乐高机器人活动案例

机器人活动案例

说明

本活动案例是由一些长期进行机器人教学活动的教师编写的一本课堂教学活动 案例，教师可以用作机器人教学活动，不得转载、不得用于商业用途，违者必 究。

感谢深圳职业技术学院陆蓉、深圳高级中学余海燕、深圳海涛小学刘金桥、深 圳上步中学张涛、深圳南华中学李建宏的辛苦的工作。

活动一： 运动车...........................................................................................................................4 活动二：碰 碰 车.....................................................................................................................13 活动三. 竞 速 机 器 人......................................................................................................18 活动四：机器人拔河比赛.............................................................................................................27 活动五.竞 步 机 器 人................................................................................................................37 活动六.机 器 人 相 扑 比 赛....................................................................................................44 活动七.轨 迹 机 器 人......................................................................................................54 活动八.音乐盒................................................................................................................................62 活动九.机 器 人 搬 运 工 深圳上步中学－张涛....................................................................70 乐高常用部件名称一览表.............................................................................................................81 乐高基本搭建技巧.........................................................................................................................85 乐高常用网址.................................................................................................................................91

活动一： 运动车

深圳职业技术学院－陆蓉

一、明确任务：制作机器人运动车

1、活动背景：运动车就是一个机器人。2004 年 1 月，美国先后有“勇气”号和“机遇”号 一对火星探测器成功登陆火星，它们就是机器人火星车（图 1，2）。它们有自己的大脑、颈、 头、眼睛、手臂，当它们发现值得探测的目标时，就会以 6 个轮子当腿，运动至目标面前， 然后伸“手”进行考察。它们依靠太阳能电池板获得能源。用轮子在火星上漫步。对于从小 就对太空探险、外星探索机器人有兴趣的学生，从制作一辆机器人运动车开始，应该是一个 很好的选择。

2、要求制作一个运动车模型，通过导航程序 2 控制运动车模型，使运动车直线前进，可以 前进，并按设计要求，运动到指定的距离，让车跑得又稳又好，不会散架，不会掉零件。

学习 机器人是一种能自动工作的机械装置。它通常具有三个方面的特征：

（1） 形状：有具体的外型结构；

（2） 控制：通过程序控制机器人；

（3） 行为：机器人都有一定的动作表现。

RCX 是一个可编程的乐高电脑，可以控制马达和灯，接受和处理传感信号。

RCX 有四个按钮，能同时储存五个独立的程序，有三个输入端口和三个输出端口。 活动场地：运动车可以在大桌子上或在地板上运行。

二、尝试搭建：

1．设计构想：制作一辆机器人运动车，与你熟悉的各种运动车进行比较。外形模样可以多 种多样。但是，要使运动车跑得顺，跑得快又能运动到指定距离，不能一跑就掉零件、散架， 必须要有非常坚固的结构，而且不能让车子的轱辘擦边，否则会影响车子的速度。想想应该 如何设计，才能制作一辆功能良好符合要求的运动车。

2．搭建机器人运动车。

（1） 将两个马达连成一体； 我们选用两个马达，一个马达驱动左侧的轮子，另一个马达驱动右侧的轮子。当机器人运动 车要前进或后退时，两个马达的转动方向相同；如果机器人运动车需要转弯时，两个马达的 转动方向相反，或者两个马达的转动方向相同但转速不同，并将两个马达靠紧连接在一起。

（2） 安装马达；

RCX 是小车的核心，各种部件应接插在 RCX 上。将两个连接在一起的马达安装在 RCX 背 面上。

（3） 在 RCX 背面上安装底座和转轮；

（4） 分别用连接线将马达连接在 RCX 的输出端 A、C 上；

（5） 加固马达与底座并在 RCX 上安装对车身起支撑作用的辅助轮。

（6） 完成

三、编程：

机器人运动车搭建完成后，就要为他编写程序了。

将 ROBLAB 安装光盘插入电脑光驱里，便可自动打开光盘，出现下图所示界面。选择并双 击“Pcinstall”，按照提示，依次点击 NEXT，ACCEPT，NEXT，FINISH 安装完成。

