一、前言
在机器人竞赛中，巡线”特指让机器人沿着场地中一条固定线路
（通常是黑线）行进的任务。作为一项搭建和编程的基本功，巡线既可以是独立的常规赛比赛项目，也能成为其他比赛项目的重要技术支撑，在机器人比赛中具有重要地位。
二、光感中心与小车转向中心
以常见的双光感巡线为例，光感的感应中心是两个光感连线的中点，也就是黑线的中间位置。而小车的转向，是以其车轮连线的中心为圆心进行的。很明显，除非将光感放置于小车转向中心，否则机器人在巡线转弯的过程中，探测线路与做出反应之间将存在一定差距。而若将光感的探测中心与转向中心重合，将大幅提升搭建难度并降低车辆灵活性。因此，两个中心的不统一是实际存在的，车辆的转向带动光感的转动，同时又相互影响，造成机器人在巡线时对黑线的反应过快或者过慢，很多巡线失误由此产生。
所以在实际操作中，一般通过程序与结构的配合，在程序中加入一定的微调动作来弥补其中的误差。而精准的微调，需要根据比赛场地的实际情况进行反复调试。
三、车辆结构
巡线任务的核心是让机器人小车按照场地中画出的路线行进，因此，根据任务需要选择合适搭建方式是完成巡线任务的第一步。
1、前轮驱动
前轮驱动的小车一般由两个动力轮和一个万向轮构成，动力轮位于车头，通过左右轮胎反转或其中一个轮胎停转来实现转向，前者的转向中心位于两轮胎连线中点，后者转向中心位于停止不动的轮胎上。由于转向中心距离光感探测中心较近，可以实现快速转向，但由于机器人反应时间的限制，转向精度有限。
2、后轮驱动
后轮驱动的小车结构和转向中心与前轮驱动小车类似，由于转向
中心靠后，相对于前轮驱动的小车而言，位于车尾的动力轮需要转动较大的幅度，才能使车头的光感转动同样角度。因此，后轮驱动的小车虽转向速度较慢，但精度高于前轮驱动小车。对于速度要求不高的比赛而言，一般米用后轮驱动的搭建方式。
3、菱形轮胎分布
菱形轮胎分布是指小车的两个动力轮位于小车中部，前后各有一个万向轮作为支撑。这样的结构在一定程度上可以视为前轮驱动和后轮驱动的结合产物，转向速度和精度都介于两者之间。这种结构的优势在于转向中心位于车身中部，转弯半径很小，甚至能以自身几何中心为圆心进行原地转向，适合适用于转90 °弯或数格子行进等一些比较特殊的巡线线路。
这种结构最初应用于RCX机器人足球上，居中的动力源可以让参赛选手为机器人安装更多的固定和防护装置，以适应比赛中激烈的撞击，具有很好的稳定性。而对于NXT机器人而言，由于伺服电机的形状狭
长不规律，将动力轮位于车身中部的做法将大幅提升搭建难度，并使
车身重心偏高，降低转弯灵活性。
4、四轮驱动
四轮驱动的小车四个轮胎都有动力，能较好地满足一些比赛中爬坡任务的需要。小车的转向中心靠近小车的几何中心，因此能进行原地转弯运动，具有较好的灵活性，特别适用于转90 °弯或数格子行进等任务
一些比较特殊的巡线线路。虽然与后轮驱动小车相比，转向中心比较靠前，转向精度较小，但四轮驱动小车没有万向轮，转弯需要靠四个轮胎同时与地面摩擦，加大转弯的阻力，因而转弯精度应介于菱形轮胎分布的小车和后轮驱动小车之间。
四轮驱动的小车最大优势在于具有普遍适应性，熟练掌握此结构的参
赛选手能在参加FLL工程挑战赛、WRO世界机器人奥林匹克等一些比较复杂的比赛中占据一定优势。
四、编程方案
1、单光感巡线
单光感巡线是巡线任务中最基础的方式，在行进过程中，光感在黑线与白色背景间来回晃动，因此，这种巡线只能用两侧电机交替运动的方式前进，行进路线呈之”字形。这种巡线方式结构简单易于掌握，但由于只有一个光感，对无法在完成较为复杂的巡线任务（如遇黑线停车、识别线路交叉口等），且速度较慢。
基本思路：光感放置于黑线的左侧，判黑则左轮不动右轮前进，判白
则右轮不动左轮前进，如此交替循环。参考程序如下图：
2、单光感巡线+独立光感数线
在很多比赛中，机器人需要做的不仅仅是沿着黑线行进，还需要完成一些其他任务，如在循迹路线上增加垂直黑线要求停车、放置障碍物要求躲避等内容。此时，单光感巡线已不能满足要求。下面以要求定点停车为例，简要介绍单光感巡线+独立光感数线的编程模式。
基本思路：在此任务中要求在垂直黑线处停车，则需要跳出单光感巡线的循环程序体系，可以通过设置循环程序的条件实现这一功能。由于程序的设定，负责巡线的3号光感在行进时始终位于黑线的左侧，不会移动到黑线右侧的白色区域，因此在黑线右侧设置一个光感（4号）专门负责监视行进过程中黑线右侧的区域，当此光感判黑时，即可判断出小车行进到垂直黑线处，于是终止单光感巡线的循环程序，执行规定的停车任务，然后向前行进一小段距离驶过垂直黑线，继续单光感巡线任务。参考程序如下图：
上述程序只适用于停车一次的需要，在实际比赛中需以定点停车、
蔽障任务为基点，将巡线赛道划分为若干个小段依次设定程序，或采
用两重循环的程序，重复执行巡线定点停车任务：
3、双光感巡线
双光感巡线是机器人竞赛中最常见的巡线模式，两个光感分别位于黑线两侧，以夹住黑线的方式行进。根据两个光感读取的数值不同，可以将光感的探测结果分为左白右黑、左黑右白、双白和双黑四种情况，根据这四种探测结果，分别执行右转、左转、直行和停车四种动作的
程序命令。由于这种方法能让两个电机同时工作，机器人运动的速度较快，同时采取两个光敏监测黑线，精度也有所提高。
基本思路：使用两重光感分支程序叠加，为四种探测结果设定与之对应的程序反应，形成循环程序结构，参考程序如下图：
4、双光感巡线+独立光感数线
一般而言，一个以巡线为基础的比赛，会在巡线的基础上增加定点停车、识别交叉口、绕开障碍等多项任务，想要准确识别并完成这些任务，需要在掌握上述双光感巡线技术的基础上，以定点停车、蔽障任务为基点，将巡线赛道划分为若干个小段，使用传感器、逻辑判断等方式跳出双光感巡线的循环程序，执行与完成任务相对应的程序，然后重新进行巡线任务。
以双光感巡线+独立光感数线的模式为例，在双光感巡线的基础上，其中一个光感的外侧再放置一个光感。由于使用双光感巡线，标记行进路线的黑线将始终位于前两个光感之间，因而第三个光感探测到黑线只会是两种情况——抵达停车地点或巡线路线交叉处，于是以第三个光感探测到黑线作为结束循环的条件进行编程，参考程序如下：注：由于光感放置位置的原因，使得第三个光感判黑的时候，前两个光感探头必然同时处于黑线上或十分接近，完全能以第三个光感判黑代替前两个光感同时判黑的情况，因此在巡线循环部分将双光感判黑的一个分支跳过不予编程。
