乐高创意机器人教程(中级上册10~16岁)变速箱
乐高创意机器人教程(中级下册10~16岁)旋转窗户
狗和人都是恒温动 物。人的身体表面有汗腺， 温度高时，人可以通过出 汗降温，从而保持恒定的 体温。而狗的身体表面没 有汗腺，它的汗腺长在舌 头上。温度高时，为了维 持正常体温，狗就只能伸 出舌头来散发全身的热量。
惰轮是不做功的齿轮，它有一定的储能作用， 对系统稳定有很大帮助。惰轮在机械中使用非常普 遍，有助于连接远处的轴。第 3 ຫໍສະໝຸດ 页拼装步骤第 4 页
思考与进步
我们完成了旋转窗户的制作。转动摇柄，仔细观察，摇柄转动一圈，窗户 能否完全打开？
同样摇动摇柄，怎样能够使窗户转动得更快些？为什么？ 齿轮传动的速度取决于传动比。改变传动比，就能改变传动速度。增
大主动轮或者减小从动轮，都可以增大传动比。 第 5 页
惰轮的应用
惰轮的应用非常广泛，在机械手表、电机传动 系统、发动机中都有体现。
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旋转窗户的制作
我们经常能见到旋转窗户，它是如何制作的呢？ 使用乐高零件，结合惰轮知识，制作一扇旋转窗户。思考惰轮在窗户开关 过程中的作用。
“头脑风暴”可编程机器人 乐高“头脑风暴”配备了一块“智能砖
头”（Intelligent Brick），可以用它为机器人 编辑各种指令。它将机器人玩具的玩法提升到 一个新高度。
第 1 课 旋 转 窗 户
主要内容 惰轮的概念及应用
知识探索
什么是惰轮？ 惰轮与普通齿轮有什么区别？ 惰轮有什么用处？
百达翡丽
百达翡丽是一家始 于 1839 年的瑞士著名钟 表品牌，是世界十大名表 之 首。 它 是 瑞 士 仅 存 的、 真正的独立制表商之一。 训练一名百达翡丽制表师 需要 10 年时间。
改进与创新
1. 将窗户的开合方式改造成百叶窗的开合方式。
乐高机器人最简单的拼法
乐高机器人最简单的拼法乐高机器人是一种创意教育玩具，它能够帮助孩子们学习基础的编程和机器人控制技能。
在乐高机器人的世界里，有许多不同的拼法可以让孩子们体验到乐趣和学习的乐趣。
下面介绍一种最简单的乐高机器人拼法。
我们需要准备一些乐高积木。
这些积木包括不同形状和尺寸的积木，如长方体、正方体、圆柱体等。
我们还需要一些连接件，如轮胎、齿轮等。
这些积木和连接件可以通过拼插的方式组合在一起，形成不同的机器人结构。
接下来，我们可以开始组装机器人的身体部分。
首先，将两个长方体积木并排放置，作为机器人的主体。
然后，在主体的上方和两侧分别放置两个正方体积木，作为机器人的头部和手臂。
在头部的正方体上方，可以再放置一个正方体积木，作为机器人的头顶。
接着，我们可以为机器人安装一对轮子，使其能够移动。
将两个轮子连接到主体的底部，确保它们可以自由旋转。
此外，还可以在轮子旁边的侧面安装一对小齿轮，以便后续添加电机时可以更好地控制机器人的移动。
现在，我们可以为机器人添加一些感应器，使其能够感知周围的环境。
常见的感应器包括触碰传感器和颜色传感器。
触碰传感器可以用来检测机器人是否碰到了障碍物，而颜色传感器可以用来识别不同颜色的物体。
将感应器连接到机器人的主体上，并确保它们能够准确地感知到周围的环境。
我们可以为机器人添加一些动作和功能。
可以通过添加电机和程序来控制机器人的运动和行为。
电机可以用来驱动轮子和其他机械部件的运动，而程序则可以用来控制机器人按照特定的指令执行相应的动作。
通过编写简单的程序，我们可以让机器人前进、后退、转向等各种动作。
通过以上的步骤，我们就成功地组装了一台最简单的乐高机器人。
这个机器人可以感知周围的环境，并按照我们的指令执行不同的动作。
通过探索和编程这个机器人，孩子们可以培养创造力、逻辑思维和解决问题的能力。
乐高机器人的拼法有很多种，每一种拼法都可以创造出不同的机器人形态和功能。
孩子们可以根据自己的兴趣和想象力，自由组合乐高积木，创造出属于自己的独特机器人。
乐高创意机器人教程(中级下册10~16岁)EV3智能机器人
的最大特点是无须使用计算机就可进行编
配备了一块“智能砖头”，可以用它来对机器人编辑各种指令。
电子积木
电子积木是由电
教授王文渭总结几十年的电子教学经验，根据少儿学生的知识特点设计的专利产品。