ROBLAB 安装成功后，将会自动在桌面创建 ROBLAB 快捷方式，双击进入 ROBLAB 编程 界面：

点击主菜单上 Programmer，可以看到如下画面

点击 Pilot2 进入下面界面：

点击输出端口 A 或 C 出现下面界面可选择马达或灯以及马达的旋转方向：

点击输入端口出现下面的界面，可选择等待时间及触感的控制：

设计中，我们希望运动车直线前进，运行 4 秒到达指定距离后立即停止。（运行时间可根据

车速和运动进行调整选择）

1． 思路流程：

开始

马达同向

旋转

行走一

定距离

结束

2． 程序

3．程序编写完毕，将它下载到机器人运动车的 RCX 中。（保存你的程序）

四、测试：

让运动车在一张大桌子上或地板上运行，进行测试，观察小车运动状况，并测量它运动的距 离。运行测试多次直到符合要求为止。

问题探究（小组讨论：你们的机器人还需要怎样的改进）

五、执行任务：

分小组进行比赛，看谁的运动车性能最好

六、方案评估：

经过比赛，你的机器人运动车还需要进行那些修改和完善 程序、结构评估改进

七、任务拓展:

1．如何改进你的机器人运动车，使它的性能更完善，能够完成更加复杂的任务？

（1）使运动车可以往后运动吗？如何修改你的程序？

（2） 使用不同大小的轮子对车速有何影响？马达使用不同能量级别对车速有何影 响？

（3） 如果地面是沙漠或者运动车要在地毯上运行，运动车的结构要做那些改进？程 序要做修改吗？

2．小知识问答

（1） 机器人有几个基本特征？

（2） 你的机器人会做什么？

（3） 如何连接 RCX 和马达？

（4） RCX 有几个输入和输出端口？

（5） RCX 可以储存几种不同的程序？

八、综合评价

1．小组的自我评价

我学到了什么 我喜欢的程度 我车的性能，结构等有那些特点 从比赛结果总结你车的好，坏

2． 小组之间的评价

第一名车的外观、结构、程序等有什么好的地方

最后一名车的外观、结构、程序等在那些地方需要改进

3． 评比

最富有创意的小组 最具有协作精神的小组 最具有主动性的小组

一．明确任务

活动二：碰 碰 车

深圳高级中学－余海燕

碰碰车时游乐场中最常见的设施，好玩、刺激、过瘾。我们都曾体验过，我们可不可以

利用乐高套件设计一部好玩的碰碰车呢？动一动脑筋，你有主意了吗？开始动手吧。 活动场地

一个四面有矮小围墙的场地。（可以自行搭建）

活动规则：机器人所使用的马达不超过两个，触动传感器不超过两个。 模仿碰碰车的运动形式。看谁做的最精彩、最有创意。

二．设计构想

设计一个机器人，模仿碰碰车的运行方式。关键是用好触动传感器。

1、方案一 2、方案二 3、方案三(你是如何设计的？)

尝试搭建

方案一：

使用两个 马达的设 计

把马达放在车

的中部，用四 个轮子平衡小 车

小车两头装

上触动传感 器，两边对 称设计

小车侧 面图

想一想，1、小车是如何增大触动传感器的接触面积的？

2、前面的小轮子还有什么作用？

）

方案二：

二、编程测试

编程流程图：

碰到障碍

再碰到障碍物

车往前走 后退或转弯

从头循环

方案一：

方案二：

方案三：(你的程序)

