能力风暴积木机器人手摇风扇.pptx
(幼儿大颗粒机器人系列)第三课遥控风扇
课题：幼儿机器人课程第三课
授课老师：葛正霞时间：2018
一、教学目标：完成遥控风扇的制作
二、教学重点：1充分调动学生的上课情绪，使学生融入课堂并于老师积极互动
2在老师的带领下完成观光小车的初步搭建并让小车动起来
三、教学难点：1.学生情绪的调动与互动2观光小车的拼搭
四、教学准备：机器人套盒，ppt
五、教学流程：
1.复习机器人套盒的相关知识，让同学们加深印象
2、新知导入
老师通过天气因数来加入风扇，并且结合视频来导入新课知识。
3、展示遥控风扇的成品
4、实践
小朋友们通过老师的指导并且结合已经组装好的模型进行自己的制作
5、巩固拓展
通过小风扇的制作让小朋友们畅想以后的风力发电，结合ppt展现给小朋友看6、归纳总结
通过这节课的学习，让小朋友对机器人套盒越来越熟悉，通过小风扇对风力发电的畅想，拓宽小朋友们的思维模式。
六、教师后记：
测评项目测评等级测评过程
专注能力
观察能力
动手能力
空间感知能力
分析、解决问题能力
探索创意能力
综合评价与建议。
1.1能力风暴——机器人仿真系统的应用课件
知识着陆
1、我们是通过能力风暴机器人来学习智能机器人知识的，供 中小学生使用的能力风暴机器人型号有AS- InfoX小学版、ASInfoM中学版和AS-MII活动版三种。
2、在没有真实机器人时，可以通过能力风暴仿真机器人系统 学习智能机器人的知识，体会学习机器人知识的乐趣。
3、在使用VJC系统为机器人编写程序前要先设置使用的机器 人型号。对于改变设置的VJC系统需要先关闭系统，设置之后再重 新进入系统，改变的设置才会生效。
能力风暴
——机器人仿真系统的应用
任务导航
1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了空想情节剧《罗 萨姆的万能机器人》，第一次提出了“机器人”这个名词。 时至今日机器人不仅为我们的日常生活提供了方便，而且还 能代替人类从事很多沉重和危险的工作，帮助人类探索许多 未知的领域。
本课，我们先来了解能力风暴机器人，然后用能力风暴 机器人仿真系统编写一个简单的程序。
(a)AS-InoX型机器人
(b)AS-InoM型机器
(c)AS-MII型活动版机器人
图1.1 能力风暴智能机器人
2、认识能力风暴机器人仿真系统 当没有真实的机器人做伴时，我们可以在计算机上安装一个能力风暴 机器人仿真系统，同样可以享受机器人带来的学习乐趣。 能力风暴机器人仿真系统可以使我们在编写程序后通过仿真系统界面 来到达控制仿真机器人的目的。 步骤1：安装能力风暴智能机器人VJC1.5仿真版软件。 能力风暴智能机器人VJC1.5仿真版软件可以从www.grandarX网站下载， 然后按照系统提示完成安装。 步骤2：单击桌面上的图标 进入VJC1.5流程图编辑界面，如图所示。
4、对于拖到编辑区的流程图模块，可以通过右击进入模块的 编辑对话框，修改模块中参数的设置。在执行程序时，机器人会按 照修改后的参数执行动作。
第六课 创客课程搭建手动风扇
风扇并不像空调能够产生凉气，风扇只是一 个加快空气流动的设备。快速流动的空气能够带 走体表的部分热量，于是你就感觉凉快了。
当气温比人体表面温度还高时，皮肤没有汗 水的情况下用电风扇是毫无用处的，只会感觉更 热，因为风扇造成的空气流动，让我们直接接触 空气，由于空气更热，所以我们感觉更热。
Hale Waihona Puke 4传动力分析传动力分析
现在我们来介绍一下这个手动风扇中的齿轮组：
在这组齿轮转动中，首先是把手带动24齿齿轮转动， 然后24齿齿轮带动8齿齿轮转动，因为这两个齿轮是平行啮 合，所以大齿轮和小齿轮的转速比为 1:3 ，而这个小齿轮 和对面的大齿轮是同轴，所以转速一样，所以最终扇叶的 转速是把手转速的3倍。
那夏天吹风扇为什么感觉凉快呢？因为皮肤 表层都有汗渍，风扇催动增加了空气流动，促进 了汗水蒸发，汗水蒸发时会吸热带走一部分热量， 所以我们就感觉凉快了。
我们用湿毛巾裹住温度计，风带动了湿毛巾的液体蒸发，湿毛 巾本身的温度降低，从而使被它裹住的温度计也降低了温度。
3
“手摇风扇”搭建
接下来，让我一起先来搭建一个风扇吧！
