设计机器人教案范文

设计机器人教案范文第1篇

学习目标

1.能正确流利朗读课文，读懂课文内容，知道机器人是怎样的。

2.就自己感兴趣的地方与同学交流讨论。

3.培养学生热爱科学的兴趣和独立阅读的能力。

课前准备

上网查询并下载智能机器人的图文资料及课文插图。

教学过程：

一、导入新课，阅读猜想

1、同学们，你们刚才看的图片知道是什么吗?

2、(板书：机器人)同学们，喜欢机器人吗?谁来说一说自己对机器人有哪些了解?你是怎么知道的?(同学们想掌握更多的知识可以上网查找、看课外书、请教别人等方法去获得。)

3、.那今天这节课我们就要来学一篇有关机器人的课文，就是24课果园机器人(板书：果园机器人)齐读课题两遍。

二、检查预习：

下面老师请二位同学来读一读课文，看看课外是否认真去预习课文，能不能把课文读正确?其他同学认真听，错了用铅笔做记号，等他读完了再指出来。

三、学习课文

1、请同学们打开课文，按黑板上的要求自读课文：

(1)果园机器人是怎样的?用“”画出来。(板书：样子)

(2)相互交流自学情况。

2、反馈：

指名回答果园机器人是怎样的?(指名读、机动)(还有谁要补充?)

3、从文中找出果园机器人新奇有趣在什么地方?自己思考好了可以同座交流学习的收获。(板书：有趣)

4、反馈：

(1)(出示文中的两幅插图)自选方式，汇报你们小组认为果园机器人最新奇有趣的地方。(课文的第2～5自然)(指名读、男生读、女生读、齐读)如：

a.机器人的样子设计可爱合理：它的外表就像一个淘气的孩子;各个部位都设计得非常科学合理，它的电子眼能够发现浓密枝叶后的每一个成熟的水果;胳膊可随意弯曲旋转伸缩，手上戴有手套，不会将水果抓伤;它的脚能够依据地势保持平衡。

(2)通过有感情朗读段课文的第2～5自然，来表现果园机器人的神奇有趣。

四、拓展学习

展开想象，说一说自己想发明什么样的机器人，会有哪些本领?

五、小结：

同学们的愿望都非常好，相信你们现在好好学习，将来一定能发明出各种各样的更先进的机器人，来为我们大家服务。

六、作业：

摘抄你感到最有趣的句子，并把它记在脑中。

板书设计：

样子

24、果园机器人

设计机器人教案范文第2篇

乐高机器人的课程不同于乐高积木，乐高的大颗粒以及小颗粒都是静态搭建，到乐高NXT才涉及到搭建结构原理、齿轮咬牙、轨道滑动、平衡等知识，后期会有电池和马达，这时候才进入到动态搭建。而乐高EV3机器人是乐高第三代最新机器人，其功能与NXT相比更强大也更多变，这个时候的动态搭建才涉及到考验孩子逻辑思维的编程。EV3拥有强大的存储空间，可编程智能砖可以实现机器人与电脑、PAD、手机的无缝对接是操作更方便也更多样。另外EV3的模块化编程贴合儿童思维从具象到抽象的发展规律，相对来说更易掌握。可以说，EV3机器人是乐高的塔尖课程，是很高端的课程了。

但是在机器人课程体系中，乐高EV3机器人是智能机器人课程的入门教育阶段。孩子在学习乐高EV3机器人之后，还可以进阶学习VEX IQ智能机器人、VEX金属机器人，参加国际认可度很高且含金量很高的国内外机器人大赛。

关于家长是否选择让孩子学机器人机，最后还是要看孩子的兴趣。另外，由于机器人课程更加考验孩子的动手以及逻辑思维，所以对孩子的年龄也有要求，比如乐高EV3机器人适合的年龄是6到12周岁，相对于这个年龄段的孩子来说，EV3机器人不会太简单也不至于过难，不会让孩子们因为过于简单或者过于难而产生不想学的心理。至于VEX IQ以及VEX机器人，则分别适合714岁、916岁的孩子学习，关于孩子具体学习哪种机器人课程还需要根据孩子的兴趣以及孩子自身的实际情况综合考虑，或者咨询专业老师的建议。

设计机器人教案范文第3篇

八区二小

李凤芹

教学目标：

1、能力目标：正确、流利地朗读课文，培养独立阅读的能力。

2、情感目标：

(1)了解果园机器人的基本情况，引起对机器人的兴趣。

(2)感受科学技术的发展给人们的生活带来的巨大改变，激发学生对神奇的科技世界的兴趣及探索的欲望。

教学重难点：了解果园机器人的基本情况，引起对机器人的兴趣，感受生活和生产的实际要求是发明创造的动力。

教学过程

一、情景导入，感受果农的喜与忧。

1、出示果园图片。

师：秋天到了，我们去果园看看吧，看，果园里满是成熟的果子，那一串串、一颗颗惹人喜爱的果实，可把果农们乐坏了，!