测试：（设计合理、新颖吗？）

三、问题探究（小组讨论，你们的机器人还需要怎么改进）

四、执行任务（分小组来一次比赛，看谁做出最有创意的碰碰车）

五、评估改进

（把你的碰碰车与其他小组的碰碰车进行比较或几个方案进行对比，做进一步的改进）

1． 在碰碰车运行过程中，加入音乐是不是更好？或者碰撞时让它发出声音，是不是更有个

性呢？

2． 尝试在小车上使用光电传感器，修正程序，看看效果怎么样？

3． 设计一个封闭的碰碰车测试场地，比赛看看谁的碰碰车先到达出口。

4．利用接触传感器，你还可以做些什么模型？电梯？遥控轮椅？试一试。

本节活动记录

六、自我评价

老师评语

活动三. 竞 速 机 器 人

一．明确任务

深圳海涛小学－刘金桥

赛车场上，车手全神贯注目视前方动作熟练，时而急转弯时而急刹车时而紧

踩油门。这种场面相信同学们一定记忆犹新。今天让我们当一回赛车手，在班里 来一次机器人小车竟速比赛。

1、活动场地

竞速比赛的赛场宽 50cm，跑道总长 350cm，主跑道长 270cm，为白色区域；起跑 区占 30cm，折返区占 50cm，起跑区和折返区为橙黄色，起跑线及折返线为 3cm 宽黑线，四周档板高 8cm，两条跑道中间也设有 8cm 高的档板。折返线中间设有 直径 16cm，高 10cm 的黑色圆柱为折返点。

2、活动规则：

1．机器人从起跑区出发，直线跑至折返点，并绕过折返点后，返回至起跑区， 在 最短时间内回到终点。

2．小车在跑道中不许掉零件，否则视为零分。

二．设计构想

制作一辆直线竞速车，要跑得顺、跑得好又能拐弯,车子不能一跑就散了，所以 要有非常坚固的结构。而且不能让车子的轱辘擦边，否则会影响车子的速度。

1、方案一 2、方案二 3、方案二（你是如何设计 的？）

三．尝试搭建

1、方案一

a 我们用两个马达控制车轮！

① ② ③

b. 左图中使用了一个 L 型

的积木，它的作用是什么？

④ ⑤

⑥ ⑦

c．小车轱辘擦边如何解决？

4．想想图中各部分结构的作用？

2、方案二（略）

思考：

想想这个机器人的结构有什么特点？ 为什么它只有三个轮子？小轮放在后面有什么好处？

四．编程测试

想想，怎样才能完成这个任务？ 程序开始，机器人直行，机器人检测到黑线后调头绕过障碍物后直行， 检测到 黑线后停下。

直 行

检 测

黑 线

弧线调头 切线调头

直 行

检 测

黑 线

停 下

编程

1、方案一

小车可以往返跑以后，我们让小车实现转弯跑，想想该如何写程序。你是不是还有其他设想， 可以让小车的性能、结构更好？

检测到黑线后弧线调头。

机器人检测到黑线后调头，是走了一条弧线。是用时间控制一个马达的旋转来完

成的。 想一想，在电压变化后程序还稳定吗？

2、方案二

检测到黑线后切线调头

机器人检测到黑线后调头，是走了一条切线。是用时间控制一个马达的旋转来完

成的。 想一想，在电压变化后程序还稳定吗？

3、方案三（你是如何设计程序的？）

测试与问题探究（小组讨论：你们的机器人还需要怎样改进？）

五．执行任务（分小组来一次比赛。看谁是冠军！）

六．评估改进

把你的机器人和其他小组的机器人进行对比或几个方案进行对比，各 小组的同学可以相互讨论、相互评价。

想一想，每一个机器人都有什么特点？

哪一个机器人的结构设计更合理？ 哪一个机器人的程序设计更好？ 你的机器人还可不可以改进！

七、评估改进

八．任务拓展

如何提高竞速机器人的速度。我们可以考虑加齿轮变速。用 40 齿帶 动 16 齿虽加速快，看似扭力较弱，因此起步時的速度较慢，它需要 跑一段距离之后，机器人的速度才会慢慢提升上来。

1、 怎样给机器人加变速齿轮？

2、 实验一下哪一种齿轮组合可以提高竞速机器人的速度？

3、 机器人的速度提高了，只掉头问题怎么解决？

九．评价反馈

自评

1、以小组为单位，每个同学讲一讲自己在这次活动中学到了什么？

2、自己为完成任务做了哪些贡献？

3、你给你们组的机器人作评价。

互评 小组成员间讨论后互相评价。

1、最富创意的是谁？

2、最坚忍不拔的是谁？

3、心灵手巧的是谁？

4、最佳组员是谁？ 反馈

1、活动的趣味性：

2、活动设计：

3、在活动中自己需要提高和改进的：

4、对器材设计方面的建议：

活动四：机器人拔河比赛

深圳南华中学－李建宏

一．明确任务： 新学期刚开始我们的老师们便在操场上展开了一场激烈拔河比赛，如图 4-1，我 们机器人小组做了半天拉拉队，嗓子都喊哑了，比赛完后大家都想做一个机器人 的拔河项目，来模拟老师们的拔河进行比赛，好，让我们大家都先好好想想。 二．设计构想：