Thank you 感谢聆听
前言
第六课
手动风扇
1 生活中的手动风扇 2 风扇为什么能降温？
3 “手动风扇”模型 搭建
全国青少年机器人技术等级考试一节课程
4 传动力分析
1
生活中的手摇风扇
2
风扇为什么能降温？
温度计小实验
我们用风扇直接吹温度计，怎么吹， 温度计也不会降温；
如果我们用湿毛巾裹住了温度计，吹 风扇则可以降低温度。
机器人等级考试一级手动风扇
24齿 12齿 1*2 1*2 3个单位
2*6 4*4
个数 1个 2个 2个 2个 10个 2个 5个
4个 3个 1个 1个 1个 2个 1个 1个 1个 （2）
步骤图： （3）
步骤图： （4）
步骤图： （5）
步骤图： （6）
步骤图： （7）
• A.一个定滑轮 • B.一个动滑轮 • C.杠杆 • D.斜面
• 16.下列生活用品中，属于费力杠杆的是（ ） • A.镊子 • B.钓鱼竿 • C.理发剪刀 • D.筷子
• 17.关于机器人，下列说法正确的是（ ）
• A.机器人驱动方式有电力驱动、 液压驱动， 气压驱动
• B.工业机器人可用于恶劣环境，工作强度大、 时间长
重心就是物体重量所处的中心
5.给小车一个匀速向前的力使小车在桌 面上滑动，下列说法错误的是（ ）
A.在手将要推动小车之前，小车与桌面 之间存在静摩擦力
B.小车会在桌面上滑动一段距离后停下 C.小车行驶过程中受重力、滑动摩擦力 D.小车会一直在桌上保持匀速运动下去
• 6.下列说法错误的是（ ） • A.功的大小是力乘以力的方向上移动的距离，
• 8.在玩跷跷板的时候，如果坐在左 边的小朋友比坐在右边的小朋友轻， 要想保持跷跷板平衡，应该（ ）
• A.左边的小朋友坐的更靠近支点 • B.右边的小朋友坐的更靠近支点 • C.左右两个小朋友互换位置 • D.右边的小朋友坐的更远离支点
• 9.下列说法不正确的是（ ）
• A.角速度是指圆周运动中在单位时间内转过 的弧度，即齿轮每秒转动的角度。
传动比=从动轮齿数/主动轮齿数 =主动轮转速/从动轮转速
• 14.使用滑轮组工作是因为它能（ ） • A.省力当但不能改变力的方向 • B.能改变力的方向但不能省力 • C.既能改变力的方向又能省力 • D.能够减小手动工作的距离
+++能力风暴个人机器人的结构(1)讲诉
红外传感器的电路图(见P25图3.10)
能力风暴运用了2只红外发射管 （970nm）和一只红外接收模块构成 红外传感系统，主要用来检测前方、 左前方和右前方的障碍，检测距离 范围为10～80cm。
红外传感器检测障碍的过程
1）左右发射管均关闭，红外探测器探测 一次当前信号，并保存下来以跟后面采 集的数据比较。 2）当程序中调用 ir_detector()时，启动红外发射探测系统。 首先，左红外发射管发射一次，延时1ms 后红外探测器探测一次信号；然后，右 红外发射管发射一次，延时1ms后红外探 测器探测一次信号，（红外探测器探测 一次信号的时间为0.064ms）红外探测器 通过PE4口采样当前值，并保存下来。3） 调用一次ir_detector()函数，红外探测系 统开启一次。完成后，左右发射管关闭。
机器人上红外传感器可用于测距、测障、计数 等，也是机器人的视觉器官之一。红外信号被 调制成某一特定频率，可大大提高信噪比。
用户可以通过调节IRLEFT和IRRIGHT两个电位器来
调节左右两个红外的检测距离。主板中的R5为24K电阻， 它将红外光发射的调制频率固化在38KHz左右，这是红 外接收模块中带通滤波器的中心频率。
有源型：它要求提供外加能量才能将信号转换 成电信号，其外加电源供给转换电路
阻抗变换型：这类传感器首先把感受到的被测 量信号变换成电路中的阻抗参数（电阻、电容 或电感量），再由有外加电流的变换电路输出 对应的电信号。
中间变量型：这类传感器的敏感元件感受到的 信号要经过中间变量的变换后才能从变换电路 中输出相应的电气量。如力传感中，敏感元件 受力后变换成变形或应力/应变，只有通过应变 片等转换元件才能使之变换成变换电路中的阻 抗参数变化，才有可能通过有源的变换电路输 出电信号。有时这种中间变换要进行多次，其 中有的中间变换也可以是无源型的变换。
机器人1-2.