五、延展
上述内容为巡线任务的基础知识，仅根据光感的探测做出反应，简单地将光感探测中心与小车转向中心重合（将小车视为一个仅有重量没有体积的质点），可完成一些线路有弧度的平滑路线，对于较难的巡线弯道，如直角弯、V”字形弯道等特殊线路，则必须考虑转向中心和
探测中心的区别，需要特殊对待。
一般而言，在探测到此类弯道之后，需要先精确控制小车运行时间，
将小车的转向中心移动到弯道的中心（如V”字形弯道的定点），此时光感全部脱离黑线，再原地转动车身，当负责夹住黑线行进的光感重新探测到黑线时，则小车已完成转弯任务并回到循迹路线，然后继续执行巡线任务。
以上内容仅为本人的一些经验粗略总结，如有不当之处，敬请大家指正，希望能起到抛砖引玉的作用。
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21世纪是一个科技飞速发展的时代。如何让学生们更早地接触科技知识， 激发他们对科学的兴趣？如何帮助他们更好地面对未来社会激烈的竞争？面对这一切，我们必须选择更好的教学途径与教学工具，尤其科技方面的教学。机器人教育倡导先进的教育理念，配合循序渐进的学习工具和完整的教学资源，被普遍应用于国外的课堂和科技活动中。乐高教育系列是专门为不同年龄的学生设计，并用于课程的。所有的软硬件可以相互兼容或混合使用，逐步引导学生面向未来的科技挑战，学生也可以根据自己的能力挑战自己，培养自己的创新精神和实践能力。 特别指出，机器人教育旨在以其独具特色的教学方法，做中学的教育理念 引导学生循序渐进地机器人知识。使用机器人套装，学生在课堂中的整个构思、设计和开发过程俨然是实际工作和生活中的真实体验。他们就像真正的工程师一样，针对项目主题，进行研究、策划、设计、组装和测试。通过鼓励学生们主动调查、动手实践，让他们亲身体验抽象的理论如何变成了触手可及的答案，享受成功的兴奋。在活动中，学生不仅可以学到有关机械、电子、计算机等技术知识，更可帮助他们培养良好的生活习惯与生存技能：与人的沟通与合作、对他人的尊重、毅力的培养，自信心的树立及时间的合理分配、利用等等，为将来走上社会面对新的挑战做好充分的准备。 （中国学生研究乐高机器人；美国麻省理工学院生使用乐高机器人做科研项目.） 1， 机器人教育所提倡的教学理念：做中学！ ①，20世纪最有影响力的20名科学家之一瑞士儿童心理学家Piaget 博 士的观点： “建构论” - 知识不是灌输的。当学生们在动手制作(建构)一 些有意义的事物时，如用沙子堆城堡、写诗、设计小机器、写故事、编写电 脑程序、或者搭积木,这时是学生学习知识的最好时刻. ②，做中学与传统教学的区别： 抽象的能力 解决问题的能力 模仿 传授 做中学（活动与项目） (Activity&projec t) 研究性学习 学生参与程度高 教师参与程度高
××××学院 毕业设计说明书 题目智能巡线机器人设计 学生 系别机电工程系 专业班级机械设计制造及其自动化机电03.3班学号 指导教师
××××学院 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：智能巡线机器人设计 系：机电系专业：机械设计制造及其自动化（机电一体化） 班级：学号： 学生：指导教师： 接受任务时间 教研室主任（签名）系主任（签名） 1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 1.总体方案设计； 2机械整体设计； 3.控制设计； 4编写设计说明书； 2．指定查阅的主要参考文献 1.《机器人控制电子学》 2.《机器人探索》 3.《机器人的创意设计与实践》 4．《MSP430系列——FLASH型超低功耗16位单片机》 （电子和机械方面的书）
近年来机器人的研究和应用已经不仅仅局限于军用领域。许多应用于军用机器人上的成功技术已经在民用机器人中得到了一定的应用。在工业机器人的基础上，运用了传感器技术和单片机智能控制技术，设计出了一种能自动运送货物的职能巡线机器人。 论文首先对智能巡线机器人总体设计方案进行叙述，阐述其各要素的工作原理，然后就整个智能巡线机器人系统划分为五个模块，分章节对各个模块设计制作进行阐述。 机器人机械结构部分，通过分析常用的车轮驱动配置方式，择优选择了前排安装两个万向轮、后排安装两个独立驱动轮的设计方案，充分考虑到了巡线的简易性和稳定性。 机器人传感器接口与驱动电路部分，详细阐述了光电传感器检测信号原理，叙述了设计所采用的光电传感器接口电路详细设计方案，分析了传感器采用该种布局方案的原因。针对机器人的机械特性和速度要求，选用了L298N驱动芯片驱动电机，分析了它的优缺点和可行性。 机器人主控系统硬件部分阐述了主控芯片选型，主控电路设计方案，以及相应的接口说明。软件部分在MSP430平台上实现了快速、稳定、准确的巡线方法。 关键词:机器人；巡线；光电检测；PWM驱动。
乐高机器人—齿轮篇 在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。要认识各种各样的传动机构，了解其工作原理及其优缺点，什么时候用哪种传动系统最有效等，从而设计出出色的机器人系统。 2.1简介 齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。探索齿轮的一种非常有用的特性：将一种力魔法般的转换成另外一种力。介绍一些新的概念——速度、力、扭矩、摩擦力；还有一些简单的机械理论基础。认识齿轮和简单杠杆之间的相似点。 2.2齿数的计算 一般用中至少需要两个齿轮，如图2.1所示，为两个普通的乐高齿轮：左边是8齿齿轮，右边是24齿齿轮。齿轮的最重要属性就是它的齿数。齿轮是根据齿数分类的：它的英文缩写就代表它的名字，例如24齿的齿轮可以表示为24t 。 图2.1 一个8齿和24齿的齿轮 例子中使用了8齿和24齿的两个齿轮，分别固定在一根轴上。两轴与一带孔梁相配合，两孔间距两个乐高单位（一个乐高单位就相当于相邻两孔间距），现在一手拿住梁，另一手轻轻地转动其中一根轴，注意到的第一个特性：当转动其中一根轴时，另一轴也同时转动，因此，齿轮的基本属性就是可以将运动从一根轴传到其它轴上。第二个特点是你不需要用很大的力去转动它们，因为齿轮间配合