1、一般的拔河比赛是直线的，有于机器人走直线比较困难，我们将场地设计成 一个圆圈或是一个正方形如图 4-21。机器人做成的形状，双放在颜色的主色调上 有着不同，可明显的分辨出那方获胜。

2、大家也许都注意到了，拔河比赛时比赛队员要紧蹬地面，以增大摩擦，当然 机器人也一样，我们尽量用摩擦力比较大的轮子或者是履带。大家也许看到拔河 的一般都是大胖子如图 4-2，因而我们做的机器人一般都不能太小、太轻要重点、 沉点，中心相对后移。

3、在基本结构相同的情况下（马达、光电传感器数相同），在规定的场地里看谁 的机器人先把对方拉到场地的黑线处谁的组就获胜，我们要评选出最佳搭建，最 佳程序、最佳创意和最佳表现奖，并对我们的机器人进行不断改进优化，不断提 高我们的战斗力。

图 4-1 图 4-2

场地的设计

场地的设计我们要选择一个比较平整的地面，可选择电工胶布进行黑线的铺设， 中间区域可以设计成白颜色，想想能不能设计成其他颜色，怎么设计，应注意什

么？我们将场地设计了一个正方行的，大家也可以设计成圆形，想想怎样用电工

胶布去铺设边界，方的容易还是圆的容易？

图 4-16

三．尝试搭建：

选择我们所需要的乐高积木，进行搭建，我们规定马达不能超过 4 个，光电 传感器的数量不能超过 2 个，其余的就看自己每个组的本事了。

底盘搭建

我们选择比较长的梁和一些辅助配件进行搭建如图 4-3 至图 4-6，我们可以选择 四个较宽的轮子以增大机器人与地面的摩擦力，想想还能有其他的结构吗？能不 能用到履带来代替轮子，还能不能用其他的轮子呢？

图 4-3 图 4-4

图 4-5 图 4-6

动力装置

以八齿的齿轮带动四十齿的齿轮可以减小速度增加动力如图 4-7，想想能不能反

过来呢？为什么？。

图 4-7

马达

为了增加动力我们可以选择四个马达，想想看我们的马达还能怎么安装。在连接 时将两个马达共占一个 RCX 的输出端口如图 4-8、4-9。

图 4-8 图 4-9

RCX 安装

可以有多种方式进行安装，横向和纵向，还有其他的安装方式吗？比如立起来， 侧着，多动手试试，但要保证 RCX 牢固安全，它可是我们机器人最为关键的部 位，要好好保护好，不能一拔就散了。如图 4-10、4-11。

图 4-10 图 4-11 光电传感器的安装 光电传感器安装在机器人的正前放，当它感应到黑线时即代表自己获胜，同样也

要安装牢固，要加以保护，如图 4-12，想想能不能把光感安装到机器人的后方， 为什么？

“手臂”的搭建

图 4-12

如果我们设计出自动手臂那更好，但这就增加了难度在比赛中也比较难控制，容 易脱落，因此我们先从简单的手臂设计开始，比赛时可由裁判将比赛双方进行帮 定，在以后的设计中再进行不断完善。我们选择了简单的乐高组件，你还能找到 其他更好的组件进行搭建吗？总之“抓到”对方就不能“放手”要不肯定就输了。

