2023年机器人行走精品教案.pdf

学习必备 欢迎下载 教 学 设 计 课 题 机器人行走 课型 新授课 授课教师 性别 教龄 教学目标 知识与技能：1.了解并熟悉控制机器人前进、停止、转弯的方法。2.能够设计制作编写简单的控制程序。过程与方法：掌握为机器人编写程序的基本方法和机器人应用的基本过程 情感、态度与价值观：培养学生勇于实践，注意观察，勤于思考的好习惯。教学重点 1.了解并熟悉控制机器人前进、停止、转弯的方法。2.能够设计制作编写简单的控制程序。教学难点 培养学生勇于实践，注意观察，勤于思考的好习惯。教学方法 讲授法、任务驱动法 学习方法 自主学习、探究式学习 教 具 计算机、黑板、粉笔 教学过程 一、导课：像刚出生的孩子一样，能力风暴机器人在出厂时就被赋予了一些基本器官，如：获取外部信息的传感器装置（红外传感器、光面传感器和碰撞传感器等）、加工处理信息的主板、适用于外界信息的执行器（运动行走驱动电机、喇叭等）等。本节课将通过几个简单的机器人活动项目，学习机器人硬件的基本应用，同时掌握为机器人编写程序的基本方法和机器人应教师 活动 学生活动 设计意图 讲 授 观 看、引 入 新 学习必备 欢迎下载 用的基本过程。同学们在对智能机器人的学习过程中，要勇于实践，注意观察，勤于思考。二编程软件简介：机器人编程软件有很多种，以纳英特机器人编程软件为例。不需要记忆过多的计算机语言的语法，不需要输入程序代码只要按照设计的流程将图标正确的连接就可编出程序。这样的图形化编程，可以使编程过程更加直观，开发效率更高。三、基本任务 下面用以下两个任务说明利用流程图编程方法进行程序编写的一般步骤.任务一：要求在能力风暴的液晶显示屏LCD上显示“Hello,robot!”。操作步骤：1.鼠标双击纳英特程序图标，进入应用程序，纳英特软件窗口被打开，同时出现纳英特机器人图形编程系统窗口。2.在该对话框的“新建”选项卡中我们可以选用流程图方式来为机器人编辑程序。鼠标选择“流程图程序”单选按钮并单击确定按钮，屏幕上会出现（编辑界面），包括：菜单栏、工具栏、模块库（提供了执行器模块库、传感器模块库、控制模块库、和程序模块库，模块库中的提供的模块是编写流程图程序的基本控件）、垃圾箱、流程图生成区（把模块库里的模块拖过来，设置好模块的参数，连接生成流程图程序）。注意：通过点击工具栏中的“编辑代码程序”快捷按钮（界面切换按钮）可以切换到代码编辑界面（点击工具栏中“显示 JC 代码”按钮，可以在右侧代码显示窗格中看到自动生成并显示与流程图对应的 JC 演 示，讲 授 了 解 观 看，识 记，思 考 课，明 确 学 习 内 容 使 学 生 了 解 编 程 过 应用的基本过程情感态度与价值观培养学生勇于实践注意观察勤于思考法讲授法任务驱动法学习方法自主学习探究式学习教具计算机黑板粉笔处理信息的主板适用于外界信息的执行器运动行走驱动电机喇叭等等本学习必备 欢迎下载 代码，通过观察、对比，分析程序含义，便于学习编程），再通过点击工具栏中的“流程图窗口”快捷按钮（界面切换按钮）可以切换到流程图编辑界面。（或使用键盘上的 F12 键也可以在两个界面之间来回切换）3.根据使用的机器人型号设置 VJC系统，方法如下：选择“工具/设置选项”命令，打开“设置对话框”，在“机器人型号”下拉列表框中选择本节课介绍使用的机器人型号选项，然后单击“确定”按钮。4.关闭纳英特编辑窗口，然后再重新打开纳英特编辑窗口。注意：要使设定的型号生效，需要先关闭纳英特编辑窗口，当再一次打开纳英特编辑窗口时设置才会生效。5.点击工具栏中的“新建”按钮，新建一个程序。6.用鼠标将“执行模块库”中的“显示”模块拖入到流程图生成区，放在主程序模块正下方，看看“主程序”模块与“显示”模块之间是不是有箭头链接，有则说明连接上了，否则再调整一下“显示”模块的位置。注意：新拖入的模块要接在上一个模块下面的“红点”之处，否则模块连接不上，程序不能正常运行。7.右键点击“显示”模块，出现“显示信息”对话框，填写“Hello，robot！”，按“确定”键。8.在“程序模块库”中选择“结束”模块，将它连在“显示”模块之后，这样整个程序就编辑完成了。