相当紧凑，摩擦力很小，这也是乐高工艺系统大特性之一：部件之间配合精度高。第三个特点是两根轴反向转动：一个顺时针，一个逆时针。第四个特点：也是最重要的特性，就是两根轴的旋转速度不同。当转动8齿齿轮时，24齿齿轮转动得很慢；而24齿的齿轮转动时，8齿齿轮转动得很快。 2.3加速和减速传动 先转动大齿轮（24齿），它的每一个齿都与8齿的两个齿啮合的很好。当转动24齿，每一次在齿轮的接触面一个新齿取代前一个齿时，8齿也刚好转过一个齿，因此，大齿轮转过8个齿（24齿的齿轮）就可以让小齿轮转过一圈（360度）。当大齿轮再转过8个齿时，小齿轮又转了一圈。在你转动24齿齿轮的最后8个齿时，8齿齿轮转过第三圈。这也是两轴产生不同速度的原因：24齿齿轮转动一圈，8齿齿轮转动了三圈！我们用两个齿轮齿数之比来表示两者的关系：24比8。经过简化，得到3:1。从数字来看，24齿齿轮1转就相当与8齿齿轮的3转。 由此，我们得到一种加速的方法（从技术角度来将应称为角速度，而不是速度）。这时候你可能会想到在竞速小车上使用巨大的传动比。遗憾的是，在力学中有得必有失，获得了速度，同时就减少了扭矩，简单的说，就是在力量上的损失会转化为速度——速度越快，扭矩就越小。比率也相同：如果获得了三倍的角速度，你的扭矩会减小到原来的1/3。 齿轮有一个有趣的特性：扭矩和速度的转换是对称的，你可以将扭矩转换成速度，反之亦然。当系统增加速度而减小扭矩时，我们称为加速，反之我们称为减速。什么是扭矩？ 当你用扳手转动螺钉上的螺母时，即产生扭矩。扳手动时，螺母产生抵阻力，你握手柄的地方离螺母越远，你需要施加的力就越小。实际上，力矩是两个参数的乘积：距离和力。增加其中一个量，就可以增加扭矩。力矩的度量单位就是力的单位和距离的单位，国际单位表示为牛顿米（Nm）或者是牛顿厘米（Ncm）。如果熟悉杠杆，你会认识到它们之间的相似性。对于杠杆，合力的大小依赖施力
文章编号 2 2 2 架空电力线路巡线机器人的研究综述Ξ 张运楚 梁自泽 谭民 中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室 北京 摘要 回顾了国内外架空电力线路巡线机器人的研究现状 分析了几种巡线机器人的结构特点及存在的问题 详细探讨了巡线机器人避障!工作电源及线路故障探测等关键技术 最后 展望了架空线路巡线机器人的发展趋势和应用前景 关键词 巡线机器人 架空电力线 故障探测 避障 中图分类号 ×° 文献标识码 ΜοβιλεΡοβοτφορΟ?ερηεαδΠοωερλινεΙνσπεχτιον αΡε?ιεω ≠∏ 2 ∏ 2 × (ΚεψΛαβορατορψοφΧομπλεξΣψστεμσανδΙντελλιγενχεΣχιενχε,ΙνστιτυτεοφΑυτοματιον,ΧηινεσεΑχαδεμψοφΣχιενχεσ,Βει?ινγ ,Χηινα) Αβστραχτ:× √ √ √ × √ ∏ ∏ √ 2 ∏ √ ∏ ∏ ∏ ? √ √ √ Κεψωορδσ: √ ∏ √ 1引言(Ιντροδυχτιον) 采用高压和超高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式 电力线及杆塔附件长期暴露在野外 因受到持续的机械张力!电气闪络!材料老化的影响而产生断股!磨损!腐蚀等损伤 如不及时修复更换 原本微小的破损和缺陷就可能扩大 最终导致严重事故 造成大面积的停电和巨大的经济损失 因此 电力公司要定期对线路设备巡检 及时发现早期损伤和缺陷并加以评估 然后根据缺陷的轻重缓急 以合理的费用和正确的优先顺序 安排必要的维护和修复 从而确保供电可靠性 目前 对输电导线进行巡检的方法主要有两种 地面目测法 采用肉眼或望远镜对辖区内的电力线进行观测 由于输电线路分布点多面广!地理条件复杂 巡线工人需要翻山越岭!涉水过河!徒步或驱车巡检 这种方法劳动强度大 工作效率和探测精度低 可靠性差 航测法 直升飞机巡线 直升飞机沿输电线路飞行 工作人员用肉眼或机载摄像设备观测和记录沿线异常点的情况 这种方法尽管距离接近 提高了探测效率和精度 但电力线从观察者或摄录设备的视野中快速通过 增加了技术难度 运行费用较高≈ 移动机器人技术的发展 为架空电力线路巡检提供了新的移动平台 巡线机器人能够带电工作 以一定的速度沿输电线爬行 并能跨越防震锤!耐张线夹!悬垂线夹!杆塔等障碍 利用携带的传感仪器对杆塔!导线及避雷线!绝缘子!线路金具!线路通道等实施接近检测 代替工人进行电力线路的巡检工作 可以进一步提高巡线的工作效率和巡检精度 因此 巡线机器人成为巡线技术研究的热点 2国内外研究现状(Ρεσεαρχηστατυσατηομεανδαβροαδ) 巡线机器人的研究始于 世纪 年代末 日本!加拿大!美国等发达国家先后开展了巡线机器人 第 卷第 期 年 月机器人 ×? ≥ Ξ基金项目 国家 计划资助项目 收稿日期
乐高机器人考试
全国青少年机器人技术等级考试测试试卷（一级） 分数：100 题数：45 总体情况 姓名开始时间结束时间用时(分钟) 得分得分率是否通过 考试状态 JQR 2018-03-11 12:33:38 2018-03-11 12:33:44 0.08 *** *** *** 已提交 一、单选题(共30题，每题2分，共60分) 1. 如下图齿轮组所示，齿轮1的直径是20,转速为100rpm，齿轮2的直径是40，齿轮3的直径是10，当齿轮1为主动轮时，齿轮3的转速为 A. 50 B. 100 C. 200 D. 150 2.下列说法正确的是 A. 只要是利用杠杆原理的，都是省力杠杆。 B. 千斤顶利用了杠杆原理，为了省力。
