紫光机器人初级教材.docVIP

前 言 目 录 第一章 机器人世界………………………………………………………… 3 1.1 机器人的定义 ……………………………………………………… 3 1.2 机器人学科 ………………………………………………………… 4 1.3 机器人的学科 ……………………………………………………… 4 第二章 教育机器人………………………………………………………… 6 第三章 机器人的设计与制作……………………………………………… 7 3.1 科学常识——杠杆…………………………………………………… 7 3.1.1 基础知识 …………………………………………………… 7 3.1.2 制作天平 …………………………………………………… 8 3.2 科学常识——齿轮……………………………………………………12 3.2.1 基础知识 ……………………………………………………12 3.2.2 制作旋转木马 ………………………………………………14 3.3 科学常识——滑轮……………………………………………………17 3.3.1 基础知识 ……………………………………………………17 3.3.2 制作起重机 …………………………………………………18 3.4 科学常识——直流电机………………………………………………25 3.4.1 基础知识 ……………………………………………………25 3.4.2 机器人设计与制作入门 ……………………………………27 3.4.3 设计与制作机器小车 ………………………………………34 3.5 科学常识——伺服电机………………………………………………46 3.5.1 基础知识 ……………………………………………………46 3.5.2 设计与制作飞虫 ……………………………………………47 第一章 机器人世界 1.1 机器人的定义 辞典中所述，所谓的机器人是指“能够代替人类做事的自动装置或具有人类形态的机器”。生活中洗衣机、咖啡自动售货机、自动取款机等装置也可谓是机器人，因此，我们可将机器人简单定义如下： 机器人是具有能够识别目标物体和使其运行的功能，并且按程序执行操作的自动机器。 什么是机器人呢？ 机器人的基本特征： 大脑：自动控制的程序 身体：具有一定的结构形态 动作：完成一定动作的能力 机器人在我们生活中无处不在，并给我们的生活带来了极大的方便和乐趣。 我们来认识一下这几个生活中的机器人。 微波炉 自动取款机 红绿灯 “机器人”名字的起源 据说，“机器人”这一单词来自捷克语的1920年捷克斯洛伐克作家剧Rossums Universal Robots（罗萨姆万能机器人 请思考： 1、观察一下，我们周围生活中哪些是机器人？ 2、你心目中的机器人是什么样的？他们有哪几部分结构组成？ 第二章 教育机器人 现在，机器人已经深入到人们的生活中。随着中国教育体制的不断改革，机器人教育将最终成为中国教育事业的主流！ 机器人教育旨在推进青少年的素质教育，培养学生综合能力，让学生体会学习的乐趣，享受成功的喜悦，激发求知欲望，以自信、乐观，勇于挑战的态度面对未来。 1、获取新知识：机器人涉及机械结构、自动控制、信息技术学科等； 2、提高动手能力：了解生活环境、提高想象力、创造力、分析解决问题能力； 3、快乐教育：置身于充满趣味性、刺激性、挑战性的活动之中，激发学生学习、探索科技的兴趣； 4、勇于挑战：体验挑战极限、享受成功、提高自信； 5、参与竞赛能力：互相合作 、共同挑战、培养团队合作精神，提高管理能力。 教育机器人包括以下几个方面： 机械结构 电子电路 信息技术 电脑应用 通过教育机器人的制作与设计，让学生在动手、动脑的过程中真正实现快乐教育！ 第三章 机器人的设计与制作 在设计、制作机器人之前，先学习相关的结构常识。 3.1 科学常识——杠杆 3.1.1 基础知识 在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆； 杠杆绕着转动的固定点叫做支点； 杠杆绕支点转动的力叫动力； 阻碍杠杆绕支点转动的力叫阻力； 从支点到动力作用线的距离叫动力臂； 从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂。 杠杆平衡的条件：动力动力臂＝阻力阻力臂。 很重的石块，推不动，用铁杆，下面垫块石块，用力翘，就能翘动石块。铁杆上有什么奥秘？ 这是杠杆原理起作用。 杠杆原理就是平衡原理。平衡原理就是一边以杠杆长度起平衡作用，另一边以重量起平衡