乐高机器人搭建技术PPT课件
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《乐高机器人介绍》PPT课件
3、机器人课程涉及到的学科 4、初中机器人课程特点 5、主要机器人器材产品介绍
41
2
精选ppt
2
我校初中机器人教学
1、开设校本课程
0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1
2、参加各类竞赛
•2005年
•2006年 等奖
•2007年 等奖
机0 0 1 器1 0 人0 1 的0 1 动0 1 作0 1 。1 0 旋1 0 转0 0 传1 0 感1 0 器0 1 可0 1 以1 控制角度或者完全旋转（可以
加/减一度）。如果你让它旋转180度，那结果就是它转了半个
圈。 你会通过控制内置在马达中的旋转传感器来让每个马达以不
1 同的速度来旋转（通过在软件中设置不同的功率参数来实现）
超声波传感器检测距离的单位可以是厘米或者英寸。它可以
检测的距离从0到255里面，精度是正负3厘米。
超声波传感器使用的技术和蝙蝠很像。它通过计算声音返回
使用的时间来计算距离。大的表面坚硬的物业是最容易辨认的 。软织物、表面弯曲的物体（比如球）或者很薄、很小的物体 比较难辨认。
1 注意：在同一个房间里面的两个或多个超声波传感器可能会
3，分析出一个最适合完成任务的算法。
4，用程序语言描述出算法。 5、将编好的程序写入机器人的大脑中（控制器）。
1 6、调试机器人并发现问题。
2 7、根据出现的问题进行必要的程序的修改结构的修改甚至算
4 法的修改。
精选ppt
16
5、完成项目
一些常规练习项目介绍：
10 0 、1 1 轨0 0 迹1 0 机1 0 器1 0 人1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 7、蟑螂机器人
乐高机器人简单程序编写入门PPT课件
第25页/共28页
程序： 分析物理过程,应用已有技能来解决问题:
前进,看到一边墙壁,后退; 碰到另一边墙壁之后,循环刚才的前进,等待再下 一次看到墙壁。
挑战：找很多障碍物,围成一个圈,就留一个出口,想办法让你的机器人进去自 己找到出口。
第26页/共28页
任 务 • 对照搭建手册,清点机器人零件种类及个数
选中等待超声波图表,设置等待参数.(马达端口,等待距离) 大于(等待远离障碍物) 小于(等待遇见障碍物) 可以选择距离的单元(英尺,厘米)
挑战： 把 NXT 小车放在房间里随意开,就是不能让它撞墙。
第18页/共28页
距离控制 等级:常用面板 技能:分支 挑战任务:让 NXT 小车根据距离自动调整。 远了就前进,近了就后退. 搭建：
挑战：
能否让你的 NXT 小车始终与障碍物保持一定距离,即使你移动障碍物,NXT 也能 及时调整!
第20页/共28页
沿线走 等级:常用面板 技能: 分支 挑战任务:让 NXT 小车沿着黑色轨迹行驶。 搭建：
第21页/共28页
程序： 物理过程分析:机器人沿黑线走,其实就是机器人反复不断判断光值的一个过程, 机器 人要前进,最有效的方式的是”扭动”! 在黑线上了,向旁边(光值高的地方)转弯, 在光 值高的地方了,向黑线转弯.考虑到转弯不能过快,光值可能会跳过,所以转弯的 时候马 达速度不能过高,又因为要尽量接近黑线,所以最有效的转弯方法是一个轮 子停,一个 轮子转.
!)
拖出响声程序,按住SHIFT 键,从程序段当中连接响声程序.
是多任务一
起执行的意思.
挑战：
车位停错了,你的车位在旁边. 从这个车位停到旁边的车位里去。
第13页/共28页
机器人移库赛
程序： 分析物理过程,应用已有技能来解决问题:
前进,看到一边墙壁,后退; 碰到另一边墙壁之后,循环刚才的前进,等待再下 一次看到墙壁。
挑战：找很多障碍物,围成一个圈,就留一个出口,想办法让你的机器人进去自 己找到出口。
第26页/共28页
任 务 • 对照搭建手册,清点机器人零件种类及个数
选中等待超声波图表,设置等待参数.(马达端口,等待距离) 大于(等待远离障碍物) 小于(等待遇见障碍物) 可以选择距离的单元(英尺,厘米)
挑战： 把 NXT 小车放在房间里随意开,就是不能让它撞墙。
第18页/共28页
距离控制 等级:常用面板 技能:分支 挑战任务:让 NXT 小车根据距离自动调整。 远了就前进,近了就后退. 搭建：
挑战：
能否让你的 NXT 小车始终与障碍物保持一定距离,即使你移动障碍物,NXT 也能 及时调整!