C. 推动带有四个轮子的货车是利用了杠杆原理。 D. 生活中无费力杠杆。 3.下列人物形象中，哪一个是机器人？ A. B.
C. D. 4.当阻力作用线到支点作用线的距离大于动力点到支点的距离时，杠杆 A. 省力 B. 费力 C. 既不省力也不费力 D. 以上答案都不对 5.如下图中，动滑轮有（）个。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 0 6.木工师傅使用斧头作为工具，是利用（）能省力的原理。 A. 滑轮 B. 轮轴 C. 斜面 D. 杠杆 7.在日常生活中，用10N的拉力不能提起重15N的物体的简单机械是 A. 一个定滑轮 B. 一个动滑轮 C. 杠杆 D. 斜面 8.机器人的英文单词是 A. botre B. boret C. robot D. rebot 9.关于轮轴的描述，下列说法正确的是
2018泰雅普积木式开源机器人 “室内导航挑战赛”竞赛规则/计分表 一、竞赛任务 比赛中，机器人从起点出发，完成倒车入库的任务后找到事先放置在圆形任务区的魔方，将魔方运送到正方形任务区的魔方放置点，之后小车回到到达区。 二、竞赛细则 1、比赛时间和计分方法 每个选手有两轮比赛机会，单轮比赛时间为2分钟。单轮的比赛分=完成任务的分数+时间加成分数。竞赛成绩统计时，取两轮的最好成绩为最终比赛成绩。 2、选手/队伍顺序 单轮比赛中，上一个选手开始比赛时，会通知下一个选手上场准备。在规定时间内（裁判通知后的1分钟内）没有准备好的机器人的队伍将丧失本轮比赛机会，但不影响另一轮的比赛。 3、赛前搭建与调试 参赛队伍机器人可预先搭建和编程，比赛前一天有2小时编程调试时间。每轮比赛开始前，机器人由裁判封存，参赛队员未经允许不得再接触机器人，否则将被取消参赛资格。 4、场地 比赛场地采用彩色写真布，有效尺寸1800mm*1100mm。 从场地上的起点区域出发，各个任务区之间无任何轨迹线引导。 下图是场地图形（该图仅供2017年泰雅普积木式机器人室内导航挑战赛示例参考用，实际场地以泰雅普官方提供或购买为准）：
图1.竞赛场地示意图 5、机器人规格和材料标准 （1）尺寸：机器人在起点区的最大尺寸为25cm×20cm×15cm（长×宽×高），离开出发区后，机器人的机构可以自行伸展，但必需确保通过终点区时的尺寸不大于25cm×20cm×15cm（长×宽×高）。 （2）控制器：每台机器人只允许使用一个控制器 （3）电机：机器人使用的直流电机或舵机数量不超过4个（包含4个）。 （4）传感器：机器人禁止使用带危险性传感器，如激光类传感器。相同类型的传感器数量不超过3个（包含3个）。 （5）电源：每台机器人电源类型不限，但电源输出电压不能超过10V。 三、竞赛任务 1、竞赛任务设置 小学组和中学组任务相同。 2、竞赛中每轮比赛终止说明 （1）机器人到达终点区域，该轮比赛结束； （2）竞赛中机器人脱离场地约束区，该轮比赛结束；
2011年全国职业院校技能大赛高职组机器人赛项 自动机器人平台说明 目录 第一章自动机器人平台概述 (3) 1.1 自动机器人平台的总体构成...........................................................................................3 1.2 自动机器人平台按键部分...............................................................................................4 1.3 机器人平台的充电...........................................................................................................4 第二章自动机器人平台系统结构. (4) 2.1自动机器人平台机械部分................................................................................................4 2.1.1 机器人平台机械部分组成...........................................................................................4 2.1.2 机器人平台运动详解...................................................................................................5 2.2 自动机器人平台控制系统...............................................................................................5 2.2.1 概述..............................................................................................................................5 2.2.2 主控制板. (5) 2.2.3 巡线传感器..................................................................................................................9 2.2.4 传感器信号处理板.....................................................................................................10 2.2.5 电机驱动板................................................................................................................12 2.3 机器人平台控制程序.....................................................................................................14 2.3.1 控制程序流程图 (15) 2.3.2 软件函数说明............................................................................................................17 第三章自动机器人平台的装配和调试 (18)