1.2.1课堂机器人的概念1.2 认识课堂机器人—“能力风暴”在上一节，我们学会了识别身边的机器人，也看到了许多军用、民用或工业用的机器人。
本节我们再来认识一下我们将要重点学习和研究的课堂机器人---“能力风暴”，以下简称能力风暴机器人。
目前，国内外都非常重视机器人教育，因而也诞生了许多各有特色的课堂机器人。
课堂机器人是一种专用于教育的智能机器人，它不仅具有智能机器人的基本特征，而且小巧、可拆装，传感器丰富，很适合中小学生开展机器人科研及创新活动。
以下就是目前在中小学广泛使用的几种课堂机器人。
能力风暴机器人通用机器人中鸣机器人乐高机器人 图1-2-1 主要用于中小学教育的课堂机器人这些课堂机器人具有哪些功能呢？请同学们打开本书光盘中有关机器人的视频、图片或幻灯片文稿自主学习，通过阅读、观看与交流并回答下列问题：1.2.2 能力风暴机器人的硬件（1）比较这几种课堂机器人，你认为它们具有哪些异同点？共同点：______________________________________________不同点：____________________________________________________________________________________________________（2）这些机器人可以帮助我们中学生在哪些方面开展研究活动：______________________________________________________能力风暴机器人是一种具有感知能力、决策能力和动作能力的新型课堂机器人，它融合了机械、光学、电子、计算机等学科的知识，具有灵活的可拆装结构，是中小学生学习、实验和研究机器人的一个非常好的平台。
从外形上看，它酷似“飞碟”，如图1-2-2。
从结构上看，它也是由感知系统、大脑决策系统和执行系统三大部分组成。
1.感知系统能力风暴机器人的基本感知系统包括红外传感器、光敏传感器、碰撞传感器、声音传感器、光电编码器等5种12个传感器。
第2章 能力风暴机器人的结构
int note_display = 0; not */
void note(float freq, float dur) { if (note_display) printf("Piezo Test freq%f\n", freq); tone(freq,dur); } void speaker() { note(c,q); note(f,h); note(g,q); note(a,h); note(g,dh); note(e,5.0 * q); }
逐项检查
按下机器人的运行键，机器人就开始自检了，LCD 液晶屏上 显示“AS-UII Inteligent Robot Test”，紧接着就开始了第一 个自检项目： 1）．检查 LCD 液晶屏 LCD 液晶显示屏安装在机器人的外壳上，作用是显示各种信 息，便于了解程序执行中的情况。显示屏可以显示 16×2 个 字符（每行 16 个字符，共 2 行），机器人与我们之间的交 流可以通过显示屏反映出来。显示屏可以告诉您机器人运行 的信息，这一点在以后调试程序时尤其显得重要。自检开始 后，LCD 显示屏标明的测试项目为“Now Test NO.1”，接着 提示“LCD Test”,然后就开始显示字符，如数字、符号、字 母等。注意观察 LCD 显示屏有没有出现黑屏(出现整排兰色 条纹)或无字符等现象，如果没有，说明机器人的 LCD显示 屏是正常的。
7）．检测运动系统
再把机器人放到开阔的平地上（有 2 米×2 米大小即可），按一 下“运行”键， 机器人就开始第七项检查工作。液晶屏标明的测试项目为“Now Test NO.7”，接着提示“Motor Test”，其后机器人将会移动、转 弯，同时在 LCD 上显示机器人移动的累计“距离”和瞬时电机 转速。如： Motor 30 L 100 Test 31 R 100 表示左电机速度 100，右电机速度 100，左轮转过 30 个单位， 右轮转过 31 个单位。 可能碰到的问题： 1) 机器人运动突然停止，可能是机器人电量不足，请给机 器人 充电。 2) 另外，注意不要让机器人运动时顶住障碍物，否则会造 成电 机堵转，容易损坏驱动芯片。