第20页/共28页
沿线走 等级:常用面板 技能: 分支 挑战任务:让 NXT 小车沿着黑色轨迹行驶。 搭建：
第21页/共28页
程序： 物理过程分析:机器人沿黑线走,其实就是机器人反复不断判断光值的一个过程, 机器 人要前进,最有效的方式的是”扭动”! 在黑线上了,向旁边(光值高的地方)转弯, 在光 值高的地方了,向黑线转弯.考虑到转弯不能过快,光值可能会跳过,所以转弯的 时候马 达速度不能过高,又因为要尽量接近黑线,所以最有效的转弯方法是一个轮 子停,一个 轮子转.
!)
拖出响声程序,按住SHIFT 键,从程序段当中连接响声程序.
是多任务一
起执行的意思.
挑战：
车位停错了,你的车位在旁边. 从这个车位停到旁边的车位里去。
第13页/共28页
机器人移库赛
2024版乐高机器人介绍PPT课件
2024/1/26
8
传感器类型及其作用
触觉传感器
检测机器人的接触和碰 撞，用于避障、抓取物
体等。
2024/1/26
光电传感器
检测光线强度和颜色， 用于环境感知和导航。
声音传感器
红外传感器
检测声音强度和频率， 用于语音识别和声音定
位。
9
检测红外线的反射和透 射，用于距离测量和物
体识别。
编程软件与语言支持
提供调试工具，如单步执行、断 点设置、变量监视等，方便用户
进行程序调试和优化。
10
2024/1/26
03
搭建与编程实践
11
搭建步骤及注意事项
搭建步骤
确定机器人功能和设计
选择合适的乐高组件
2024/1/26
12
搭建步骤及注意事项
按照设计图逐步搭建
连接电源和电机
进行初步测试
2024/1/26
13
搭建步骤及注意事项
乐高机器人编程软件
提供图形化编程界面，支持多种 编程语言，如Scratch、Python
等。
2024/1/26
编程语言
支持多种编程语言，如C、C、 Java等，方便用户根据自己的需 求进行编程。
软件功能
提供丰富的软件功能，如变量定 义、条件判断、循环控制、函数 调用等，方便用户编写复杂的程 序。
调试工具
2024/1/26
创意搭建大赛
鼓励学生发挥想象力，利 用乐高机器人搭建出具有 创意的作品。
编程马拉松
举办编程马拉松活动，让 学生在规定时间内完成编 程任务，锻炼学生的编程 能力和解决问题的能力。
28
家长参与和亲子互动形式
乐高EV3高级课程课件
条件语句
if语句、switch语句等， 根据条件执行不同代码
块
循环语句
for循环、while循环等 ，重复执行某段代码直
到满足条件
中断与跳出
break语句、continue 语句等，用于控制循环
流程
嵌套结构
条件语句和循环语句可 以相互嵌套，实现更复
杂的程序逻辑
04
机器人设计与搭建实例
Chapter
人形机器人
利用乐高EV3套件搭建一款仿人形的机器人。通过 编程控制机器人的动作，实现行走、跳舞、打拳等 功能。同时，可以为人形机器人添加语音识别、图 像识别等功能，提高其智能化水平。
05
传感器应用与编程实践
Chapter
超声波传感器应用
超声波测距
利用超声波传感器测量物体与机 器人之间的距离，实现避障、跟
调试技巧
使用模拟器、单步执行、查看变量值 等
编程流程
拖拽模块、设置参数、连接模块、上 传程序等
变量、数据类型与运算
变量定义
命名规则、数据类型、作用域等
01
02
运算符
03
算术运算符、比较运算符、逻辑 运算符等
04
数据类型
数字、字符串、布尔值、数组等
表达式
组合运算符和变量形成表达式， 计算结果
条件判断与循环控制
多机器人协作
多机器人协作将成为未来机器人领域的重要研究方向，通过多个机 器人的协同工作，可以完成更复杂的任务和挑战。
机器人与人类互动
未来的机器人将更加注重与人类的互动和沟通，通过自然语言处理、 情感计算等技术，实现更加自然和友好的人机交互体验。
THANKS
感谢观看
学生作品展示及评价标准
小学机器人课件：乐高积木搭建与编程
学生收获与感悟分享
学生展示搭建的机器人作品，分享 创作思路和心得体会
总结学习机器人课程的收获，包括 知识、技能和情感方面的成长