单光感巡线教学设计 乐清市淡溪镇第二学侯晓辉一、教学内容与分析 巡线就是机器人沿着地面的一条线走，基本原理就是通过检测反射回来的光的强度来判断机器人与线的位置偏差有多少。本课教学内容单光感寻线是巡线任务中最基础的方式，是光电传感器在机器人上的应用。通过光电传感器测试反射光强度来辨别颜色，在安装光电传感器之后，需要编写程序实现。 二、教学目标 1、了解光电传感器的工作原理。 2、掌握用光电传感器识别黑色和白色的方法。 3、理解巡线传感器与条件判断语句、循环语句的综合运用。 4、逐步掌握根据实际环境调试机器人的方法。 5、感受探究性学习“发现问题、分析问题和解决问题”的过程。 6、体会“迁移”、“比较”的方法对学习的帮助与促进作用。 7、乐于进行自主学习与创造活动，体验完成任务后成功的喜悦。 三、教学重难点 1、理解判断语句、循环语句的含义。 2、掌握利用光电传感器识别黑色和白色的方法。。 四、教学准备 乐高机器人（EV3），利用黑色胶布贴出的环形路线图，多媒体设备，多媒体课件。 五、设计理念 （一）“授人以渔”比“授人以鱼”更重要 在教学活动中，学生掌握一定的知识和技能是必需的，但与此同时更应注重掌握过程与方法，培养能力，促进学生的发展。知识与技能是基础，能力（过程）与方法是核心。本课在新知识和新技能的学习过程中，设计了感受探究学习的过程，体会迁移与比较的学习方法，基础与核心相互渗透与交融，但更关注教与学的过程，注重学生能力的培养。 （二）智能机器人课程是能力培养的工具和载体 智能机器人作为多种科学技术的融合体，天生就深受青少年的喜爱。青少年学生学习智能机器人课程，不应是学习如何使用一种智能机器人，不应是仅仅学习智能机器人技术本身，而是通过课程的学习培养动手能力、思维能力和创造能力。 （三）丰富有趣、注重体验的课堂更能提高学习效率、促进学生发展 心理学研究表明，多种方式和手段的刺激，能有效提高和强化同一内容的学习效率。本课在设计过程中，采用表演的形式，使用贴近学生生活实际的例子，课堂丰富有趣，学生感兴趣爱学。同时，智能机器人的课堂是“做中学”的模式，注重体验的过程，学生在课堂上有大量动手实践的机会，学生乐学。这样的课堂更能提高学习效率，促进学生发展。 六、教学过程
第一章绪论 §1.1研究背景及意义 电力系统最重要的任务是提供高质量和高可靠性的电力。电力传输必须依靠高压输电线路，它的安全稳定运行直接影响电力系统的可靠性。由于输电线路分布点多、面广，绝大部分远离城镇，所处地形复杂，自然环境恶劣，且电力线及杆塔附件长期暴露在野外，会受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原来微小的破损和缺陷就可能扩大，最终导致严重事故，造成大面积停电，从而造成极大的经济损失和严重的社会影响。所以，必须对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握和了解输电线路的运行情况以及线路周围环境和线路保护区的变化情况，以便及时发现和消除隐患，预防事故的发生，确保供电安全。目前，对输电线路的巡检主要采用两种方法，即地面人工目测法和直升飞机航测法。前者的巡检精度低，劳动强度大，且存在巡检盲区。部分地区大雪封山时，车辆和行人无法进入(如图1.1所示)；在深山还有野兽出没，这给巡视人员带来了很大的安全隐患；后者则存在飞行安全隐患且巡线费用昂贵(如图1.2所示)。如果用直升机巡视替代地面巡视，则每100公里1年巡视费用同塔双回线需217.92万元（单回线136万元）。如果用直升机在整个东北电网覆盖地区巡视则需超过5000万元。费用过于昂贵，直接限制了直升机巡视的广泛推广。 由于巡线机器人可以克服上述缺陷，因此，巡线机器人已成为特种机器领域的一个研究热点。巡线机器人不仅可以减轻工人巡线的劳动强度，降低高压输电的运行维护成本，还可以提高巡检作业的质量和科学管理技术水平，对于增强电力生产自动化综合能力，创造更高的经济效益和社会效益都具有重要意义。 巡线机器人悬挂于架空避雷线上，并以此为行驶作业路径，通过自动控制方式完成输电线路巡检作业，及对线路的机械电气故障，包括绝缘子劣化和污秽、导线的机械破损、连接金具机械松脱等故障进行检测。其特殊的作业环境要求机器人能够沿输电导线全程运行，包括沿输电导线的直线段和耐张线段实现滚动爬行，跨越及避让悬垂线夹、悬垂绝缘子、防振锤、耐张线夹等结构型障碍物。 因此，机器人的本体设计是整机设计中一个相当重要的部分，需经过多次反复才能完成；在进行机器人结构分析和设计时，需要建立一定的实验环境(导线物理模型、障碍物等)，对样机进行多次实验以检验其是否能达到预期的目标，这就导致其设计的周期长、设计效率低以及改型工作量大等缺点。此外，样机的单机制造增加了成本。在竞争的市场条件下，基于物理样机的设计验证过程严重
一、前言 在机器人竞赛中，“巡线”特指让机器人沿着场地中一条固定线路（通常是黑线）行进的任务。作为一项搭建和编程的基本功，巡线既可以是独立的常规赛比赛项目，也能成为其他比赛项目的重要技术支撑，在机器人比赛中具有重要地位。 二、光感中心与小车转向中心 以常见的双光感巡线为例，光感的感应中心是两个光感连线的中点，也就是黑线的中间位置。而小车的转向，是以其车轮连线的中心为圆心进行的。很明显，除非将光感放置于小车转向中心，否则机器人在巡线转弯的过程中，探测线路与做出反应之间将存在一定差距。而若将光感的探测中心与转向中心重合，将大幅提升搭建难度并降低车辆灵活性。因此，两个中心的不统一是实际存在的，车辆的转向带动光感的转动，同时又相互影响，造成机器人在巡线时对黑线的反应过快或者过慢，很多巡线失误由此产生。
所以在实际操作中，一般通过程序与结构的配合，在程序中加入一定的微调动作来弥补其中的误差。而精准的微调，需要根据比赛场地的实际情况进行反复调试。 三、车辆结构 巡线任务的核心是让机器人小车按照场地中画出的路线行进，因此，根据任务需要选择合适搭建方式是完成巡线任务的第一步。 1、前轮驱动 前轮驱动的小车一般由两个动力轮和一个万向轮构成，动力轮位于车头，通过左右轮胎反转或其中一个轮胎停转来实现转向，前者的转向中心位于两轮胎连线中点，后者转向中心位于停止不动的轮胎上。由于转向中心距离光感探测中心较近，可以实现快速转向，但由于机器人反应时间的限制，转向精度有限。 2、后轮驱动