第二章-能力风暴个人机器人PPT优秀课件
3、执行部分：包括二只直流电机、LCD液晶显示器、 喇叭。
4、外部扩展部分：采用扩展卡，扩展机器人的各种功 能。
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2.1.2 微控制器（MCU）
采用美国莫托罗拉公司微控制器（M68HC11）
采用左右两个主动轮驱动，前后两个导向轮，导向轮可以自由转 向，并且保持与地面接触。
3、码盘：对转动的主动轮转速和转角的进行测定。
码盘装在主动轮的内侧，用黑白相间的铝合金制成的园盘，共分 66等份，相当于传感器的反射器。光照在明暗相间的条码上，通 过光电转换构成一个脉冲信号；每个脉冲的分辨率约为10.91度， 轮子的直径为65mm，周长的分辨率约为6.19mm。
红外传感器
光敏传感器
光电编码器
麦克风
9、控制板：控制板是机器人控制电路。
10、碰撞环：用于机器人感受来自不同方向的碰撞。
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二、 能力风暴个人机器人硬件结构
硬件结构分四部分组成 微控制部分、 传感部分、 执行部分、 外部扩展部分。
4只 碰 撞 传 感 器 2只 红 外 传 感 器 2只 光 敏 传 感 器
2、片内存储器
68HC11A1无内部ROM，有512字节EEPROM，可重定位的256 字节RAM。
3、定时器和脉冲电路
16位高性能定时器系统，8M晶振，定时器频率为2MHZ（周期 0.5ųs），3个输入捕捉，可测量脉冲数量脉冲周期、宽度和相位 等；5个输出比较，可输出PWM信号，可以完成各种定时控制功 能，有定时器溢出中断功能。高性能定时器是68HC11的特色， 智能机器人中用输入捕捉计码盘信号，用输出比较功能控制直接 电机。
能力风暴机器人
能力风暴机器人 High quality manuscripts are welcome to download目录第一章欢迎进入个人机器人时代................ 错误!未定义书签。
. 个人机器人时代........................ 错误!未定义书签。
. 在学校应用能力风暴个人机器人.......... 错误!未定义书签。
第二章让你的个人机器人动起来................ 错误!未定义书签。
. 打开包装.............................. 错误!未定义书签。
. 了解能力风暴个人机器人................ 错误!未定义书签。
. 检测能力风暴.......................... 错误!未定义书签。
. 连接能力风暴.......................... 错误!未定义书签。
. 使用JC编程环境....................... 错误!未定义书签。
. 让能力风暴跳舞........................ 错误!未定义书签。
第三章感觉、大脑与驱动器.................... 错误!未定义书签。
. 个人机器人的三大要素.................. 错误!未定义书签。
. 能力风暴的传感器及其处理电路.......... 错误!未定义书签。
碰撞传感器......................... 错误!未定义书签。
红外传感器......................... 错误!未定义书签。
光敏传感器......................... 错误!未定义书签。
麦克风............................. 错误!未定义书签。
光电编码器......................... 错误!未定义书签。