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
分享在编程过程中遇到的困难和解 决方法，以及如何克服困难
展望未来，分享对机器人科技发展 的期待和展望
未来发展趋势预测
机器人技术不断进步，功能越来越强大 机器人教育逐渐普及，成为小学教育的重要组成部分 乐高积木搭建与编程成为机器人教育的重要内容 未来发展趋势是机器人技术更加智能化、个性化，教育内容更加丰富多样
乐高积木搭建教学
积木搭建基础知识
乐高积木的种类和特点 搭建的基本技巧和方法 常见的搭建结构类型 安全注意事项和搭建规范
经典搭建案例解析
搭建案例1：简单机械结构 搭建案例2：复杂机械结构 搭建案例3：智能传感器应用 搭建案例4：编程控制实现功能
学生作品展示与评价
学生作品展示：展示学生搭建的机器人作品，并介绍其功能和特点 作品评价标准：介绍评价学生作品的标准，包括创意、结构、功能等方面 作品评价过程：展示评价学生作品的过程，包括学生自评、互评和教师评价 作品改进建议：针对学生作品存在的问题，提出改进建议和指导方向
乐高编程软件界面介绍
编程环境设置与配置
编程环境常见问题及解决 方法
乐高编程教学
编程指令及功能介绍
乐高编程的基本概念和指 令
常用编程指令及其功能
指令的组合和逻辑控制
编程实例演示及解析
程序编写与调试技巧
乐高编程软件介绍
调试技巧与方法
程序编写基本语法 常见问题及解决方案
学生作品展示与评价
学生作品展示： 展示学生搭建和 编程的机器人作 品，并介绍其功 能和特点
乐高机器人搭建技术
乐高机器人的基本搭建技巧
——乐高机器人搭建技术（一）
基本内容
1. 乐高基本单位 2. 基本连接方法 3. 传动结构的搭建 4. 电子元件的固定技巧
乐高积木的尺寸
乐高积木的公制单位比较特殊
乐高基本单位
FLU=Fundamental LEGO Unit
乐高平板的尺寸
乐高平板的厚度为普通块状积木厚度的 1/3是乐高机器人搭建过程中非常重要 的一个关系
长销：边缘带有突起，可以 连接三根梁
带轴套的长销：边缘带有突 起，一头为轴套，便于插拔
垂直方向的固定
梁采用突点与凹槽的连接在侧向产生的拉力很小， 垂直方向的拉力也很小，结构很容易被破坏
平板的作用
平板除了固定的作用外，还有可以调节垂直方 向上孔的间距的作用
标准结构
合理的利用标准结构可以做出非常坚固的乐高 机器人
突点与孔的连接
利用这种连接方法可以扩展乐高积木的搭建方 式和方向
凹槽与孔的连接
带突点的销
凹槽与突点连接时必须使用带突点的销
乐高传动系统的组成
动力源：马达
传动结构：齿轮、 滑轮、齿条、蜗杆、 等
动力输出：轮子、 履带、等
齿轮传动的特点
齿轮传动的特点：传动精确，传递的扭力大
齿轮传动的配合形式
光电传感器的防干扰结构
采用防干扰结构的光电传感器效果更好
练习项目
1. 按照搭建手册搭建各种基本结构，熟习各种 零件的用法
参考文献： 利用带导轨的平板固定马达同样很牢固，并且很 容易拆卸
增大触动传感器的接触面积
触动传感器经常受到冲击将影响触点的灵敏性和使 用寿命
触动传感器的防冲击结构
常开结构
常闭结构
触动传感器采用常闭结构比常开结构具有更高的灵 敏性
——乐高机器人搭建技术（一）
基本内容
1. 乐高基本单位 2. 基本连接方法 3. 传动结构的搭建 4. 电子元件的固定技巧
乐高积木的尺寸
乐高积木的公制单位比较特殊
乐高基本单位
FLU=Fundamental LEGO Unit
乐高平板的尺寸
乐高平板的厚度为普通块状积木厚度的 1/3是乐高机器人搭建过程中非常重要 的一个关系
长销：边缘带有突起，可以 连接三根梁
带轴套的长销：边缘带有突 起，一头为轴套，便于插拔
垂直方向的固定
梁采用突点与凹槽的连接在侧向产生的拉力很小， 垂直方向的拉力也很小，结构很容易被破坏
平板的作用
平板除了固定的作用外，还有可以调节垂直方 向上孔的间距的作用
标准结构
合理的利用标准结构可以做出非常坚固的乐高 机器人
突点与孔的连接
利用这种连接方法可以扩展乐高积木的搭建方 式和方向
凹槽与孔的连接
带突点的销