后轮驱动的小车结构和转向中心与前轮驱动小车类似，由于转向中心靠后，相对于前轮驱动的小车而言，位于车尾的动力轮需要转动较大的幅度，才能使车头的光感转动同样角度。因此，后轮驱动的小车虽转向速度较慢，但精度高于前轮驱动小车。对于速度要求不高的比赛而言，一般采用后轮驱动的搭建方式。 3、菱形轮胎分布 菱形轮胎分布是指小车的两个动力轮位于小车中部，前后各有一个万向轮作为支撑。这样的结构在一定程度上可以视为前轮驱动和后轮驱动的结合产物，转向速度和精度都介于两者之间。这种结构的优势在于转向中心位于车身中部，转弯半径很小，甚至能以自身几何中心为圆心进行原地转向，适合适用于转90°弯或数格子行进等一些比较特殊的巡线线路。 这种结构最初应用于RCX机器人足球上，居中的动力源可以让参赛选手为机器人安装更多的固定和防护装置，以适应比赛中激烈的撞击，具有很好的稳定性。而对于NXT机器人而言，由于伺服电机的形状狭长不规律，将动力轮位于车身中部的做法将大幅提升搭建难度，并使车身重心偏高，降低转
电子科技大学 实验报告 学生姓名：涂冬冬等学号：280800300 指导教师：任玉琢 实验地点：科研楼A221 实验时间：2010年10月28日一、实验室名称： 机器人远程控制国际联合实验室 二、实验项目名称： Legao巡线机器人 三、实验原理： 机器人通过检测反射回来的光的强度来判断机器人与线的位置偏差。双光感巡线的逻辑运算直接判断两个光感的接收到的光的强度。如果左边的光感检测到黑，就左转（机器人位置右偏）。如果右边的光感检测到黑，就右转（机器人位置左偏）。如果2个光感都没检测到黑线，就直走（机器人位置合适）。 特别注意：小车速度过快，导致小车冲出线外，此时机器人也检测不到黑线。调节速度，避免出现此种情况。
四、实验目的： 1、熟悉lejos软件的操作 2、了解基于legao的巡线机器人的基本原理 3、初步掌握Java语言编程 五、实验内容 搭建巡线机器人平台 安装软件平台 编写巡线程序 六、实验器材 NXT1个，马达2个，光电传感器2个，电池6节，车轮、轴、销
若干 七、实验步骤 1.搭建巡线机器人 1)准备NXT 2)连接马达 3)固定马达 4)连接轮子 5)安装前轮 6)安装光电传感器 2.安装软件平台 1)安装Java 开发工具包JDK（Java Development Kit） 2)安装乐高USB 驱动程序 3)安装Lejos 4)安装Libusb，刷新NXT的Firmware 5)解压、运行Eclipse 3.程序调试 4.小车巡线 八、实验数据及结果分析：
九、实验结论： 1、通过本次实验、验证了Lego机器人，制作巡线机器人的可操作性；2,、在了解到各个部件及其功能特性组织的前提下，对车的组件进行拼装，得到一部性能稳定，可靠性高的巡线线小车； 3、所制作好的单传感器能在两条黑线与白线之间按迹行走； 十、总结及心得体会： 通过本次实验，加深了我们对巡线机器人的了解，更进一步的掌握了各部件之间的功能特性，让我们在更多的实验当中灵活利用各个部件以实现结构更加复杂，功能更加强大的机构或机器。在实验中要 注意各个部件之间的连接是否稳定，是否能完成既定项目的要求。
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乐高机器人—齿轮篇教案 在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。要认识各种各样的传动机构，了解其工作原理及其优缺点，什么时候用哪种传动系统最有效等，从而设计出出色的机器人系统。 简介 齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。探索齿轮的一种非常有用的特性：将一种力魔法般的转换成另外一种力。介绍一些新的概念——速度、力、扭矩、摩擦力；还有一些简单的机械理论基础。认识齿轮和简单杠杆之间的相似点。 齿数的计算 一般用中至少需要两个齿轮，如图所示，为两个普通的乐高齿轮：左边是8齿齿轮，右边是24齿齿轮。齿轮的最重要属性就是它的齿数。齿轮是根据齿数分类的：它的英文缩写就代表它的名字，例如24齿的齿轮可以表示为24t 。 图一个8齿和24齿的齿轮 例子中使用了8齿和24齿的两个齿轮，分别固定在一根轴上。两轴与一带孔梁相配合，两孔间距两个乐高单位（一个乐高单位就相当于相邻两孔间距），现在一手拿住梁，另一手轻轻地转动其中一根轴，注意到的第一个特性：当转动其中一根轴时，另一轴也同时转动，因此，齿轮的基本属性就是可以将运动从一根轴传到其它轴上。第二个特点是你不需要用很大的力去转动它们，因为齿轮间配合相当紧凑，摩擦力很小，这也是乐高工艺系统大特性之一：部件之间配合精度高。第三个特点是两根轴反向转动：一
个顺时针，一个逆时针。第四个特点：也是最重要的特性，就是两根轴的旋转速度不同。当转动8齿齿轮时，24齿齿轮转动得很慢；而24齿的齿轮转动时，8齿齿轮转动得很快。 加速和减速传动 先转动大齿轮（24齿），它的每一个齿都与8齿的两个齿啮合的很好。当转动24齿，每一次在齿轮的接触面一个新齿取代前一个齿时，8齿也刚好转过一个齿，因此，大齿轮转过8个齿（24齿的齿轮）就可以让小齿轮转过一圈（360度）。当大齿轮再转过8个齿时，小齿轮又转了一圈。在你转动24齿齿轮的最后8个齿时，8齿齿轮转过第三圈。这也是两轴产生不同速度的原因：24齿齿轮转动一圈，8齿齿轮转动了三圈！我们用两个齿轮齿数之比来表示两者的关系：24比8。经过简化，得到3:1。从数字来看，24齿齿轮1转就相当与8齿齿轮的3转。 由此，我们得到一种加速的方法（从技术角度来将应称为角速度，而不是速度）。这时候你可能会想到在竞速小车上使用巨大的传动比。遗憾的是，在力学中有得必有失，获得了速度，同时就减少了扭矩，简单的说，就是在力量上的损失会转化为速度——速度越快，扭矩就越小。比率也相同：如果获得了三倍的角速度，你的扭矩会减小到原来的1/3。 齿轮有一个有趣的特性：扭矩和速度的转换是对称的，你可以将扭矩转换成速度，反之亦然。当系统增加速度而减小扭矩时，我们称为加速，反之我们称为减速。
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期] 任教学科：_____________ 任教年级：_____________ 任教老师：_____________ xx市实验学校