如图 4-13、4-14。

四．编程测试

图 4-14

图 4-13

程序编写，我们选择发明家级别 2 进行程序的编写：

我们现在开始接触发明家级别的编程，这可比我们前边学习的编程要复杂一些， 不过也没什么，看后大家也许就觉得没什么难的。

1、拔河的程序其实很好编写，当启动机器人时，机器人“抓住”对方以最大的 动力，最大的速度向后运动，当他的光感发现黑线时就说明我们已经获胜了，如

图 4-17。

启动

N 有黑线吗？ Y

停止获胜

图 4-17

2、启动 ROBLAB 进入选择第二项如图：4-18，选择发明家级别 2，如图：4-19， 打开了发明家级别 2 的界面如图 4-20，

图

4-18

图

4-19

图 4-20

3、进行编程 ，程序如图 4-21 所示，

序赶快下载到机器人上，看运行正常不正常。

图 4-21

编 好 程

五．评估检测

首先我们要进行环境光值的测试，比较白色和黑色的光感的值相差多少，对 程序的相关（光感）参数进行调整如图 4-22。

图 4-22

测 试

表 ：

（ 请你的制 作过程中 的测试数 据填入下 表）

问题探究 （ 这是最有 成就感的 过程）

执行任务

测试完成了，开始比赛啦，看看是不是拔的难解难分，如图 4-23 将比赛的成绩

填写在下表 4-2 中。

图 4-23

表 4-2

六、任务拓展

1、在这个任务中我们看到有两个机器人同时进行比赛，我们可以做成两个相同 的机器人，也可以做成两个根本不同的机器人来进行比赛，在前面的搭建过程中 我们已经提示过大家对结构进行扩展，看看我们还能做成什么形状的机器人。如 图 4-24、4-25 所示。同学们可充分发挥自己的想象做出各种形状的机器人，只 要能完成我们的比赛目的就行。

2、如果我们将比赛规则细化让机器人必须将对方完全拉出黑线，光电传感器应 如何安装，程序应怎么改进？

3、如果要机器人必须走直线在搭建上又怎么改进？才能完成任务。

4、如过我们规定机器人的手臂必须自动抓取对方应怎样设计手臂，手臂的动力 装置应怎样设计，程序的编写又怎么改进呢？或者干脆就做成绳子有如何改进？ 如图：4-26。

5、如果我们将机器人结构进行扩展，每队后面还有其他的“队员”，成为两个拔 河队伍又如何搭建呢？如图：4-26。

图 4-24 图 4-25

图 4-26

七、综合评价

我们各个小组的精选出自己的最佳结构和程序设计出自己的机器人，来进行比 赛，根据比赛的结构我们评选出这次活动的几个最佳，将他们的组名或人名填入 到表表 4-5 中，并将结果告诉你最好朋友和家长，让他们和你一起分享这份成功 的喜悦。

表 4-5

活动五.竞 步 机 器 人

深圳高级中学－余海燕

一．明确任务

会说话、会走路、具有人类特点的机器人 Asimo 日前又有了新的升级版本。新版机器人舞 步更复杂、更灵活，能够背诵编制好的短语，并且能比它的前辈更敏捷地上下楼梯。我们能 不能模拟动物例如狗，狮子，蜘蛛等或人的行走方式，搭建出会走路的机器人呢？动手试试 吧。

活动场地示意图

活动场地规格：

（1）活动场地为木质，长大于 200cm，宽 50cm；每一赛场由两个竞步走道组成，在两个竞 步走道之间和赛场四周有高 10cm 的围栏。

（2）竞赛场地底色为白色，黑色起始线宽小于 5cm。

（3）竞赛场地中有若干黑色转折线，其间距为 30cm，宽小于 5cm。

活动规则：

（1）机器人必须用腿前进，而不是轮子（即任何滚动体不得接触地面），机器人在前进时， 任何部分都不得长期着地，并且身体两侧的脚必须相互交替着地，机器人转弯时，其（即机 器人的垂直投影面）必须越过转折线，而不是倒退，否则视为未完成。

（2）在活动过程中机器人任何都不得超越转折线前的黑线，否则取消其该轮成绩。

二．设计构想

设计一个机器人，模仿人类或动物行走方式。

1、方案一 2、方案二 3、方案三(你是如何设计的？)

机器人腿部移动步骤分解对照图：

方案一：（六条腿）

使用两个马达的设计

每边三条腿，对称设计

导向轮的作 用是什 么？

脚上为什么 添加小 轮子？

六条腿的设计

方案二：（四条腿）

四．编程测试

编程流程图

走过黑 走过第五条黑线

直走 计数 掉头（转 180 度） 直走

方案一：

方案二：

方案三：(你的程序)

测试：（把你的测试数据填在下表）

五、问题探究（小组讨论，你们的机器人还需要怎么改进）

六．执行任务（分小组来一次比赛，看谁做的最棒）

七．评估改进

（把你的机器人与其他小组的机器人进行比较或几个方案进行对比，做进一步的改进）

八．任务拓展

1、搭建类人的行走机器人，具备腿关节。 注意腿关节的定位；一条腿的尺寸、重量和重心；在行走时，落在腿关节上的力矩； 与行走相关的传感器；行走时地面对腿关节的冲击等等。（参考下图）