凹槽与突点连接时必须使用带突点的销
乐高传动系统的组成
动力源：马达
传动结构：齿轮、 滑轮、齿条、蜗杆、 等
动力输出：轮子、 履带、等
齿轮传动的特点
齿轮传动的特点：传动精确，传递的扭力大
齿轮传动的配合形式
光电传感器的防干扰结构
采用防干扰结构的光电传感器效果更好
练习项目
1. 按照搭建手册搭建各种基本结构，熟习各种 零件的用法
参考文献： 利用带导轨的平板固定马达同样很牢固，并且很 容易拆卸
增大触动传感器的接触面积
触动传感器经常受到冲击将影响触点的灵敏性和使 用寿命
触动传感器的防冲击结构
常开结构
常闭结构
触动传感器采用常闭结构比常开结构具有更高的灵 敏性
乐高EV3搭建教案PPT20.射击
自己的机器人出一道题目，让机器人能够动起 来。 – 4.结构坚固，无大的缝隙，不松散。 – 5.搭建时间：60min
分享环节
• 三组同学每组依次上讲台跟大家分享自己 小组搭建的机器人的功能、若用到齿轮那 么齿轮传动比为多少、创新之处、思路、 用到的结构、遇到的问题、是如何解决的、 下次如何改进。（每组3—5分钟）
2018
启 慧
学 习 力 训 练 中 心
枪打出的子弹运行轨迹是一条直线吗？
结构1结构1结来自2结构2结构3
结构3
任务
• 请同学们发挥自己的聪明才智搭建机器人， 内容不限，要求如下：
– 1.必须从以上结构中至少选一个作为你的机器 人的关键结构。
– 2.自己选择安装至少一个传感器。（除电机） – 3.根据自己搭建的机器人和安装的传感器来给
分享环节
• 三组同学每组依次上讲台跟大家分享自己 小组搭建的机器人的功能、若用到齿轮那 么齿轮传动比为多少、创新之处、思路、 用到的结构、遇到的问题、是如何解决的、 下次如何改进。（每组3—5分钟）
2018
启 慧
学 习 力 训 练 中 心
枪打出的子弹运行轨迹是一条直线吗？
结构1结构1结来自2结构2结构3
结构3
任务
• 请同学们发挥自己的聪明才智搭建机器人， 内容不限，要求如下：
– 1.必须从以上结构中至少选一个作为你的机器 人的关键结构。
– 2.自己选择安装至少一个传感器。（除电机） – 3.根据自己搭建的机器人和安装的传感器来给
乐高搭建技巧PPT学习课件
B)6孔滑轮 D)半轴套滑轮 F)蓝色皮带 H)黑色皮带
基本搭建
乐高基本单位
1FLU=0.8CM 6/5FLU=0.96C M
先看看乐高板的厚度:
三块板正好是一根梁的厚度！ 片的高度=0.32CM
再看看垂直距离:
算一下：
• 6/5+(2*2/5)FLU=2FLU
这是实物图：
使用两个单位或四个单位的水平量可以形成 不同垂直的间距
齿轮传动
• 回忆一下乐高基本单位（FLU）和齿轮的大小
齿轮传动——离合齿轮
特点：当扭矩大于额定值时，将产生打滑来保护机构。
齿轮传动——涡轮涡杆
蜗轮旋转一圈，驱动蜗杆旋转一个齿。所以当它 与24齿的齿轮咬和时，产生24：1的减速。
•自锁能应用在哪里？ •传动比是怎样计算呢？
齿轮传动——涡轮涡杆
为什么使用蜗杆驱动？
乐高电梯
齿轮传动——冠齿轮、斜齿轮
应用：将运动轴转换90度。
齿轮传动——大转盘
2、滑轮传动
滑轮传动的特点： 噪声小，容易安装。 可以长距离传递运动 和力，但是传动扭矩 大时容易打滑。
乐高有3种大小滑轮，还可以使 用轮毂做滑轮
最基本的滑轮连接方式
应用多级传动时，减速效果明显
乐高扫描仪
传动设计创意（图）
腿型设计
抓手设计
传感器的安装
创意无限
发挥你无限的想象力 搭建自己的机器人
齿轮
用来减速或者 增大扭矩。
A)40齿正齿轮 C)16齿正齿轮 E)8齿正齿轮 G)离合齿轮 I)齿条
B)24齿正齿轮 D)12齿斜齿轮 F)冠状齿轮 H)差速齿轮 J)涡杆
皮带与滑轮
皮带与滑轮类 似于齿轮，但 摩擦力不够大 的话，皮带会 打滑。
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练习项目
觅
1. 按照搭建手册搭建各种基本结构，熟习各种 零件的用法
亚
教
育
资
源
参考文献：
• 《乐高技术手册》
