资源简介

课件22张PPT。制作胆小鬼机器人课前准备1.同学分组:
4人一小组.分工:组长,汇报员，填表员,材料员.
2.设备配置:
每组使用两台计算机及二套机器人设备。复习1.编写顺序结构程序
2.编写多次循环结构程序小组探讨1.观察:胆小鬼机器人
2.思考探讨:机器人是如何“看到”障碍物的？认识红外避障传感器1.阅读课本P30—P32.2.观察:红外避障传感器的外观特征.红外避障传感器(工作原理)2.思考:红外避障传感器是如何工作的?发射器发出红外光遇到障碍物红外光返回接收器1.工作原理:红外避障传感器由发射器与接收器两部分组成。发射器将红外光发射出去，当碰到前方有障碍物时，信号会反射回接收器中，接收器通过连接线将判定结果传送给微电脑。红外避障传感器使用1.打开选择变量与选择端口。2.思考：选择变量与选择端口如何设置？选择结构1.阅读课本P32—P33.2.条件判断：
先对条件判断框中的条件表达式进行判断：满足条件时，执行“是”后面程序序列；不满足条件时，执行“否”后面程序序列。
条件判断2.思考:是与否表达的含义.1.添加条件判断.(图2-18)条件表达式红外避障变量==1红外避障变量==0表达有检测到障碍物表达没有检测到障碍物2.红外避障变量==1与红外避障变量==0各表达含义?
1.设置条件表达式(图2-18) “红外避障变量==1”高速电机