9.流程图程序的保存：选择“文件/另存为”命令，在弹出的“另存为”对话框中进行重命名并选择存放地址（流程图文件扩展名*.flw）。10.将存储的流程图程序选择“文件/打开”命令打开。11.将机器人与计算机链接起来，用随机器人配 程 及 相 关 知 识 点 应用的基本过程情感态度与价值观培养学生勇于实践注意观察勤于思考法讲授法任务驱动法学习方法自主学习探究式学习教具计算机黑板粉笔处理信息的主板适用于外界信息的执行器运动行走驱动电机喇叭等等本学习必备 欢迎下载 带的串口通信线，一端接计算机的九针串口，一端接机器人控制面板上的下载口。12.机器人的“开关”按钮打开，使机器人处于开机状态。13.载程序：选择“工具/下载当前程序”来下载程序（或点击工具栏中的“下载”快捷按钮；下载程序时，会弹出“智能下载程序”对话框，对话框中有两条提示，当按提示操作，两项提示前端会打勾，然后出现蓝色条码显示编译下载的进程；下载过程中，可以看到主板上通讯指示灯（黄色）在闪动，表示数据在传动。如果编译下载都正确，提示“下载成功！”14.取下串口通信线，将机器人拿到宽敞平坦的场地，按一下“复位”按钮，再按机器人控制面板上的“运行”按钮，机器人的液晶显示屏上就会显示“Hello，robot！”。注意：1.机器人控制面板上的电源开关和下载系统的ASOS按钮在操作系统没有收到损坏的情况下，可以多次使用。2.避免频繁开关机，开关机时间间隔应保持至少5 秒的间隔。如果出现机器人 LCD显示黑块或其它异常情况，请重新开机。如问题依然没有解决，请重新下载操作系统。3.该机器人下部的碰撞环是柔性部件，拿的时候要小心，尽量不要接触碰撞环。任务二：让机器人动起来。要求：先让机器人以速度100前进 3 秒，再以速度-60后退 5 秒，再在原地以功率80 旋转 1 秒。操作步骤：应用的基本过程情感态度与价值观培养学生勇于实践注意观察勤于思考法讲授法任务驱动法学习方法自主学习探究式学习教具计算机黑板粉笔处理信息的主板适用于外界信息的执行器运动行走驱动电机喇叭等等本学习必备 欢迎下载 1.用鼠标将“执行器模块库”中的“直行”模块移动到流程图生成区，并与“主程序”模块连接上。2.右击“直行”模块，在弹出的对话框中输入速度为 100、时间为 3 秒；注意：速度，动滑块可以改变轮子的转动速度和方向；时间，修改此数据可以改变轮子的转动时间。3.再用鼠标将“执行器模块库”中的“直行”模块移到流程图生成区并连接在第一个“直行”模块的下面；4.设置第二个“直行”模块在对话框中输入移动速度为-60、时间为 5 秒；5.再将“执行模块库”中的“转向”模块连接到程序中，在模块上单击右键，在弹出的对话框中设置速度和时间分别为：80 和 1；6.再将“程序模块库”中的“任务结束”模块移入到流程图生成区，并连接在程序的末尾。四、设计与实践（学生任务）要求：设计一个简易机器人程序，使简易机器人可以走出一个正方形的轨迹。注意：为了避免机器人由于运动速度快造成的惯性误差，可以将机器人的运动速度跳的慢一些。通过机器人的运动结果，调试、修改程序。讨论分析：1.机器人能否严格地走出 1 个正方形轨迹？2.影像机器人行走的因素有哪些？如何改进机器人行走不准确的缺陷？五、总结评价 布 置 任 应用的基本过程情感态度与价值观培养学生勇于实践注意观察勤于思考法讲授法任务驱动法学习方法自主学习探究式学习教具计算机黑板粉笔处理信息的主板适用于外界信息的执行器运动行走驱动电机喇叭等等本学习必备 欢迎下载 务，引 导 活 动 设 计 实 践，完 成 任 务 培 养 学 生 勇 于 实 践，分 析 问 题 解 决 应用的基本过程情感态度与价值观培养学生勇于实践注意观察勤于思考法讲授法任务驱动法学习方法自主学习探究式学习教具计算机黑板粉笔处理信息的主板适用于外界信息的执行器运动行走驱动电机喇叭等等本学习必备 欢迎下载 问 题 的 能 力 应用的基本过程情感态度与价值观培养学生勇于实践注意观察勤于思考法讲授法任务驱动法学习方法自主学习探究式学习教具计算机黑板粉笔处理信息的主板适用于外界信息的执行器运动行走驱动电机喇叭等等本