人工智能的基本内容 合肥市第一中学许燕【教学内容分析】 本课所学习的内容是广东教育出版社出版的《人工智能初步》信息技术（选修5）中的第1章第2节，主要任务是让学生了解人工智能的基本内容，激发学生对人工智能技术进一步探索求知的欲望。本节通过一个对魔方机器人实物的剖析，让学生通过与人类比的方式了解人工智能的基本内容，让学生感受到人工智能神奇魅力。为了更好的激发学生学习人工智能的兴趣，我又让学生分组探究科技教育机器人，亲身体验机器智能，并通过引导学生畅想，让学生对人工智能的学习更加憧憬。 【学生情况分析】 对于高二的学生，人工智能对他们来说并不陌生，不论是从影视作品中，还是科技展览中，他们多多少少都有一定的了解；而且在高一时候已经有了一些智能软件的体验，如：在线翻译、与网络机器人聊天。另外，我校每年都有机器人特长生，这部分学生在小学初中都参加过教育部或科协举办的电脑机器人大赛，并获得较优异的成绩，他们都是机器人社团的成员，起着带头引领的作用。而且通过前一段时间的学习，学生已经具备了一定的自学能力和信息表达能力，所以在教学中要尽量把舞台让给学生，让学生在自主学习中提升对人工智能的兴趣。 【教学目标】 【重点难点】 教学重点：人工智能的基本内容。 教学难点：如何激发学生学习人工智能的兴趣。 【教学策略设计】 1．教学方法设计 （1）为了便于捕捉学生面对问题时的真实想法，采用师生互动探讨式教学，引导学生分析问题、观察讨论、得出结论等。 （2）开展课堂实践活动，让学生参与到课堂教学中来，培养学生的团队合作和自主探究
随着工业机器人发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高，工业机器人已在众多领域得到了应用。具体看来，中国则保持着35%的高增长率，远高于德国的9%、韩国的8%和日本的6%。其中，汽车、电子产品、冶金、化工塑料、橡胶等行业是中国使用机器人最多的几个行业，未来几年，随着行业的需要和劳动力成本的不断提高，中国机器人市场增长潜力会非常巨大。 1、汽车产业61% 在中国，60%的工业机器人应用于汽车制造业，其中50%以上为焊接机器人；在发达国家，汽车工业机器人占机器人总保有量的53%以上。据统计，世界各大汽车制造厂，年产每万辆汽车所拥有的机器人数量为10台以上。随着机器人技术的不断发展和日臻完善，工业机器人必将对汽车制造业的发展起到极大的促进作用。而中国正由制造大国向制造强国迈进，需要提升加工手段，提高产品质量，增加企业竞争力，这一切都预示机器人的发展前景巨大。 据统计，60%以上的工业机器人应用于汽车制造领域，主要应该在弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。随着现代汽车工业的发展，对机器人的需求也会越来越大，机器人在汽车制造业中所起到的作用也会更加重要。 据预测我国正在进入汽车拥有率上升时期，在未来几年里，汽车仍将每年15％左右的速度增长。所以未来几年工业机器人的需求将会呈现出高速增长趋势，年增幅达到50％左右，工业机器人在我国汽车行业的应用将得到快速发展。 2、电子电气行业7% 电子类的IC、贴片元器件，工业机器人在这些领域的应用均较普遍。目前世界工业界装机最多的工业机器人是SCARA型四轴机器人。第二位的是串联关节型垂直6轴机器人。罗百辉指出，超过全球工业机器人装机量一半的这两种工业机器人是我们关注的重点。 在手机生产领域，视觉机器人，例如分拣装箱、撕膜系统、激光塑料焊接、高速四轴码垛机器人等适用于触摸屏检测、擦洗、贴膜等一系列流程的自动化系统的应用。 专区内机器人均由国内生产商根据电子生产行业需求所特制，小型化、简单化的特性实现了电子组装高精度、高效的生产，满足了电子组装加工设备日益精细化的需求，而自动化加工更是大大提升生产效益。 据有关数据表明，产品通过机器人抛光，成品率可从87%提高到93%，因此无论“机器手臂”还是更高端的机器人，投入使用后都会使生产效率大幅提高。
NXT魔方机器人 一套LEGO Mindstorms NXT 1.0 (8527)即可组装。 基础内容 运行校正程序。 运行主程序。第一次你需要使用一个摆好的魔方，然后运行程序。程序将会计算一个零步骤的解决方案。如果不这样做，程序中止，仍然需要执行上面的步骤。 打乱魔方，让机器人自己摆好。 搭建说明 剪一张70 x 70 mm的薄纸板，剪出8 x 15 mm的圆角。 它它放到转盘上，保证魔方在一个平的表面上。这样当倾斜魔方时它就可以滑动自如了。 导线连接方式： 1 –触动传感器 2 –光电传感器或HiTechnic颜色传感器 3 –超声波传感器 A –转盘电机 B –倾斜臂电机 C –光电/颜色传感器电机 魔方
不幸的是，标准魔方上的黄色和白色被光电传感器检测到的数据是相同的。如果你没有颜色传感器，你就需要更换魔方上的一些颜色（替换全部白色或黄色）。 我用的魔方，我用深黄色替换下了本来的黄色，用浅蓝替换下了蓝色，用金色薄膜替换下了橙色，我也把魔方上印有图标的白色标签用一张平的白色标签替换。 当然你也可以使用其它颜色，只要保证光电传感器检测到的读数是可区分就可以。 使用colortest程序试验不同的颜色。使用cubetester程序检测魔方。 重要提示 光电/颜色传感器的位置非常关键，如果它距离魔方的表面太近，读数可能会不准，位置可以通过轻轻弯曲传感器臂来调整高度。最好把高度控制在：检测头距离魔方顶部大约3mm 的位置。 夹手的空隙不能太小，否则它会夹住魔方，失去原定的作用的。 如果你的魔方操作不灵活，你需要使用硅脂对它进行润滑。在润滑后，你需要用手向各个方向转几分钟。 在启动程序前保证转盘位置正确。 在启动程序前保证倾斜臂完全收回。 在机器人的上方不能有强光源。 校正 在你让机器人摆魔方前你需要校正它。校正程序校正扫描臂的位置，运行校正程序并读取NXT显示屏上的提示。当程序要求你把传感器放在魔方的中心时，你需要把传感器放到正确
简单的差速驱动装置 双差速驱动装置 制动转向装置 转向装置 三轮装置 同步驱动装置 其它结构 8.1简介 灵活的思维造就出了许许多多的机器人，运动使创造物获得了生命，带来无限的乐趣，同时也对自己的创造力进行了挑战。大多数运动机器人都属于轮子型与腿型机器人。虽然轮子在光滑的表面很有效，但是在凹凸不平的地面上运动，腿提供了更有力的方式。 本章将概述最常用的轮型机器人结构，讨论它们的优缺点。请记住，在下面章节中介绍的底盘结构是为了突出显示它们的传动系统和连接情况，因此，在实际搭建中还需对此结构加固。 8.2简单的差动装置 如果你根据LEGO Constructopedia中的描述已搭建出了一些模型，或者整合了第五章介绍的一些测试结构，那么你对差速装置的结构已经熟悉了。机器人具有很多优点（尤其具有简单性），至少在乐高的可移动机器人中常用到此结构。 差动装置由机器人两边两个平行的驱动轮构成，单独提供动力，另外有一个或多个轮脚（万向轮）用于支撑重量并不是没有作用（图8.1）。注意我们称这个装置为差动装置是因为机器人的运动矢量是由两个独立部件产生的（它与差速齿轮没有关系，此装置上没有使用差速齿轮）。 当两个驱动轮以相同方向、相同速度转动时，机器人作直线运动。如果两个轮子转动速度相同，但方向相反时，机器人会绕着连接两轮线段的中心点旋转。根据轮子不同的转向，表8.1列出了机器人的不同运动状态。