该产品是将导线、灯泡、二极管、三极管、电阻、电容、普通开关、振动开关、温控开关、无线发射器、电表、电机、喇叭、集成块等电子元器件固定在塑料片上，用独特的子母扣做成独立可拼装的配件，学生可以在产品配置的安装底板上像拼积木一样拼。
乐高创意机器人教程(中级下册10~16岁)测距小车
多级传动具有同轴齿轮。
同轴上，上一级的从动轮与下一级的主动轮转速一样，因此相邻两级的齿轮传动比是累积的。
惰轮传动与多级传动都属于多齿轮传动，但它们具有本质区别，最重要的在于多级传动具有同轴齿轮，而惰轮传动没有。
卫星地图
卫星地图是卫星拍摄的真实的地理面貌，所以卫星地图可用来检测地面的信息，以便人们了解地理位置、地形等。
这些信息可以应用于城乡规划。
通过卫星地图的GPS导航系统，可以告诉人们现在身处何方，将前往的地方怎么走等信息。
如果是实时监测的卫星地图，可以用于军事指挥部署、抗灾救灾部署、监控火灾及各类自然灾害，还可以应用于警察追捕通缉犯等。
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乐高创意机器人教程(中级下册10~16岁)惯性车
主要内容惯性与飞轮机构知识探索什么是惯性？什么是飞轮机构？飞轮机构与惯性有什么关系？惯性物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质称为惯性。
惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度。
质量是对物体惯性大小的量度。
发条玩具发条玩具是以发条为动力装置的机动玩具的总称。
在18世纪，欧洲的一些钟表制造商把钟表设计成各种形象，并使机芯带动某些附件，使钟表除了走时外，还可以做出一些有趣的动作。
例如，猫头鹰挂钟上的“猫头鹰”眼睛能不断睁、闭，并定时发出鸣叫声。
第6课惯 性 车飞轮机构飞轮机构类似于发条机构，其作用如同一个能量储存器。
通过转动飞轮来给装置充能。
当放开装置以后，飞轮释放能量，从而带动装置运动。
飞轮与惯性飞轮又叫惯性轮，即在一个轮轴上加装较重的轮（或在普通轮上加载重物），当轮转动起来之后，因质量较大，转动惯量大，转动不易停止，可以驱动车辆持续前进一段时间。
银河系银河系古称银河、天河、星河、天汉、银汉等，是太阳系所在的星系，属于棒旋星系。
银河系包括1000亿~ 4000亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。
它的直径约为12万光年，中心厚度约为1.2万光年，可见物质总质量大约是太阳质量的1400亿倍。
惯性车的制作选用乐高零件来制作一辆飞轮车。
制作完成后，用手推动小车，看能否通过蓄能让其自主前行。
NXT的功能接口NXT有四个输入端口及三个输出端口，可外接马达、传感器等组件，如伺服马达、光电（颜色）传感器、声音传感器、触动传感器、超声波传感器和温度传感器。
拼装步骤思考与进步我们完成了飞轮车的制作。
用手推动飞轮车，观察飞轮车能走多远。
不加飞轮与加上飞轮，小车行驶有什么区别？哪种情况下，小车跑得更远？为什么装上飞轮后，小车能跑得更远？ 车的动力是由上面的两个飞轮提供的。
由于飞轮具有惯性，转动起来会保持该状态，为轮子提供动力。
飞轮质量越大，转动时间越长，车子走得越远。
乐高创意机器人教程(初级上册6-12岁)认识机器人
小启发
机器人怎样才能 自动完成各种各样的工 作呢？
演奏机器人
战斗机器人
机器人与生活
你想不想家里有个机器人，来帮助你打扫卫生、 做饭、洗衣服呢？
要想让你的机器人 会思考、会学习，必须给 它安装“大脑”才行。上 图就是机器人的“大脑”， 也就是机器人的中央控 制器。
机 器 人 的“ 大 脑 ” 可以通过传感器感知周围 环境，并做出相应的动作。
挑战项目公布后，参赛队员将在比赛规定时间内使用乐高机器人技术组件 和软件加传感器、马达、齿轮及各种乐高技术积木件等制作全智能机器人，参 加比赛！队员需要在网上查找资料、向科学家请教、查阅图书馆资料，完成一 份 FLL 要求的调查报告。报告的内容通常与当今世界面临的问题紧密相联。
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制作工具
程软件，专门针对中、小 学生开发，功能强大，易 学易用。