2、师：同学们，动脑筋想想看，果农们为什么会这样高兴呀? (水果丰收了果子卖了能赚钱看到自己的劳动成果而高兴)

3、师：是呀，一份耕耘，一份收获。眼看着可以赚到很多钱了，可是这时果农却发愁了，这是为什么呢?

打开语文书99页，正确、流利朗读第1自然段，为什么果农发愁，用“____”划出来。 (1)抽生回答。

出示：要是果子从树上摘下来，要把它们运到很远的地方去卖，实在忙不过来。

(2)师：听你们这么一分析，老师也觉得果农们确实太忙了，要做的事又太多了，那大家帮果农们想想办法吧?

(请人帮忙不错的主意!

请果园机器人帮忙你会用高科技了，真了不起!) (3)师：今天我们就来学习24课《果园机器人》，

4、一起读一读课题

读了课题，你有什么疑问吗?(生质疑课题:果园机器人是什么样的?果园机器人能干什么?)

二、借助阅读提示明确阅读任务

1、看来我们班的同学个个都好学好问。古人说“书读百遍，其义自见。”就让我们带着这些问题去学习课文。

2、请同学们打开书本，这是一篇略读课文，我们在读这类课文之前，不妨先来看看阅读提示。(课件出示)

3、谁来读读第一句?(一生读)这一句告诉我们什么?(生：)是呀，电脑不仅能让我们跨上信息高速路，还能指挥机器人工作呢，真神奇!

4、，谁接下去读读第二句?(再请一生读)

这句又告诉我们什么呢?(生：读课文时要想想课文写的机器人是怎样的，哪些地方有趣?)

5、好，那接下来就让我们带着这两个问题自己去读一读课文，看看课文中哪些句子告诉我们果园机器人是怎样的，还有哪些句子让你觉得很有趣，边读边把这些句子用横线划出来。有想法的地方还可以在旁边写上批注。

6、检查字词的读音

三、交流机器人的本领

1、让我们来交流一下，果园机器人有哪些本领?

2、生读找到的句子：它们能把成熟的果子从树上摘下来，整齐地装进纸箱，然后运到指定的地方。

3、其他同学也找到这个句子了吗? 来，让我们一起把这句话读一次。

4、这句话告诉我们果园机器人有哪些本领?(生：摘果子，把果子装进纸箱，运果子)

说的真好，那哪个聪明的小朋友能把机器人的这三种本领分别用一个字概括出来?(生：摘、装、运)(板书三个字)嗯，概括得非常好，真是聪明的孩子!请同学们也在书本上把这三个字圈出来。

5、是呀，这些机器人不仅会摘果子，还会装果子、运果子，可真能干啊!来，让我们再来读读这句话，突出机器人的本领来。 (齐读)

6、这机器人有这么多本领，真能干。那在这句话中，除了这三个字还有哪些词也能看出机器人很能干呢?

7、①找到“成熟” 为什么从成熟也能看出机器人很能干呢?(生：因为机器人不是乱摘，它知道摘成熟的果子)

是呀，机器人可不会摘错，它只会把成熟的果子摘下来! ②还有吗?

找到“整齐” 为什么这个词也能看出机器人很能干?(因为机器人把果子装得很整齐，比我们人装得还好) 哇，装得这么整整齐齐，比我们人还装得好呢，真是太能干了!请你来读一读 ③还有没有?

找到“指定” 运到指定的地方什么意思?(就是果农规定它们运到哪，它们就会运到哪) 这些机器人可真是又乖巧又能干啊!

8、刚才同学们找得很好，找到这么多地方都能看出机器人很能干。同样请同学们在这些词语下面做上喜欢的读书符号

9、找得好，是不是也能读好呢?谁能用朗读体现出机器人的能干!(指名生读齐读) (评价：哎，这个机器人装果子装得可真整齐啊! 嗯，这个机器人可真能干，专摘成熟的果子呢! 可真是个能干的机器人!

