苏科版 信息技术 九年级上册 3.3 机器人创新设计课件（共10张ppt)

课件10张PPT。机器人创新设计学习目标：初步了解学生机器人创新设计的特点，进一步了解创新设计的方法。
学习感悟：创新是科学技术不断发展的源动力。
学习资源：光盘（各种视频资源）。
实践创作：制作实验设计书。1. 机器人创新设计的方法 创新来源于创新实践。一般，创新的方法有组合法、焦点法、辐射法、反演
法、十二动词法等。运用这些方法对机器人的机械扩展、电子扩展、软件扩展以
及传感器扩展进行创新设计，就可以设计出新的机器人。
例如，运用“组合法”将行
走机器人、避障机器人与传统吸
尘器组合，设计制造出保洁机器
人可以轻松地钻到桌子、家具、
沙发下面，能沿着墙边直线清扫
在遇到障碍物时绕行清扫。2.机器人创新设计要素 在进行机器人作品的创新设计时，我们要力求做到以下几点：
①突出主体性。
②体现一定的完整性，有完整详实的研制报告与数据资料。
③体现科学性和创造性，有技术研究工作量。
④体现自主性，主要由自己独立完成。
⑤注重工艺制作整体的精致性，外观新颖，
如图为我国中学生研制开发的机器人，其制
作工艺和整体设计比较新颖。
2.机器人创新设计要素⑥要特别注意安全性，设计活动时不对周边人员构成威胁，不对环境造成破坏。
在2007年“Robo Cup”世界杯青少年组中国赛区中，“舞蹈机器人”很有
创意：让舞蹈机器人分别扮演孙悟空、唐僧、猪八戒、沙僧等形象，通过预先
设置的程序，采取连锁命令的方式，使6个机器人分别采取不同的姿势翩翩起
舞，演出来一场机器人版皮影戏《孙悟空大闹天宫》。
2012年第十二届中国青少年机器人创意获奖项目“乒乓陪练机器人”，不
仅可以陪练球技，发球机器人还可以控制发球的方向、速度、力量、落点等，
并将球收起来，一次最多能收5个球。3.体验学生机器人创新设计3.1“智能家居”设计
为了让机器人走进人们的生活，给生活带来更多的便利，同学们在观察
和学习已有实例基础上，设计了一个“智能家居”，如图所示，它主要由4个
创新点：①光密码锁：在大门口安装了一个光敏传感器作为光密码锁，又制作了一把特
殊频率的光钥匙，并编制了相应的程序，只有用这把光钥匙对准光密码锁，门
才会自动打开。
②防盗报警：一旦有人非法入侵，就会发声并报警。
③智能收衣：智能晾衣架能根据天气（晴雨、晨昏）情况自动晾收衣服。
④跟踪太阳：比较光感值，自动调节太阳能接收器的方向，使其尽量正对太阳，
从而能最大化吸收太阳能，为家居提供充足的能量。
“智能家居”运用了“辐射法”创新设计，通过对光敏传感器的研究，采
用发散性思维，将光敏传感器及技术分别应用在“光密码锁”“智能收
衣”“跟踪太阳”上。3.体验学生机器人创新设计3.2 “悬崖回头车”设计
设计要求：机器人小车在桌面上行进，当行进到桌边时，小车能够感知
自身所处的位置，并自动回头，从而不会掉下桌面。
因此，机器人小车必须安装能感知小车走到桌边的传感器。那么，应选
择什么传感器呢？这时，我们可以采用“焦点法”进行分析和选择。
一种方法是利用红外线传感器。当传感器下方有反射面时，反射光被这
个传感器接收，通过输入端口，将信号传送到单片机的输入口；如果下方没
有反射面时，就没有信号传送到单片机的输入端口。利用这个原理将一个红
外线传感器装在小车的前方，红外线传感器朝下，对着桌面。当小车处在桌
面时，单片机能不断地接收到红外线传感器的信号，小车继续前进；当小车
走到桌子边沿，此时单片机不能接收到红外线传感器的信号，单片机就让小
车后退、转弯，然后再前进。
3.2 “悬崖回头车”设计
另一种方法是采用了一个碰撞传感器代替红外线传感器。这种传感器实
际就是一个简单的限位开关，当开关压下时，输入端口有信号；当开关放松
时，输入端口就没有信号。
分析上述两种传感器，第一种红外线传感器必须要有电路支持，且价格
相对较高；第二种碰撞传感器结构简单，无需电路支持，价格也比较便宜。 探究学习 在下列科学实践中，如何使用单片机、机器人以及其他设备进
行创新设计呢？选择其中的一个问题进行研究和创新设计，并制
作一份实验设计书。
（1）环境科学实验：风速、风向、风力测量；空气、地表温度测量和记录。雨量、水流速度测量；环境噪声超标次数测量；日升和日落时间测量和统计；应用物联网技术实现环境综合记录。
（2）人体运动测量：心跳次数测量；呼吸次数测量；步行步数计数。
（3）科学实验：植物生长情况测量和记录；化学反应吸热、放热测试和记录；平均速度测定；自由落体时间测量。