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做一做
想要完成你的机器人，首先要熟悉制作零件。 下面是几种最基本的乐高零件。
砖 建筑物的基本构造材料是砖。 乐高积木中有两种“砖”，黑色的较重。
板 板是成片的、较硬的物体。 乐高积木中的板长度各异，适合不同
情况。
梁 梁是架在墙上或柱子上支撑房顶的横木，
FIRST 机构 (For Inspiration and Recognition of Science and Technology) 是发 明家 Dean Kamen 创立的，目的是激发青少年对科学与技术的兴趣。
参赛队伍由 10 名队员组成，队员们需要建设团队、解决问题和分析思考。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ每年 9 月，由教育专家及科学家们精心设计的 FLL 挑战内容，将通过网络向全 球公布。
第 1 课 认识机器人
主要内容 了解机器人。
机器人乐高EV3变速车教案
机器人乐高EV3变速车教案乐高EV3是一款非常受欢迎的机器人教育套装，它可以用来打造各种有趣的机器人，包括变速车。
变速车是一款能够自主调节行驶速度的机器人车辆，可以根据不同的场景和需要实现快速前进或者缓慢行驶的功能。
下面是一份关于乐高EV3变速车的教案，帮助你了解如何构建和编程变速车。
一、教学目标通过本节课的学习，学生将达到以下目标：1.了解乐高EV3的基本组件和连接方式；2.学会构建乐高EV3变速车的模型；3.掌握编程技巧，实现变速车的自主控制和速度调节。
二、教学准备1.乐高EV3教育套装；2.电脑、乐高EV3软件和USB线。
三、教学步骤步骤一：介绍乐高EV3的基本组件和连接方式（10分钟）1.向学生展示乐高EV3教育套装中的各个组件，如电机、传感器、齿轮等，并解释它们的作用和用途。
2.教学演示如何将电机、传感器等组件连接到乐高EV3控制器上，并让学生进行实际操作。
步骤二：构建乐高EV3变速车的模型（30分钟）1.向学生展示乐高EV3变速车的模型构建指南，并讲解构建步骤和注意事项。
2.提醒学生按照指南逐步构建模型，并在需要时进行调整和修正。
3.鼓励学生在模型构建过程中发挥自己的创造力和想象力，自由改变模型的外观或功能。
步骤三：编程变速车的控制和速度调节（40分钟）1.向学生介绍乐高EV3软件的基本操作和编程界面。
2.讲解如何编程实现变速车的自主控制和速度调节功能，并提供一些编程示例和技巧。
3.鼓励学生尝试编写自己的程序，实现不同的行驶方式或速度调节方法。
4.组织学生进行实际编程操作，并检查他们的编程结果。
步骤四：交流和展示（20分钟）1.鼓励学生分享他们编程的经验和学习成果，互相学习和交流。
2.组织学生进行变速车的比赛或展示，并评选出最佳设计和最出色的编程程序。
3.总结今天的学习内容，展望下一步的学习计划。
四、教学延伸1.学生可以继续进行编程实践，进一步提高乐高EV3变速车的性能和功能。
2.学生可以尝试使用其他传感器，如颜色传感器或陀螺仪传感器，实现更多的控制和调节功能。
乐高创意机器人教程(中级上册10~16岁)机器人与科技
门针对中小学生开发。它功能强大， 易学易用。
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机器人可以帮助人们完成很多繁重的工作，还 可以陪伴人们娱乐。
想一想，怎样才能自己制作一个机器人呢？
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从 RoboCup 看机器人发展 ：未来就在眼前
RoboCup(Robot World Cup）是指机器人世界杯赛，是当前国际上级别最 高、规模最大、影响最广泛的机器人赛事，由 RoboCup 国际联合会主办（总 部设在日本东京，正式注册在瑞士伯尔尼，是一个国际性的研究和教育组织）。 其主要目的是通过提供一个标准的、易于评价的比赛平台，促进 MAS(MultiAgent System）和 DAI(Distributed Artificial Intelligence）的研究与发展，最终目 标是经过 50 年左右的研究，使机器人足球队能够战胜人类足球冠军队。