听你的朗读，让我感觉这能干的机器人仿佛就在我眼前呢。) 来，让我们一起来读一读。(齐读) 四，交流机器人有趣的地方

1、课文中还有哪些地方也让你觉得很有趣呢? ①如果没有电，它们是要“罢工”的。 什么是罢工?(停止工作)

那这里为什么要说罢工，而不直接说它们停止工作呢?(把它们当作人来写)这样写有什么好处呢?(读起来觉得这机器人很可爱)

是啊，这样写让人觉得这机器人像人一样很可爱很有趣，让我们来把这句话读一读。 ② 还有让你觉得有趣的地方吗?

因为电池的电很快就会用完的，没电了，机器人就会“饿倒”。让果农们在大片密密的果树林里一个个地去找“饿倒”了的机器人，那可太麻烦了。

为什么觉得这个地方有趣?(写机器人饿倒很有意思)

读读这句话，你仿佛看到机器人“饿倒”是一副怎样的场景?(我仿佛看到密密的果树林里躺着一个个饿倒的机器人，好像在向果农抗议)

是啊，这样写让我们好像看到这些机器人像一群饥肠辘辘的工人，饿得一点力气也没了，躺在果林里向果农们抗议呢!多么生动有趣啊，谁想来读一读。(指名读请女孩子读) ③还有觉得有趣的地方吗?

它们只要“吃”掉在地上的水果就可以干活。这种机器人的肚子里，如果装了特殊的电池，就可以把吃进去的水果变成糖，再把糖变成电。 这部分又是哪里让你觉得有趣?说说原因。(吃掉在地上的水果觉得有趣。因为)其他同学觉得怎么样?(很有趣)

这回我请男孩子来读一读这部分。让我们看看这些像人一样会吃果子的机器人是多么的有趣。(男生读)

太有趣啦，真的就像一个个小人似的。

五、遇问题，解问题

1、过渡：同学们，刚才听你们讲了那么多，我发现这些聪明能干的机器人可真是非常有趣啊!可是一开始人们怎么会想到发明这些机器人的呢?

2、是的，科技就是这样遇到问题解决问题。那么在这篇课文中，果农们遇到了哪些困难?又是怎么解决的呢?请同学们默读课文找一找。

3、汇报，理清问题

谁来按顺序说说果农们遇到了哪些困难?

问题一：秋天水果丰收了，果农们实在忙不过来

问题二：机器人工作需要电，可是机器人不能拖着长长的电线工作 问题三：如果用电池，电很快就会用完

4、解决问题一 (引读第一自然段)

①是啊，秋天到了，果农们是又高兴又发愁，高兴的是水果又丰收了，(谁能高兴地读一读，来表现一下果农的高兴?指几名生读，评价：是啊，水果都丰收了，果农们多高兴呐!/这果农脸上都洋溢着笑容呢/果农是眉开眼笑啊!/真是喜上眉梢呀!)

②那让果农发愁的是需要做的事太多了。要把果子从树上摘下来，要把它们运到很远的地方去，实在是忙不过来啊。(那么你想想此时发愁的果农可能是怎样的呢?可能会有哪些表现?生：皱着眉头/唉声叹气/焦躁不安，坐立不安等那就请你这样来读一读这句话 评价：唉，真是焦急啊!/果农是眉头紧锁，不知如何是好啊!/这果农真是太忙了呀!)

③唉，难怪文中说果农们是又高兴又发愁啊!来，让我们一起再把这段话连起来读一次! ④果农们实在是太忙了，所以他们想到了什么办法?(让机器人来帮忙)

5、解决问题二

是的，聪明能干的机器人可帮了果农们的大忙，它们可是果农的好帮手。可是这机器人也有美中不足的地方，你知道它有个什么缺陷吗?(没电了就会罢工)是啊，我们知道机器人工作需要能量，它的能量来源就是什么?(电)说到电，我们生活中很多家电都用到电，它们都需要靠一条长长的电线来与电源接通，那么如果让果园机器人身后也拖着这么一根长长的尾巴行不行?为什么?

(a因为果园很大，所以需要很长的电线。

b每个机器人都拖着电线的话，走来走去会把电线绕在果树上，还会互相影响``````) 看来用电线确实不行，那此时果农们又想到用什么办法来为机器人供电呢?(装电池)

6、解决问题三

①这回装上电池应该可以了吧(不行)还有什么问题?(因为电池的电很快就会用完) ②电池很快用完又会有哪些麻烦?

