设计乐高机器人实现计算机和机器人控制的快速入门。二、需求分析1.问题陈述机器人玩具以其娱乐性、智能性以及易操作性在青少年中已经拥有了广泛的市场。同时，在教育领域，随着“玩中学”理念的深入人心，机器人玩具在信息技术、数学、自然科学等教学领域上得到了广泛的应用。如今，机器人作为中小学教育的载体得到了更多人的重视，其应用也愈发广泛。为适应这一国际发展趋势，世界著名玩具制造商丹麦乐高公司推出了一款比史上任何机器人都“更聪明、更强壮、更人性化”的机器人玩具
3、。乐高公司将一种名为LEGO language的适合学生学习的简单程序语言与机器人玩具结合在一起，学生只要点选简单的图形就能依照想象随意设计计算机程序。这些产品设计使得机器人能够更快更生动更准确地与玩家进行互动，玩家在体验过程中的兴趣得到不断提升。2方法市场分析我国现今岁以下儿童有3.6亿左右，占人口的比重约20%。目前我国儿童消费已经占到家庭总支出的30%左右，全国012岁的孩子每月消费总额超过35亿元。但我国14岁以下的儿童和青少年人均玩具消费仅2030元人民币，其中我国城市儿童人均玩具消费为元，农村儿童人均玩具消费不足元，远低于亚洲儿童人均玩具消费美元和全世界儿童人均年玩具消费美元的水平
4、。独生子女在关注孩子成长的花费方面表现出两个特征：一是舍得在孩子身上投入；二是越来越重视儿童的素质教育，这将会带来一个全新的儿童玩具消费时代。随着人们生活水平的提高，人们消费需求也逐渐随之提高。现如今我国玩具市场上销售的玩具大部分处于中低档次，高档次的玩具还未成为消费主流，可以说高档次玩具市场在我国有着巨大的发展空间。如果中国玩具达到亚洲平均水平，市场规模将突破亿人民币。由此可见，乐高玩具作为一个世界知名的高档次智慧型玩具品牌，在中国的消费空间是极大的。人群需求分析现代青少年普遍承担着繁重的学习压力，不仅课堂教学模式枯燥，课后老师还会布置大量作业，孩子玩乐时间逐渐减少。而现代中国家庭通常只有一
5、个孩子，家长将所有希望寄托在孩子身上，无形巾又增加了孩子的压力，如何让教学目标得以轻松有趣的展现是现代教育需要重视的问题。乐髙机器人的学习过程完美的实现了这一特点，其本身就是一个有趣的形象的探索性的快乐体验过程，摆脱了枯燥的书本学习模式，让学习者得以亲身体验，动手实践，且没有刻板的框架约束。所有玩家都可以自由发挥想象力、创造力，在互动中体验成就感，自我满足感，让玩家在不知不觉中既获得了知识，又激发了学习热情。同时，乐高机器人也具备书本所无法提供的知识，充分整合了物理，运动，人体等各个方面，满足青少年多样的求知欲，拓宽了知识领域。玩家既可以独自体验，也可以和其他人共同协作，在合作中学习交流，结交
6、朋友，增进友谊，培养独生子女的团队协作能力与领导服从能力。乐高机器人一年一度的FLL和WRO比赛，还让玩家充分体验体育竞技精神，在成功与失败的体验中变得坚强和自信。3.解决方案乐高的教育理念以支持学习过程的四个阶段为目的,将教育解决方案设计成一个富于成效的过程。乐高将学习过程分为联系、建构、思考和继续四个阶段,其英文表达为CONNECT、CONSTRUCT、CONTIUE和CONTEMPLATE,简称为4C。四个阶段循序渐进,循环往复,形成螺旋式的发展过程。“造型之美”与“生命之美”在机器人玩具身上汇聚，当我们赋予了机器人玩具以生命，玩具从此不再只是没有互动的摆设，互动使玩具与玩家之间建立了一
7、种超越传统关系人机交互。从此，机器人玩具成为了我们的“朋友”，成为我们生活中的一部分。三、概要设计 在实现那些说过的功能的基础上，还要考虑用户属性“孩子”所以在外观，结构上都要体现出出于对孩子的照顾，比如加入圆角处理，或者在外表形态上做出改变，例如虽然还是机器人，但套上毛绒熊的外套就会不杨了，这样产品也就可以同样适用于女孩了。四、详细设计 乐高机器人的核心部件，是控制中心。实现语言动作的传输。所有的语言程序都读入里面。来实现操作。完成各式各样的动作和功能。1、 结构设计： （1）模块化：被控对象模块化结构，可组成不同的机械结构和机电系统 ，为创新实践实验提供方便； （2）系统化：提供全面的教学资料、利于培养小孩子的动手能力。2、 功能设计： （1）实现行走的功能； （2）实现跳舞、唱歌的功能； （3）实现语音控制功能；