图8.1简单差动装置 表8.1 轮子不同的旋转方向产生不同的运动状态 左轮右轮机器人 停止停止停止 停止向前转动绕着左轮逆时针转动 停止向后转动绕着左轮顺时针转动 向前转动停止绕着右轮顺时针转动 向前转动向前转动向前运动 向前转动向后转动原地顺时针旋转 向后转动停止绕着右轮逆时针转动 向后转动向前转动原地逆时针旋转 向后转动向后转动向后运动 组合不同方向和速度，机器人可以做任意半径的旋转。因为它的灵活性、及原地旋转的功能成为许多工程的教学器具。另外，由于它很容易实现，所以乐高有一半以上的运动机器人属于此结构。 假如你想跟踪机器人的位置，那差动装置又是比较好的选择，仅仅需要简单的数学知识。（我们将在本书以后的章节中讨论） 这种结构只有一种弊端：它不能保证机器人笔直的运动，因为两个马达的功效总有差别，一个轮子会比另外一个轮子转动的快一点，因此使得机器人略微偏左或偏右。在某些应用中这中情况不会有问题，可以通过编程来避免，比如使机器人沿线走或在迷宫中寻找路线行走，但是让机器人在空地上走直线恐怕不行。 8.2.1直线运动 使用简单差动装置有许多方法可以保持直线行走，最简便的方式是选择两个速度相近的马达。如果你有两个以上的马达，尽量找两个速度最匹配的马达，这种方式也不能确保机器人走直线，但至少能减小走偏的情况。
双光感机器人巡线 一、活动分析 1.活动需求：学生可以学习双光感机器人巡线原理，学习一些简单的拼搭技巧。了解 到小车运行时的特点。学会双光感机器人巡线的程序编写。 2.活动分析：本次活动在让学生学习使用乐高双光感机器人做巡线运动，写出简单的 程序流程，可以锻炼学生的逻辑思维能力。制作双光感机器人，锻炼学生动手能力。 3.学生情况：学生是4--5年级的学生共8人，一部分学生已经学习完成单光感机器 人巡线任务。一小部分学生还未完成以前的课程任务，需要继续努力完成，这类孩 子年龄较小无法很快的裂解老师所讲的内容，需要细心并耐心的去讲解知识。3个 学生进展较为迅速，已经提前进行之后的课程（四光感机器人巡线），这节课继续 完成该任务。 4.、活动目标 1.学生学会使用乐高零如何使用双光感机器人巡线、了解了解机器人巡线的方式以及 程序编写，并锻炼其动手能力与逻辑思维能力。 2.学生搭建出双光感机器人，分析指出双光感机器人巡线的运动方式并学会、可以写 出简单的运动流程并学会程序编写。 3.学生认识到乐高机器人的功能是十分强大的，觉得机器人课程简单而好玩，对学习 相关知识产生兴趣。 4.、活动重点、难点 1.重点：学生学会双光感机器人巡线的原理以及运动方式。 如何突出： 1.让学生仔细观察老师拿出的双光感机器人。 2.由老师说出该机器人巡线时需要注意的问题（黑线要在双光感之间）。 3.提出问题：对照单光感机器人巡线的方式去想为什么要注意这个问题。 4.由学生进行回答，老师总结出双光感机器人巡线的原理以及运动方式。 2.难点：学生如何理解双光感机器人巡线的原理以及运动方式，如何写出双光感机器 人巡线程序的简单流程。 如何突破： 1.学生听老师对双光感机器人巡线原理解说，以及运动方式的描述。 2.学生动脑思考为什么要依靠这种运动方式进行巡线。 3.学生说出自己思考的内容，老师进行纠正，学生自主完成程序流程图的简单编写。 4.、活动策略 本次活动主要采取的方式是讲授法与分析法。在老师讲授知识的同时对学生进行提问，让学生自己独立分析并对相应问题进行回答。锻炼了学生的分析能力，也可以更好的记住老师所讲的知识。 1.、活动用具
单光感巡线教学设计 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
单光感巡线教学设计 乐清市淡溪镇第二学侯晓辉一、教学内容与分析 巡线就是机器人沿着地面的一条线走，基本原理就是通过检测反射回来的光的强度来判断机器人与线的位置偏差有多少。本课教学内容单光感寻线是巡线任务中最基础的方式，是光电传感器在机器人上的应用。通过光电传感器测试反射光强度来辨别颜色，在安装光电传感器之后，需要编写程序实现。 二、教学目标 1、了解光电传感器的工作原理。 2、掌握用光电传感器识别黑色和白色的方法。 3、理解巡线传感器与条件判断语句、循环语句的综合运用。 4、逐步掌握根据实际环境调试机器人的方法。 5、感受探究性学习“发现问题、分析问题和解决问题”的过程。 6、体会“迁移”、“比较”的方法对学习的帮助与促进作用。 7、乐于进行自主学习与创造活动，体验完成任务后成功的喜悦。 三、教学重难点 1、理解判断语句、循环语句的含义。 2、掌握利用光电传感器识别黑色和白色的方法。。 四、教学准备 乐高机器人（EV3），利用黑色胶布贴出的环形路线图，多媒体设备，多媒体课件。五、设计理念 （一）“授人以渔”比“授人以鱼”更重要
在教学活动中，学生掌握一定的知识和技能是必需的，但与此同时更应注重掌握过程与方法，培养能力，促进学生的发展。知识与技能是基础，能力（过程）与方法是核心。本课在新知识和新技能的学习过程中，设计了感受探究学习的过程，体会迁移与比较的学习方法，基础与核心相互渗透与交融，但更关注教与学的过程，注重学生能力的培养。 （二）智能机器人课程是能力培养的工具和载体 智能机器人作为多种科学技术的融合体，天生就深受青少年的喜爱。青少年学生学习智能机器人课程，不应是学习如何使用一种智能机器人，不应是仅仅学习智能机器人技术本身，而是通过课程的学习培养动手能力、思维能力和创造能力。 （三）丰富有趣、注重体验的课堂更能提高学习效率、促进学生发展 心理学研究表明，多种方式和手段的刺激，能有效提高和强化同一内容的学习效率。本课在设计过程中，采用表演的形式，使用贴近学生生活实际的例子，课堂丰富有趣，学生感兴趣爱学。同时，智能机器人的课堂是“做中学”的模式，注重体验的过程，学生在课堂上有大量动手实践的机会，学生乐学。这样的课堂更能提高学习效率，促进学生发展。 六、教学过程