(a需要经常给它们换新电池，这不仅浪费也很麻烦，因为在果园帮忙的机器人很多，要经常给那么多机器人换电池，太浪费时间 b果林这么大，怎么找?要花太多的时间了。c果农本来就忙得不得了，还要去找这些帮手，给它们换新电池，那他们就是帮倒忙了。 d 我们不知道机器人什么时候会没电)

③看来真的是很麻烦啊!那怎么办呢?可把果农急坏了

(让机器人自己充电.)是的，科学家们也是这么想的。那么科学家准备怎样实现让机器人自己充电呢?(机器人只要“吃”掉在地上的水果就可以干活。)

④自己捡掉在地上的水果吃就能充电，真是太有意思了，难道这些可爱的机器人她们的肚子里有什么神奇的装置?(这种机器人的肚子里，如果装了特殊的电池，就可以把吃进去的水果变成糖，再把糖变成电。)

⑤为什么说是特殊的电池?(不是普通的电池，这种电池它能把吃进去的水果变成糖，再把糖变成电。)

⑥吃进去的水果竟然能变成电，你觉得这机器人怎么样?(太神了!太有趣了!)请你来读一读这句话(回答的同学)是啊，真是太神奇了，让我们一起来读一读。(齐读)

(6)在这收获的季节，这种机器人只要捡掉在地上的水果“吃”，就能不停地工作，这真是太好了，现在果农们终于可以放心地让他们去摘果子了。瞧，果园里到处有机器人在采摘果子，如果此时有机器人报告树上的果子不够吃了，主人就会告诉它从树上摘些果子吃吧。

7、同学们，现在果农们怎么样了?(只要坐在办公室里指挥它们就行了)

4、小结：同学们，金色的秋天，累累硕果挂满枝头，有了既能自己充电又有许多功能的聪明可爱的机器人，果农们只要通过电脑“发号施令”就能轻松地享受丰收的喜悦了! 老师这里有一句话想送给果园机器人，投影出示： “果园里面显身手，吃果充电人无忧。”

同学们，课文读到这，你想说什么呢?(果园机器人真是能干/真有趣/科学家真聪明)

六、课堂延展

1、“我了解果园机器人啦!”

学到这，你应该对果园机器人有了更多的了解了。

出示：填空 ：果园机器人摘_______，并整齐地装进__________，然后运到_________;饿了就___________，接着工作。果园机器人不偷懒，听话，是_________的好帮手。

七、理清顺序，探寻方法

1.引导学生理顺课文的叙述层次：

学生在文中找相应语句感受理解。如，文中一些有承上启下作用的句子：“你会想，可以让机器人来帮忙呀。”“你会想，可以用电池呀!”“能不能让机器人自己充电呢?”等。

2.交流这种叙述方法的好处。

八、拓展延伸。

1、是啊，随着科技的发展，如今像果园机器人这样能干的机器人是越来越受到人们的欢迎了，你还知道机器人能干什么吗?(生)

2、师：同学们，在现实生活中科学家们已经研制出许多不同类型的机器人，服务机器人可以为您治病保健、保洁保安;水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆;工程机器人可以上山入地、开洞筑路;农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫;军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹在现实生活中有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆、重物搬运等;有些工作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接、精密装配等;有些工作人员无法身临其境，比如火山探险、深海探秘、空间探索等;有些工作不适合人去干，比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等这些人们干不了或干不好的领域变成了机器人大显身手的舞台。你们愿不愿意和老师一起走进奇妙的机器人世界吗?(愿意) 出示机器人幻灯片

九、拓展练笔

1、接下来就请同学们展开想象的翅膀，想想假如你是科学家，你想发明一个什么样的机器人，它们长什么样?会有哪些独特的本领呢?先脑子里构思一下，再把你的想法写下来或画下来。

设计机器人教案范文第4篇

摘要：现阶段我国智能创造时代下的工业机器人发展，为工业行业的长远健康发展做出了巨大的贡献，显著提高了工业作业能力及效率，而且环境适应性强，极大的減少了以往依赖人力进行工业生产所致的各类安全事故，所以工业行业需要对于工业机器人的发展新趋势加强研究，促使相关的专家学者可以对工业机器人使用功能作以提升，使得工业机器人未来可以更好地为工业生产提供服务。基于此本文对工业机器人的相关内容进行了概述，并对智能制造环境下的工业机器人发展新趋势从两个方面作以了深入分析，希望可以为我国未来的智能制造业发展、工业机器人研发利用工作的高质量开展提供指导。