其他传感器......................... 错误!未定义书签。
能力风暴机器人
目录第一章欢迎进入个人机器人时代 (1)1.1. 个人机器人时代 (1)1.2. 在学校应用能力风暴个人机器人 (1)第二章让你的个人机器人动起来 (3)2.1. 打开包装 (3)2.2. 了解能力风暴个人机器人 (3)2.3. 检测能力风暴 (4)2.4. 连接能力风暴 (6)2.5. 使用JC编程环境 (7)2.6. 让能力风暴跳舞 (9)第三章感觉、大脑与驱动器 (10)3.1. 个人机器人的三大要素 (10)3.2. 能力风暴的传感器及其处理电路 (11)3.2.1. 碰撞传感器 (11)3.2.2. 红外传感器 (13)3.2.3. 光敏传感器 (16)3.2.4. 麦克风 (19)3.2.5. 光电编码器 (20)3.2.6. 其他传感器 (23)3.3. 能力风暴的计算机硬件 (25)3.3.1. 微控制器 (25)3.3.2. 外部存储器 (28)3.3.3. 电源与复位电路 (30)3.3.4. 通信 (30)3.4. 驱动器 (31)3.4.1. 电机驱动电路 (31)3.4.2. 喇叭 (33)3.5. 硬件扩展总线ASBUS (33)3.5.1. 扩展2个光敏传感器 (34)3.5.2. 扩展2个红外接收传感器 (34)3.5.3. 扩展8个数字输出口 (35)第四章编程——赋予能力风暴智慧 (36)4.1. 第一个JC程序，H ELLO R OBOT! (36)4.2. 控制你的能力风暴 (36)4.2.1. 校正能力风暴的电机 (36)4.2.2. 走出规则轨迹 (37)4.3. 让能力风暴获得感知周围环境的能力。
(38)4.3.1. 能力风暴的基本程序结构 (38)4.3.2. 一个“台球”程序 (38)4.3.3. 红外和光敏的使用 (40)4.3.4. 编码器的使用 (41)4.4. 能力风暴的高级编程 (41)4.4.1. 第一个多进程程序 (41)4.4.2. 添加一个新进程 (42)4.4.3. JC进程同步的基本方法 (45)第五章尝试迷人的机器人项目，参加精彩的机器人比赛 (46)5.1. 机器人的行为控制 (46)5.2. 迷人的机器人项目 (48)5.3. 机器人比赛 (49)附录1：能力风暴库函数 (51)附录2：下载操作系统 (53)附录3：能力风暴控制板PCB 布局图 (54)附录4：能力风暴个人机器人性能指标 (54)附录5：能力风暴常见问题列表 (55)第一章欢迎进入个人机器人时代1.1. 个人机器人时代感谢你购买能力风暴个人机器人，你是全世界拥有个人机器人（P ersonal R obot）的先驱，如同在1975年拥有一台个人电脑(P ersonal C omputer)。
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我们看一看直升机里的不同齿轮转动
不同齿数的齿轮传动到底有 什么不同呢？
这节课我们将搭建不同齿轮传动的风扇，实验探究不 同齿轮传动的特点。
（三种风扇：12齿带动28齿、28齿带动28齿、28齿带动12 齿）
1、搭建不同齿轮传动（三种：12齿带动28齿 三、搭建、实验 、28齿带动28齿、28齿带动12齿）的手摇 风扇，实验探究不同齿轮传动的特点。
5、空调扇/冷风扇
6、塔扇/对流扇
7、无叶式风扇
★你希望拥有一台怎样的电风扇？什么样式？具有什么功 畅想：未来的电风扇 能？ ★你认为未来的电风扇是什么样子的？
如今的电风扇已一改人们印象中的传统形象， 在外观和功能上都更追求个性化；而电脑控 制、自然风、睡眠风、负离子功能等这些本 属于空调器的功能，也被众多的电风扇厂家 采用，并增加了照明、驱蚊等更多的实用功 能。
五、演说介绍（承接上一环节）
1、你的电风扇属于哪一类？ 2、它有什么不一样的地方？ 3、它可以用在哪里？
六、总结回顾、拍照
★ 1、风扇种类 2、三种齿轮组合带动风扇实验 3、实验结论 ★拍照：搭建成果