2、搭建一个类人的机器人（具备头、身体、手脚）。看谁最有创意。

九．自我评价

老师评语

活动六.机 器 人 相 扑 比 赛

一．明确任务：

深圳南华中学－李建宏

相扑是日本的国粹，那是一项非常有趣的运动。小王和其他的队友在上网时发现

日本就已经有机器人相扑这个比赛项目 ，他们不约而同的都想到要自己制作一 个机器人来进行相扑比赛。

活动场地

场地可以做成一个圆形的如图，周围用电工胶布进行黑线铺设如图

活动规则

A、相扑机器人的大小只规定了其长和宽各在 20 厘米以内，对机器人的高度并 不加限制，但要求机器人的重量不得超过 3 公斤。 B、机器人可在圈内互相碰撞，任何零件掉落计算失败，需提前离场。 C、机器人过全身任何一个部位，已经或全部离开圈外即算失败，必须提前离场。 D、机器人比赛开始后，不得在碰触机器人。 E、若两台机器人对战，可采取三局两胜制，或者五局三胜制。 F、机器人若有两台以上，可采取积分制，以三台为例，最先淘汰的积一分，G、 第二淘汰的积两分，最后留在圈内积三分。

H、首战以猜边方式，决定机器人的放置位置，获胜者有权优先选择。

I、前一场首先战败者，可优先在这场选择机器人所要放置的位置，而优胜者则 在最后选择机器人所放置的位置。

二．设计构想：

1、相扑机器人必须有强大的力量才能将对方推出圆圈外，因此机器人结构要合 理，不能追求速度，我们将马达的传动齿轮为八齿的齿轮带动四十齿的齿轮，这 样就降低了速度而产生强大的动力去推动对方。，

2、机器人要推动对方必须有一个推动装置也就是机器人的手臂，使得自己的机 器人具有作战的有力武器，但也小心没有害到别人，反而害了自己。

3、在推动的过程中双方肯定要进行碰撞，因而机器人必须搭建牢固可靠，注意 积木的搭建技巧，最好加入一定的防撞杆，进行力的缓冲，避免自身“受伤”。

4、按照规则机器人必须在黑线内活动，因而必须安装光电传感器进行场地黑线 的检测，装的位置应合理。这样才能够保证机器人不冲出场地。

5、机器人在运动和碰撞的过程中要始终保持身体的平衡，因而要考虑机器人的 重心，必须要在轮子的正中央，即使如此还应加入一些保护装置，避免机器人在 碰撞时倾倒。

三．尝试搭建：

选择我们所需要的乐高积木，进行搭建，我们暂时规定马达不能超过 2 个， 光电传感器的数量不能超过 1 个，其余的就看自己每个组有什么诀窍了。

底盘搭建 我们选择比较长的梁和一些辅助配件进行搭建，我们可以选择三个较宽的轮子以 增大机器人与地面的摩擦力，想想还能有其他的结构吗，还能不能用其他的轮子 呢？动手试试。

用大梁构成结实的底盘

动力装置

图 6-9

以八齿的齿轮带动四十齿的齿轮可以减小速度增加动力，想想能不能反过来呢？

为什么？。

马达 为了增加动力我们可以选择两个马达! 想想看我们的马达还能怎么安装？

“手臂”的搭建

手臂的搭建很重要一定要牢固，因为在比赛过程中被对方撞掉了就算失败了，你 还能想到其他的结构吗？

想想这样手臂的作用是什么呢? 平衡装置的安装 为了防止机器人在碰撞过程中被撞翻，要进行平衡的辅助搭建，如图：6-14、6-15。

图 6-14 图 6-15 光电传感器的安装 光感安装在机器人的正中间，当它感应到黑线时即代表自己马上要冲出场地，应 对自身进行调整，如图 6-14，想想能不能把光感安装到机器人的后方、前方和其 他的位置，那个位置对于我们的比赛是最合理的，为什么？