关键词：智能;制造;工业;机器人;发展;趋势

近年来在社会经济的快速发展之下，我国的制造能力也随之获得了很大的提升，结合各行各业生产活动开展的需要，生产制造出了大批产品，其中工业机器人便是重要的一种，融合有多项先进技术，在多类型的工业企业生产作业中有应用，促使工业生产质量、效率和之前相比较有着质的飞跃，因此工业机器人需要在后续的工业生产作业中大力进行应用和推广，与此同时研究人员还要对工业机器人应用成效及缺陷不足作以调查分析，之后对于工业机器人做好优化改进研究，最终使得工业机器人的利用有效性逐步增加，良好的为工业产业发展作贡献。

一、工业机器人的构成与类型

对于工业机器人构成情况进行研究分析，可知主要包括三方面，即操作机、驱动装置、控制系统，这几个部分组成后且在共同发挥作用之下，便可以确保工业机器人有效发挥使用价值，其中操作机在使用时可以发挥出与人的手臂相类似的功能，驱动装置在利用时主要发挥着供给动力的作用，和操作机相连接之后确保操作机工作期间的动力充足，控制系统在工作过程中主要对设备动作加以控制，促使机器人可以依照指令直接发出需要的动作。工业机器人类型可采用下列方法进行分类，其一为控制方式分类法，依据该法可将工业机器人分为连续轨迹控制、点位控制两类，前者使用时可完成检测或者焊接等工业生产活动，后者机器人应用时可完成搬运、点焊等生产工作;其二为驱动方式分类法，可将工业机器人划分为电力驱动机器人、气压驱动机器人、液压驱动机器人，电力驱动机器人使用时可通过交流或直流伺服电动机开展工作，气压驱动机器人工作期间具备构造简单、成本低廉及工作效率高等优势，液压驱动机器人应用在工业生产当中具有较强的抓取能力、防爆性能;因此基于上述工业机器人的分类情况，需要工业行业的企业在具体利用工业机器人可以结合生产活动开展需要做出合理的机器人选择。

二、智能制造时代的工业机器人发展新趋势

当前我国的制造业在发展期间，充分吸取以往进行该产业发展的经验教训与当前最新的发展理念、技术，作以了智能制造业的发展，促使我国制造业的现代化发展水平显著提升，所以在此种制造业发展背景之下，需要工业行业对于工业机器人加强未来发展趋势的研究，从而引导工业机器人研发制造企业能够设计制造出相应的机器人，未来为工业行业发展提供更加优质的服务。

1.更加智能的机器人

工业机器人更加智能为相关机器人未来发展的一大主要趋势，具体而言为常规情况下工业生产当中使用的工业机器人可以在固定设置的地方通过计算机控制，结合程序指令进行特定生产作业任务的有效完成，有着极高的工作效率，相关工业产品的加工制造精度高，但是结合未来工业生产的需要，可以了解到当前使用的机器人在感知作业环境、人机互动等方面，还有着较多的欠缺，因此在未来进行工业机器人研发制造时，需要科研人员做好下列工作：对于工业机器人的特性做进一步的提升优化，也就是需要工业机器人在利用过程中除了可以在工业领域内利用外，还可以在其他行业内进行有效的利用，并且机器人工作期间自身可以与其他的智能设备作以连接，之后进行相关智能作业信息的有效共享，还需要研发人员对其作以智能人机交互界面的设置，促使机器人在作业时人们可以直接在交互界面之上进行操作， 确保机器人能够更加高效的开展活动;对于工业机器人进行更加智能化的设计研发期间，需要工作人员对于工业机器人拾检不同物品的能力进行优化设计，以往工业机器人进行物品拾检时主要通过设置的程序来完成工作，而且仅可以对单一物品进行拾检，作业效率相对而言还有待提升，因此提示设计人员可以对工业机器人在不作以专门拾检物品程序设计的基础上进行机器人捡取不同物品能力的提升，例如目前谷歌集团便在大力进行六轴机器人捡起多种物体的研发。