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/20
觅 亚 教 育 资 源
• 梁是乐高机器人搭建过程中使用最多的零件，梁 除了可以采用突点与凹槽连接，更多的时候是用 销进行孔与孔的连接
西 常用的销
觅 亚 教 育 资 源
• 灰销：光滑，连接在一起的 梁彼此可以自由转动
• 黑销：边缘带有突起，连接 在一起的梁很难转动
• 长销：边缘带有突起，可以 连接三根梁
• FLU=Fundamental LEGO Unit
乐高平板的尺寸
西 觅 亚 教 育 资 源
• 乐高平板的厚度为普通块状积木厚度的 1/3是乐高机器人搭建过程中非常重要 的一个关系
乐高积木最基本的连接方法 西 ——突点与凹槽的连接
觅 亚 教 育 资 源
• 这种搭建方法是乐高积木的存在根本
西 孔与孔的连接
育 资
滑轮、齿条、蜗杆 、等
源
• 动力输出：轮子、 履带、等
齿轮传动的特点
西 觅 亚 教 育 资 源
• 齿轮传动的特点：传动精确，传递的扭力大
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/20
齿轮传动的配合形式
西 觅 亚 教 育 资 源
• 齿轮的配合效果受孔的间距和齿轮半径的影响
16齿齿轮的传动
西 觅 亚 教 育 资 源
• 通常没有特殊的传动比要求，是不需要使用16 齿的齿轮进行传动
复合齿轮传动
西 觅 亚 教 育 资 源
搭建复合传动的时候 需要注意齿轮的分布
• 注意：每一级齿轮配合都会消耗系统的部分功 率（3％～5%),因此复合传动的级数不宜过多
蜗轮蜗杆传动
西 觅 亚 教 育 资 源
• 自锁特性在某些场合非常的有用
• 合理的利用标准结构可以做出非常坚固的乐高 机器人
突点与孔的连接
西 觅 亚 教 育 资 源
• 利用这种连接方法可以扩展乐高积木的搭建方 式和方向
凹槽与孔的连接
西 觅 亚 教 育 资 源
带突点的销
• 凹槽与突点连接时必须使用带突点的销
乐高传动系统的组成
西
• 动力源：马达
觅
亚
教
• 传动结构：齿轮、
西 觅 亚 教 育 资 源
常开结构
常闭结构
• 触动传感器采用常闭结构比常开结构具有更高 的灵敏性
光电传感器的固定
西 觅 亚 教 育 资 源
• 光电传感器的安装比触动传感器容易，但是有 时需要使用一些防干扰结构
光电传感器的防干扰结构
西 觅 亚 教 育 资 源
• 采用防干扰结构的光电传感器效果更好
西
• 带轴套的长销：边缘带有突 起，一头为轴套，便于插拔
垂直方向的固定
西 觅 亚 教 育 资 源
• 梁采用突点与凹槽的连接在侧向产生的拉力很小 ，垂直方向的拉力也很小，结构很容易被破坏
平板的作用
西 觅 亚 教 育 资 源
• 平板除了固定的作用外，还有可以调节垂直方 向上孔的间距的作用
标准结构
西 觅 亚 教 育 资 源
乐高马达的固定
西 觅 亚 教 育 资 源
• 利用类似于标准结构的搭建方法固定马达
利用带导轨的平板固定马达
西 觅 亚 教 育 资 源
• 利用带导轨的平板固定马达同样很牢固，并且很 容易拆卸
增大触动传感器的接触面积
西 觅 亚 教 育 资 源
• 触动传感器经常受到冲击将影响触点的灵敏性 和使用寿命
触动传感器的防冲击结构
乐高机器人的基本搭建技巧
西
——乐高机器人搭建技术（一）
觅
亚
教
育
资
源
基本内容
西
觅 1. 乐高基本单位 亚 2. 基本连接方法 教 3. 传动结构的搭建 育 4. 电子元件的固定技巧
资 源
乐高积木的尺寸
西 觅 亚 教 育 资 源
• 乐高积木的公制单位比较特殊
乐高基本单位
西 觅 亚 教 育 资 源
不同平面上的传动
西
觅
亚
教
育
资 源
冠齿轮
锥齿轮
• 随着机器人制作的复杂，这种传动形式会 经常出现
滑轮传动
西 觅 ห้องสมุดไป่ตู้ 教 育 资 源
滑轮传动时传 动比不能完全 按照滑轮的半 径进行计算
• 滑轮传动的特点：噪声小，容易安装，传 动大扭矩时容易打滑
链条传动
西 觅 亚 教 育 资 源
• 链条传动结合了齿轮传动和滑轮传动的优点