图 6-16 图 6-17

防碰撞装置安装 机器人在比赛过程中要随时和对方进行碰撞，怎样使得对方在撞击我时的力量最 小，我们最好设计一个力的缓冲装置，用来防止在碰撞的过程中产生过大的力， 如图：6-18、6-19。

RCX 安装

图 6-18 图 6-19

可以有多种方式进行安装，立起来或者横向和纵向，还有其他的安装方式吗？比

如侧着，多动手试试，但要保证 RCX 牢固安全，它可是我们机器人最关键的部 位，要好好保护好，不能一拔就散了。如图 6-20。

图 6-20

我们的机器人做成了，看看是不是很威武，下来就要告诉机器人怎么去相扑了—

—编写程序。

四．编程测试

程序编写，我们选择发明家级别 3 进行程序的编写： 我们现已经接触过发明家级别的编程，今天我们将学习更复杂的一些发明家级别 的编程环境，不过当我们进入到其中的时候就会发现其实它挺简单的。

程序流程图 相扑比赛的程序其实很好编写，当启动机器人时，机器人双方在安全区域寻找对 方，以最大的动力将对方推出比赛场地，如果光电传感期在运动的过程中遇到了

黑线就必须进行位置的调整，如图：6-23。

启 动

N Y

有黑线吗？

前 进 后 退

图 6-23

3、启动 ROBLAB 进入选择第二项如图：4-24，选择发明家级别 3，如图：6-25，

打开了发明家级别 3 的界面如图 6-26。

图

6-24 图 6-25

图 6-26

进行编程 ，程序如图 6-27 所示，

图 6-27

编好程序赶快下载到机器人上，看运行正常不正常。

程序检测 首先我们要进行环境光值和机器人结构的测试，比较白色和黑色的光感的值相差 多少，对程序的相关（光电传感器）参数进行调整，对机器人后退的时间进行调

整如图：6-28。

图 6-28

五．评估改进

搭建完毕 , 程序完成 , 工作似乎 才刚刚开 始 , 下面才 是开始 , 当 然也是最 重要 的部 分

结构评估改进

程序评估改进

七．任务拓展

1、在这个任务中我们看到有两个机器人同时进行比赛，我们可以做成两个相同 的机器人，也可以做成两个根本不同的机器人来进行比赛，在前面的搭建过程中 我们已经提示过大家对结构进行扩展，看看我们还能做成什么形状的机器人。如 图：6-29、6-30 所示。同学们可充分发挥自己的想象做出各种形状的机器人，只 要能完成我们的比赛目的就行。

4、如果在机器人的手臂上装上触动传感器应如何搭建，试试看，程序应怎么改 进？

5、也许大家也发现了光电传感器遇到黑线就后退，但当对方把我刚推到黑线处 时我是倒退调整位置呢？还是继续前进，这种情况下光电传感器应装在那里才真 正合理，程序应怎么编写。大家好好思考一下。

图 6-29 图 6-30

八．自我评价

我们各个小组的精选出自己的最佳结构和程序设计出自己的机器人，来进行比 赛，根据比赛的结构我们评选出这次活动的几个最佳，将他们的组名或人名填入 到表表 6-5 中，并将结果告诉你最好朋友和家长，让他们和你一起分享这份成功 的喜悦。

表 6-5

活动七.轨 迹 机 器 人

一．明确任务

深圳海涛小学－刘金桥

在现代化的工厂中有一种机器人它们负责把原器件从一个地方搬到另一个

地方。那么它们是怎样识别行走路线的呢？我们今天就学习轨迹机器人！

1、活动场地

比赛场地为 200cm×160cm，黑线宽为 2.5cm，底色为白色，线为黑色。

2、活动规则

1.两队同时比赛，分别从蓝、红色圆区出发，小车沿黑色的 R 字线行走，直到终 点。

2.起跑时，小车任何一部分均不得超出起跑区；行进时小车须随时保持在行进路 线 上，若整体脱离黑线，但能在规定时间内找到原脱离地点并继续前进到终点， 该 成绩有效。