2.与人类协作、互动的机器人

工业机器人在现阶段的使用中与人们的协作互动较少，这就要求研究人员能够在之后朝着与人类协作互动机器人有效研发的目标不断进行探索，做好此种新型机器人的研发工作。新型工业机器人在研发时需要对机器人智能化的了解工作环境能力进行提升，并且要强化机器人与人类互动的能力，从而使得机器人在工业行业利用时的安全性大大提升，操作便捷性提升，而且机器人可以灵活的在作业环境中穿梭，最大化的节省空间。总结与人类协作互动能力强机器人的市场需求情况，可知当前在工业、医疗、农业、家居、物流等多个方面均对该种新型的智能机器人有着极大的需求，其中在家居领域内，借助于新型的机器人，可以帮助人们更好地开展家庭劳动，提升人们的生活质量，促使人们有着充足的时间从事更感兴趣的生产生活活动;在农业领域，由于目前我国正在大力进行现代化农业发展，在此期间使用了较多的机械化设备，那么为了进一步提升农业发展成效，则需要采用更加智能、能够和人类进行协作互动的机器人进行农业生产，促使现代化农业生产活动取得满意的结果;在物流方面，由于我国当前的物流业发展迅猛，相关货物运输、装卸时需要使用大量的人力资源，由此产生的成本非常高，所以借助于智能机器人可以良好的开展物流运输工作，尤其是一些难以利用人力进行装卸的货物，直接采用机器人便可以方便快捷且低成本进行作业，显著降低物流行业发展的成本，不断增加盈利;在医疗行业，可以通过智能机器人完成一些精细化的手术，促使手术成功率大大提升，还可以在医院收治传染病患者时或者是对环境洁净度要求较高的重症监护室收治患者时，同样可以采用具备较强与人协作互动能力的机器人，便可以保质保量的完成患者疾病诊治工作，患者最终的疾病治疗结果好，可以尽快康复出院，发生院内感染的风险小;在工业领域，在工业生产作业期间，部分企业加工制造的产品属于精密仪器，或者部分产品的加工制造环境危险性高，如果一直使用人工手段进行加工制造，那么容易出现产品生产质量不高、作业人员伤亡事故，所以可以利用与人类协作互动强的机器人便可以良好的规避这些生产作业风险，确保工业生产活动有效进行。

结语

工业机器人在当前我国的社会经济发展中有着较多的应用，而且取得了理想的应用效果，所以需要工业领域当中的诸多企业在未来的经营发展中，坚持创新发展的眼光，充分利用多种先进的科学技术，不断加强工业机器人及其应用的研究，结合工业机器人在智能制造大环境之下的发展趋势，有效提升机器人的各方面水平，确保智能机器人在行业应用过程中发挥出最大的价值，促使企业相关企业的经营发展实力得到极大的提升。

参考文献：

[1]谢桥. 智能制造时代工业机器人的应用前景研究[J]. 科技经济导刊， 2019， 27（03）：42-43.

[2]董鹏. 智能制造已是制造业的主流趋势[J]. 电器工业， 2015（04）：45-46.

设计机器人教案范文第5篇

设计

组员：

时间：2015年9月14日

项目概述

一、项目背景

乐高机器人是一门涉及工程学、机电、物理、建筑、数字动力、电脑编程为一体的以培养我们综合性，创新性思维为宗旨的综合性多元化实践类学科。它的设立，在于充分弥补我们在课堂学习中，缺乏实践，缺少动手机会的缺点，强有力的锻炼我们的创新思维和动手能力，对团队协作能力也进行重点培养。教师在授课时，应在严格遵守大原则的情况下，灵活讲授各种知识，做到涉猎广，实用性强，趣味性强的教学特色，真正学到有用的知识，培养起举一反三的实践能力!

培养我们的创造性思维方法，设计、搭建新型的机构或装置; 引导我们运用乐高机器人套件，设计、制作智能机器人，提高我们的观察分析、动手、创造能力，培养他们的参与、竞争、实践与协作意识;

加强我们对机电一体化的实践认识，培养我们的创新意识及综合设计能力，并通过设计乐高机器人实现计算机和机器人控制的快速入门。

二、需求分析

1.问题陈述

机器人玩具以其娱乐性、智能性以及易操作性在青少年中已经拥有了广泛的市场。同时，在教育领域，随着“玩中学”理念的深入人心，机器人玩具在信息技术、数学、自然科学等教学领域上得到了广泛的应用。如今，机器人作为中小学教育的载体得到了更多人的重视，其应用也愈发广泛。为适应这一国际发展趋势，世界著名玩具制造商丹麦乐高公司推出了一款比史上任何机器人都“更聪明、更强壮、更人性化”的机器人玩具。