工业机器人在经历诞生、成长、成熟期后，已 成为制造业中不可缺少的核心装备。约 75 万台机 器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。
Baxter 是 机 器 人 大 师鲁尼· 布鲁克斯的又 一 件 作 品。 它 是 有 两 条 能够自由活动的手臂的 机 器 人， 长 着 一 张 平 板 的 脸， 脸 上 的 卡 通 眼 睛 还会转动。
最重要的是，Baxter 内置了一套开源机器人 操作系统 ROS 。这是硅 谷全面提供机器人应用 开 发 包 的 公 司“ 柳 树 车 库 ” 开 发 的 系 统。 你 既 可 以 给 它 编 程， 也 可 以 像 教 孩 子 做 事 一 样， 通 过动作和语言教机器人 完成任务。
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机器人的类型
现实版“瓦力”——Jibo
仿人形机器人、农业机器人、服务机器人、水 下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人 等不同用途的特种机器人纷纷面世，而且以飞快的 速度向实用化迈进。
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齿轮可以应用在一切要求实现变速的机械（设 备）中。
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齿轮的传动比
齿轮可以传递运动与动力，但是如何知道传递 得有多快呢？这就需要用到齿轮的传动比。
两个齿轮工作时都在转动，但转动速度可能不 一样。这两个齿轮转动速度的比值称为传动比，也 叫速比。
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小启发 机器人能不能画出
漂亮的图画？
上图是一款绘图仪， 它能够按照人的要求自动 绘制图形。
传动比的计算
传动比可以通பைடு நூலகம்齿轮数来计算。
你还可以给绘图仪 装 备 一 款 红 外 遥 控 器， 以便在远处控制其工作。
上图中有两个相互啮合的齿轮，每个齿轮都有 24 个齿。假如现在第一个齿轮带动第二个齿轮转 动，那么，两个齿轮的传动比就是 24÷24 = 1。
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拼装步骤
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思考与进步
我们完成了变速箱的制作。转动摇柄，仔细观察一下，哪个挡位速度快， 哪个挡位速度慢？
为什么两个挡位的输出速度不一样？速度差多少？ 合理设计齿轮组，可以获得合适的传动比，从而控制传输速度。通过
每一级传动比的大小，可以综合计算出齿轮组的传动比。 第 33 页
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变速箱的制作
你听说过变速箱吗？知道变速箱一般用在什么地方吗？ 使用乐高零件制作一个变速箱。参照下面的材料图和步骤图搭建，也可以 自由发挥。
“头脑风暴”可编程机器人 乐高“头脑风暴”配备了一块“智能砖
头”（Intelligent Brick），可以用它来对机器 人编辑各种指令。它将机器人玩具的玩法提升 到一个新高度。
课后作业
1. 仔细观察下面两幅图。图中的变速箱是几级的？有什么功能？
图1
图2
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2. 简单描述汽车变速箱的工作原理。
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第 6 课 变 速 箱
主要内容 理解并计算齿轮传动比
知识探索
什么是齿轮速度？ 齿轮速度与什么有关？ 齿轮速度快好还是慢好？
变速箱
变速箱主要是指汽 车的变速箱，它分为手动 和自动两种。
齿轮的主动与从动
根据传动的方向，将齿轮分为主动轮与从动轮。 主动轮提供动力，从动轮被动运行。
手动变速箱主要由 齿 轮 和 轴 组 成， 通 过 不 同的齿轮组合产生变速 变矩。