七、自我整理
拆分构件 ★将自己作品的每个构件一一拆下； ★将拆下的构件，放回各类零件盒； ★检查桌面、地面，将教室收拾整洁。 带齐自己的物品，下课！
拓展资料：智能、新颖电风扇
时控电风扇 只需要设置好电扇工作的时间，它就会根据你的设置、按时开、按时关。 声控电风扇 美国通用电器公司研制出的这种用声控电风扇装有微型电子接收器，只需在不超过3 米的地方连续拍手2次，电风扇就会自动运转；若再连续拍手3次，电风扇又会自动停转。 冷气风电风扇 欧洲市场上推出了一种风扇与冰箱相结合的新型电风扇，其风扇有一个制冷机芯 ，机芯的中心圆筒中有混合液体，将此机芯置于冰箱中3个小时后取出配用，即可吹出冷风 ，给人以有冷气吹来的感觉。 无噪声电风扇 日本三菱公司开发的这种几乎没有噪声的电风扇，装有特制的鸟翅状叶片，可产 生一股涡动气流，且采用直流电机，不加防护罩，很适合有微机、文字处理机、复印机的场 所使用。 灯头电风扇 美国发明的这种可安装在灯泡灯头上的电风扇，小巧玲珑，只要有安装灯泡的灯头 就可使用，不仅安装简便，而且能节省能源。 四季电风扇 德国生产出的这种四季都能用的电风扇，配有远红外线加热器和负离子发生器，能 夏季送凉风、冬季送热风，一年四季送负离子风，具有送凉取暖，净化空气，防病保健功效 。 火柴盒电风扇 法国开发出的这种微型风扇，体积只有火柴盒大小，厚度为14毫米，长度为62毫 米，重量仅为45克，使用12至24伏的直流电，两瓦功率，连续使用寿命可达1万小时。 模糊微控电风扇 日本东芝公司推出的这种高级电风扇，设有强、普通、弱等7级风量，可根据 传感器测定的温度和湿度，自动选择最佳送风。如果有人碰到网罩，还会自动停止转动。 防伤手指电风扇 美国罗伯逊工业公司推出两种新型风扇，只要人的手指一碰到这种电扇的外罩 ，就会给其控制系统传递一个电脉冲信号，使电扇停止转动，以免手指受伤。
（可以让三组学生分别 搭建一种，然后相互比 较）
准备材料
实验一：操作、观察、记录
实验二：操作、观察、记录
实验三：操作、观察、记录
通过以上三个实验，你发现了什么？
12齿带动28齿：风扇转得最慢； 28齿带动28齿：风扇转得中等； 28齿带动12齿：风扇转得最快。
拓展知识：电能够产生风，那风能够产生电吗？ 风力发电机，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过 增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。
一、不同的齿轮传动
还认识下面四种齿轮吗？数一数它们的齿数。 （12齿、14齿、20齿、28齿齿轮）
不同齿数的齿轮相互传动是怎样的轮 （大齿轮指齿数多的齿轮，小齿轮指齿数少 的齿轮）
风扇指热天借以生风取凉的用具，是用电驱 二、风扇 动产生气流的装置，通电后扇叶转动化成 自然风来达到乘凉的效果。
不同类型的风扇
仔细观察它们结构的不同 1、落地扇
2、台扇
3、壁 扇：只能挂在墙壁上使用，使用方 便，不占地方。
4、吊 扇：用一个挂钩，挂在楼板上使用
，风量大，送风范围一般，适合集体场所使用 。
回顾 上节课知识
手摇风扇
学习目标：利用不同齿轮组合，搭建不 同转速的风扇，探究齿轮传动对速度 的改变。
1，了解风扇的发展史
•1830年，美国人詹姆斯.拜伦的发明了 一种固定在天花板上的用发条驱使的电 风扇 •1880年，美国人舒乐将电机装到扇叶 上，用电动机驱使风扇转动，第一台电 风扇诞生了。 •1908年，美国的埃克发动机及电气公 司研制出世界上最早的用齿轮驱使的摇 头电风扇。
为什么呢？
实验结论
大齿轮带动小齿轮，使小齿轮转动速度变快， 是加速的过程； 小齿轮带动大齿轮，使大齿轮转动速度变慢， 是减速的过程。
2、你能搭建出使风扇转得 更快的齿轮安装方式吗？
参考方案，试一试！
四、创新搭建（根据课堂时间选择本环节）
自由发挥，搭建出你设想的风扇！
（灵感来源：前面介绍的几种不同类型的风扇，你对未来风扇的畅想，平时生活 学习中的所见所想）