乐高公司将一种名为LEGO language的适合学生学习的简单程序语言与机器人玩具结合在一起，学生只要点选简单的图形就能依照想象随意设计计算机程序。这些产品设计使得机器人能够更快更生动更准确地与玩家进行互动，玩家在体验过程中的兴趣得到不断提升。 2.方法

市场分析

我国现今岁以下儿童有3.6亿左右，占人口的比重约20%。目前我国儿童消费已经占到家庭总支出的30%左右，全国0~12岁的孩子每月消费总额超过35亿元。但我国14岁以下的儿童和青少年人均玩具消费仅20~30元人民币，其中我国城市儿童人均玩具消费为元，农村儿童人均玩具消费不足元，远低于亚洲儿童人均玩具消费美元和全世界儿童人均年玩具消费美元的水平。独生子女在关注孩子成长的花费方面表现出两个特征：一是舍得在孩子身上投入;二是越来越重视儿童的素质教育，这将会带来一个全新的儿童玩具消费时代。

随着人们生活水平的提高，人们消费需求也逐渐随之提高。现如今我国玩具市场上销售的玩具大部分处于中低档次，高档次的玩具还未成为消费主流，可以说高档次玩具市场在我国有着巨大的发展空间。如果中国玩具达到亚洲平均水平，市场规模将突破亿人民币。由此可见，乐高玩具作为一个世界知名的高档次智慧型玩具品牌，在中国的消费空间是极大的。

人群需求分析

现代青少年普遍承担着繁重的学习压力，不仅课堂教学模式枯燥，课后老师 还会布置大量作业，孩子玩乐时间逐渐减少。而现代中国家庭通常只有一个孩子， 家长将所有希望寄托在孩子身上，无形巾又增加了孩子的压力，如何让教学目标 得以轻松有趣的展现是现代教育需要重视的问题。乐髙机器人的学习过程完美的实现了这一特点，其本身就是一个有趣的形象的探索性的快乐体验过程，摆脱了枯燥的书本学习模式，让学习者得以亲身体验，动手实践，且没有刻板的框架约束。所有玩家都可以自由发挥想象力、创造力，在互动中体验成就感，自我满足感，让玩家在不知不觉中既获得了知识，又激发了学习热情。同时，乐高机器人也具备书本所无法提供的知识，充分整合了物理，运动，人体等各个方面，满足青少年多样的求知欲，拓宽了知识领域。玩家既可以独自体验，也可以和其他人共同协作，在合作中学习交流，结交朋友，增进友谊，培养独生子女的团队协作能力与领导服从能力。乐高机器人一年一度的FLL和WRO比赛，还让玩家充分体验体育竞技精神，在成功与失败的体验中变得坚强和自信。

3.解决方案

乐高的教育理念以支持学习过程的四个阶段为目的,将教育解决方案设计成一个富于成效的过程。乐高将学习过程分为联系、建构、思考和继续四个阶段,其英文表达为CONNECT、CONSTRUCT、CONTIUE和CONTEMPLATE,简称为4C。四个阶段循序渐进,循环往复,形成螺旋式的发展过程。

“造型之美”与“生命之美”在机器人玩具身上汇聚，当我们赋予了机器人玩具以生命，玩具从此不再只是没有互动的摆设，互动使玩具与玩家之间建立了一种超越传统关系人机交互。从此，机器人玩具成为了我们的“朋友”，成为我们生活中的一部分。

三、概要设计 在实现那些说过的功能的基础上，还要考虑用户属性“孩子”所以在外观，结构上都要体现出出于对孩子的照顾，比如加入圆角处理，或者在外表形态上做出改变，例如虽然还是机器人，但套上毛绒熊的外套就会不杨了，这样产品也就可以同样适用于女孩了。

四、详细设计

乐高机器人的核心部件，是控制中心。实现语言动作的传输。所有的语言程序都读入里面。来实现操作。完成各式各样的动作和功能。

1、结构设计：

(1)模块化：被控对象模块化结构，可组成不同的机械结构和机电系统 ，为创新实践实验提供方便;

(2)系统化：提供全面的教学资料、利于培养小孩子的动手能力。

2、功能设计：

(1)实现行走的功能;