2.思考:红外避障变量==0,高速电机如何设置?1.添加高速电机.转向模块2.思考:红外避障变量==0,转向模块如何设置?1.添加转向模块。仿真2.仿真模拟.1.打开仿真平台,设置障碍物。小组讨论 因为机器人微电脑只判断了一次，就停止了判断。而在机器人运行中，需要不断的判断，才能完成识别障碍物。因此要添加“永久循环”模块。1.小组讨论：为什么机器人撞到障碍物了？完善胆小鬼机器人程序1.阅读课本P34—P39.
2.各小组完成胆小鬼机器人程序仿真1.各小组仿真测试。搭建机器人2.小组合作,根据程序的设计思路，搭建胆小鬼机器人。1.将程序下载到机器人微电脑中。调试机器人2.开展组间互助：完成的小组帮助未完成小组。1.请各小组调试已经搭建好的机器人。 展示评价1.各小组展示机器人作品,并介绍设计思路。
2.小组间点评:小结1.掌握红外避障传感器的原理与应用。2.掌握条件判断表达式中的
“红外变量==1”表示什么.3.会用红外避障传感器制作胆小鬼机器人.拓展2.思考：日常生活中，红外避障传感器还应用在哪些领域？1.小组探讨：当“红外避障变量==0”时，如何编写机器人程序？板书3.搭建并调试机器人。制作胆小鬼机器人1.红外避障传感器的工作原理与应用。2.胆小鬼机器人程序编写。第二章
第二节 胆小鬼机器人
杨丽和同学们在玩捉迷藏游戏，蒙着眼睛的同学张开双臂，东扑一下，西抓一把。大家一看到蒙着眼的同学摸索过来，都赶紧嘻嘻哈哈地躲开，杨丽最灵活了，每次眼看着被抓住，她都能成功逃脱。杨丽想，机器人能不能也像自己一样，看到前面抓人的同学就赶紧掉头跑开呢？她决心好好研究这个问题。
（1） 机器人是怎样“看到”前方有东西的呢？
（2） 机器人如何根据不同的情况作出不同的反应？
制作一个胆小鬼机器人。机器人在前进的过程中，只要“看见”前方有物体，马上掉头逃跑。
应用红外避障传感器
胆小鬼机器人要能“看见”前方的人或物体，才能及时逃跑。人用眼睛来看东西，但有些动物如蝙蝠、海豚等，则用声纳系统来“看”东西。如果想给机器人装上“眼睛”，让机器人“看”到东西，可以使用红外避障传感器。
1. 红外避障传感器的工作原理
红外避障传感器由发射器与接收器两部分组成。发射器将红外光发射出去，当检测到前方有障碍物时，信号会反射回接收器中。接收器通过连接线将判定结果传送给微电脑。检测到障碍物时，它传送1值到红外避障变量；当没有检测到障碍物时，则传送0值到红外避障变量。
2. 红外避障传感器的构成
红外避障传感器的结构如图2-2-1所示。
图2-2-1 红外避障传感器的结构
红外避障传感器的探测范围为0cm~100cm，可以通过可调电阻调节探测距离。逆时针调节，传感器探测距离增大；顺时针调节，传感器探测距离减小。
除了图2-2-1介绍的一体式红外避障传感器外，机器人套装中还有一种分离式红外避障传感器，观察分离式红外避障传感器的结构，讨论一体式与分离式红外避障传感器分别适合在什么情况下使用。
3. 红外避障传感器模块的使用
在RC软件中编写控制机器人的程序时，我们可以调用数字传感器模块库中的“红外避障传感器”模块，这样就给机器人装上“眼睛”了。红外避障传感器模块的图标如图2-2-2所示。
图2-2-2 红外避障传感器模块
有时候机器人需要检测前后左右各个方向是否有障碍物，这时需要使用四个红外避障传感器，对应地在程序中也要调用四个红外避障传感器模块。红外避障传感器变量1、2、3、4分别对应安装在机器人前、左、右、后方的传感器。
图2-2-3 红外避障传感器变量设置
使用红外避障传感器时，还要根据连接线实际连接微电脑的端口设置对应的端口参数。如图2-2-4所示。
图2-2-4 根据实际连接电脑的端口设置对应的输入端口号
胆小鬼机器人在没有检测到障碍物时保持原状态，检测到障碍物时则马上后转180°，快速离开。怎样才能让机器人根据不同的情况执行不同的行动呢？
二、 选择结构的程序
本次任务的关键思路是：先获取红外避障传感器的状态，然后进行条件判断，判断后，如果前方没有障碍物，机器人保持原状态不变；如果有障碍物，则马上向后转180度，快速走开。
机器人如何根据不同的情况做出反应？
试想一下，奔驰在公路上的汽车，在岔路口前，根据自己要去的目的地，我们只能选择其中的一条道路，要么开往左面的道路，要么开向右面的岔路，不会冲向没路的地方或同时选择两条道路。这就是选择结构。
上例中汽车要开往的目的地，是我们选择的“依据”，也就是我们在编程时经常说到的“条件”。
程序执行时，先对条件判断框中的条件表达式进行判断，当条件表达式的结果为真时，即满足条件，执行“是”后面的程序序列；当条件表达式的结果为假时，即不满足条件，执行“否”后面的程序序列。然后接着执行条件判断语句外面后续的程序序列。
图2-2-5 条件判断语句
讨论怎样用流程图来描述胆小鬼机器人先获取红外避障传感器的状态，然后进行条件判断，如果前方没有障碍物，机器人保持原向前走状态不变，如果有障碍物，则马上向后转180度的行动步骤。
本任务中机器人的判断、决策，同样需要用到选择结构的编程思想。在RC软件中，通过流程控制模块中的“条件判断”模块实现选择结构的程序思路。
胆小鬼机器人的条件表达式的设置方法如图2-2-6所示，双击“条件判断”菱形框，将表达式设为“红外避障变量1＝＝1”，当条件成立时，说明机器人检测到前方有障碍物，执行左分支，即转弯180°掉头；当条件不成立时，说明没有检测到障碍物，则执行右分支，保持原状态。
图2-2-6 给红外避障变量赋值
三、 制作胆小鬼机器人
1. 编写程序
本次任务的关键是让机器人对前方的障碍物产生反应。看见障碍物，需要借助红外避障传感器；做出反应，需要用到选择结构编程思想进行判断。
程序的关键思路是：先获取红外避障传感器的状态，然后进行条件判断，判断后，如果没有障碍物，机器人保持原状态不变，如果有障碍物，则马上向后转180度，快速走开。
为了让机器人不断地检测有没有障碍物和不停运动，程序中的最外层需要使用“永久循环”模块， 并将“红外避障传感器”和“高速电机”模块放置在永久循环内。如图2-2-7所示。
图2-2-7 在流程图中使用永久循环、高速电机与红外避障传感器
要让机器人根据有无障碍物的不同情况选择不同的行动，需要使用“条件判断” 模块，方法如图2-2-8。
图2-2-8 在流程图中使用和设置条件判断
如图2-2-9，让机器人看到障碍物时掉头，需要使用“转向”模块。
图2-2-9 在流程图中使用和设置转向模块
完成后的流程图如图2-2-10所示。
图2-2-10 胆小鬼机器人参考流程图
2. 仿真检验与下载程序
参考图2-2-11的步骤，在仿真场地中添加两个障碍物。
图2-2-11 在仿真环境添加障碍物
单击仿真按钮，再次单击，将机器人放入两个障碍物之间，观察机器人看到障碍物时会否掉头跑掉。
图2-2-12在仿真界面测试机器人
将程序下载到微电脑中。方法如图2-2-13所示。
图2-2-13下载程序到微电脑
3. 实物搭建
机器人在仿真环境中能够完成任务还不够，接下来要看看在真实环境中，机器人是否能够成功完成任务。
参考如图2-2-14方法，搭建胆小鬼机器人。
图2-2-14机器人搭建参考过程
有同学制作的机器人如图2-2-15所示，打开电源运行程序时，机器人经常会撞上障碍物或人，而不是隔一定距离就掉头躲避。试分析原因并解决问题。
图2-2-15某同学搭建的胆小鬼机器人
1 红外避障传感器还能用在哪些方面？
2 胆小鬼机器人还可以添加上哪些动作，试一试。
3 机器人套装中还有哪些传感器可以替代胆小鬼机器人中的红外避障传感器？

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