二．设计构想

机器人会按你设计的路线行走，它是怎么识别路线的呢？要识别轨迹我们要准备光线传感 器。光线传感器可以识别轨迹的变化。机器人要沿着轨迹前进就必须结构简单灵活。

2、方案一 2、方案二 3、方案二（你是如何设计 的？）

三．尝试搭建

轨迹机器人要灵活，所以机器人结构要简单、重心要低、轮子要少、结构要 稳。

1、方案一

这个小轮为什么要这 样安装？想一想，它有什 么特点？

① ②

③ ④

机器人为什么要加

变速齿轮，这样机器人 的速度是快了还是慢 了？为什么？

⑤ ⑥

4．想想图中各部分结构的作用？

四．编程测试

机器人怎样利用光感识别行走路线呢？ 当光感检测到黑线光值降低，当光感离开黑线光值上升。我们可以利用这一个特 点进行编程。

向左走 直 行

光感检

测到黑 线

1 号光

感检测 到黑线

2 号光

感检测 到黑线

向右走

向右走

向左走

分析一下两种编程方案，有什么不同？ 直 行

循环结束

循环结束

编程

4、方案一（光值、速度和时间需调整）

5、方案二（光值、速度和时间需调整）

6、方案三（你是如何设计程序的？）

测试（把你的测试数据填在下表）

五．问题探究（小组讨论：你们的机器人还需要怎样改进？）

六．执行任务（分小组来一次比赛。看谁是冠军！）

七．评估改进

（把你的机器人和其他小组的机器人进行对比或几个方案进行对比， 想想还可不可以改进！）

结构评估改进

程序评估改进

八．任务拓展

小车先沿外线走，在行走中哪个弯道容易出现失误？如果换成沿内线走呢？在这 里我们可以使用变线。那程序该如何写？

我们看到用上面的程序小车能实现我们的要求，但它的速度太慢，如何提高 小车的速度？

如何改进小车的结构及性能？你有新的设想吗？ 如何改进小车增加光感提高小车的速度并能识别交叉的轨迹？

九．评价反馈

自评

4、以小组为单位，每个同学讲一讲自己在这次活动中学到了什么？

5、自己为完成任务做了哪些贡献？

6、你给你们组的机器人作评价。

互评 小组成员间讨论后互相评价。

5、最富创意的是谁？

6、最坚忍不拔的是谁？

7、心灵手巧的是谁？

8、最佳组员是谁？ 反馈

5、活动的趣味性：

6、活动设计：

7、在活动中自己需要提高和改进的：

活动八.音乐盒

一 . 明确任务

深圳上步中学－张涛

我 们的机器 人辅导老 师是我们 最喜爱的 老师之一 ，下个星 期天就是 他 的 （她） 生 日了， 为 了体现我 们机器人 小组的特 色， 队友 们商量之 后 ， 决 定 送给他（ 她）一份 特别的礼 物——机 器人音乐 盒。

我 们可都是 机器人小 组的精英 ，让我们 现在开始 吧！

活动规则

分组搭 建机器人 ，最后看 看老师最 喜欢那一 组的作品 ：

1 、 机 器人音乐 盒要搭建 精美，装 饰的有模 有样！

2 、 音 乐盒要为 老师的生 日献上一 首歌！

3 、 配 合着音乐 ，机器人 音乐盒缓 慢的原地 转动着！ 这 些，你能 做到吗？

二．设计构想

生日 时应该选 择演奏舒 缓 、 深情 的曲子 ， 为 了配合 音乐 ， 机 器人 应 该 缓缓的转 动 ， 要做 到这一点 ，除 了在 程序中放 缓马达的 能量等级 ，更 重 要 的是搭建 时注意齿 轮的组合 !

三．尝试搭建

先看 看 A 组 同学们的 作品吧！

通过皮筋 减缓马达 的速度， 你想到 了吗？

皮 筋一端接 小齿轮， 用以带动 大齿轮 这 样做是为 了达到什 么目的呢 ？

接上可爱的公仔，给老师的音乐盒终于搭建成功了，不过好象别的小组

做的更好哦，看来还得好好改进！

四．编制程序

（一 ）、关于程序的思考 ：（大脑 思考问题 的过程）

当点击触觉感应器时，音乐盒开始缓缓的转动，随即音乐声悄然而至， 机器人音乐盒就可以代我们为老师献上深深的祝福了……

（二 ）、流程图 （ RCX 解决 问题 的过程）