(2)实现跳舞、唱歌的功能;

设计机器人教案范文第6篇

一、总体设计

本文设计了一套可靠的AUV数据采集系统, 在充分考虑了底层和程序算法等因素的影响, 采取了成熟可靠的DSP控制方案, 其运算能力强, 兼容性好, 稳定性高, 有效的保证了数据的可靠。为保障数据的可靠性, 降低数据误差, 与传感器的通信采取I2C通信协议;为保障数据的实时性, 与上位机的通信采取CAN通信方式, 最终数据将会在岸基电脑界面上显示出来。

二、硬件设计

(一) 温湿度和气压数据的采集

本设计采用SHT75型温湿度传感器和MS5611-01BA03气压传感器。SHT75单芯片传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。气压传感器是有I²C总线接口的高分辨率气压传感器, 它包括了一个高线性度的压力传感器和一个超低功耗的24位Σ模数转换器。DSP控制器通过I2C通信与传感器连接。

(二) 电压电流采集

本设计通过LV 25-P传感器和HXN 50-P传感器分别采集电池的电压和电流数据。在LV 25-P传感器中, 待检测电压两端分别连接+HT和-HT, 再给LV 25-P传感器上电, 上电电压Vc为15V, 从M端口就可采集到待测电压值。而在LV 25-P传感器中, 待测电流从待测电流流入端。从流入待测电流流出端流出, 供电端给定供电电压, 最终从Output中采集到待测电流值。

(三) 舱体泄露数据采集

AUV舱内的密封性是保证舱内电控系统正常运行的重要基础, 而舱体泄露数据是判断AUV密封性最重要的依据。本设计将以一柔性印刷电路板固定舱体内部, 通过电压比较器得到舱内是否进水数据, DSP控制器进而采集到泄露数据。

(四) CAN通信设计

CAN通信在DSP与AUV工控机的通信中占据了至关重要的作用, DSP将采集到的数据经过一系列处理, 通过CAN通信传输到上层工控机上, 最终在岸基界面上显示出各个数据值。CAN通信具有可靠性高和实时性高的优点, 并且通信距离长, 最长可达10千米, 速率最高可达1Mbps。本设计选用TI公司的CAN收发器, 在高低引脚间加一120欧姆的匹配电阻, 防止通信干扰。

三、软件设计

如图1软件设计流程图所示, 当程序运行时, DSP会通过I2C通讯协议向传感器发送启动时序命令, 传感器接收到命令后开始工作, 并将数据上传到DSP中;在DSP中对相关数据进行处理, 并判断AUV电控系统是否正常工作, 之后在检测到上位机发送的查询命令后, 将数据通过CAN总线发送到上位机中。

四、结论

本文介绍了一种可靠性高的自主式水下机器人数据采集系统设计, 通过大量实验验证, 发现本文设计的系统在数据采集、存储和传输方面具有高可靠性和高实时性, 以及抗干扰能力良好的优点, 采集到数据误差小, 满足AUV在水下正常工作的指标。在AUV的后续研发中, 可以在本设计上继续加入新的数据采集点, 具有良好的拓展性, 而在DSP中移植嵌入式实时操作系统RTOS进一步提高它的实时性将是我们研究的重点。

摘要：AUV内部有着众多的传感器, 这就需要建立一个数据采集系统, 来进行传感器数据的采集、处理和传输, 从而保证AUV整个电控系统的正常运行, 完成工作命令。AUV数据采集系统基于DSP处理器, 通过I2C通信协议与温湿度传感器和气压传感器进行数据的采集, 并负责检测电压电流和舱体的泄露情况, 最终通过CAN通信与工控机进行通信。

关键词：AUV,数据采集系统,DSP,传感器,CAN通信

参考文献

[1] 黄德胜, 吴星明.基于DSP的数字化温湿度智能控制器设计[J], 2012.06.

[2] 缪玉珍.SHT10温湿度检测设计要点及故障分析[J], 2012.06.

[3] 张卿杰, 徐友等.手把手教你学DSP-基于TMS320F28335[M], 北京航空航天大学出版社, 2015.1.

[4] 谢敏.基于CAN总线的智能温湿度检测系统设计[J], 2009.06.

[5] 查智, 卢海洋.运用PC104和分布式CAN总线的智能AUV设计[J].重庆理工大学学报;自然科学, 2013 (08) :97-100.