乐高机器人教案模板

作为一名教学工作者，总不可避免地需要编写教案，教案有助于顺利而有效地开展教学活动。那么写教案需要注意哪些问题呢？以下是小编精心整理的《乐高机器人教案模板》，供需要的小伙伴们查阅，希望能够帮助到大家。

第1篇：乐高机器人教案模板

乐高机器人教案

认识乐高蓝牙机器人系统____NXT

参加教师 活动目的：

1、 认识NXT主要配件，并将其与RCX核心配件作比较，学习和掌握新型乐高机器人;

2、 搭建蓝牙机器人;

3、 知道NXT控制器各按钮的作用，初步学会在NXT是编写简单程序，理解传感器的功能 活动过程：

一、 乐高机器人—— MINDSTORMS NXT与RCX的比较

1、处理器由8位升到32位

丹麦乐高(LEGO)将于2006年9月上旬推出乐高公司和美国麻省理工学院共同开发的机器人组件新款“教育用LEGO Mindstorms NXT”。Mindstorms是将配备微处理器的LEGO公司的塑料积木组装起来，通过个人电脑制作的程序来控制的机器人。此前的RCX的微处理器为8位，而NXT配备32位处理器等，提高了性能。 表格1列出RCX和NXT的比较。

图1：安装4个传感器和3个伺服马达的LEGO NXT

图4：LEGO NXT系统目前提供的4种传感器全家福

5、改进了编程软件 NXT程序用软件“ROBOLAB ver.2.9”，跟ROBOLAB原来的版本一样，是基于NI LabVIEW开发的。该软件不仅可以制作NXT用的程序，也可以完成RCX用的程序。此前要操作接近400个图标进行编程，这次减少为约40个，从而使得编程更为简单。OS为“Windows2000”以上和“Mac OS X”。

图5：乐高网站给出的ROBOLAB 2.9的样图，跟以前版本相比，变化较大

二、 快速认识NXT

1、 按钮

NXT正面有四个按钮，它们分别是开关、运行;导航和返回。

2、 NXT显示器上各图标的意义

最上一行，相当于状态栏，从左到右依次表示了：蓝牙、USB、NXT控制器名、运行状态、电 池电量以及声音音量的情况。

状态栏的下面是六个主控操作面板，相当于主菜单，它们依次是：“My Files我的文件”、“Try me测试”、“Settings设置”、“Bluetooth蓝牙”、“View查看”、“NXT Program NXT程序”。

三、 NXT Prpgram(NXT程序) 不需要在电脑上，通过NXT就可以编写简单的控制程序。

1、 进入NXT Program

2、 屏幕显示传感器和马达的连接方式;

3、 确定后，进入五步编程

第一步主要是设置运动方式：前后、后退、左转、右转等 第二步主要是设置传感器 第三步 也是运动方式设置 第四步 传感器感应设置 第五步 设置停止或循环运行

四、 活动研究任务

1、 研究前进5，前进的时间是多少?前进的距离是多少? 前进5，前进的时间是

;前进的距离是 。

你的机器人能走直吗?你们是怎么让它走直的?

2、 前进5，再右转2，看看你的机器人怎么运动?

3、 组内合作完成下列任务：

每组四个同学，分别位于四方形的四边，要求用nxt编程，将机器人驶向自己的队友。

(1) 队长将机器人驶向程序员; (2) 程序员让机器人左转驶向机械师 (3) 机械师让机器人按直线退到研究员 (4) 研究员再让机器人转弯退回队长。 第三课 尝试NXT编程 教学目的：

1、 了解NXT编程软件界面;

2、 知通如何创建一个新文件;

3、 认识移动图标，了解移动图标的设置面板中各选项的意义

4、 会用它控制机器人的运动状态(前进、后退、转弯运动);

5、 学会如何下载，并运行机器人。 教学过程：

今天我们学习用电脑编写第一个程序，控制机器人按我们的意愿运动。

一、 进入编程环境

1、 双击桌面图标，进入NXT编程环境;

2、 一个出现下列程序进度条，调入程序;

二、 编写程序 有FLASH步骤

按下例操作步骤编写程序

三、下载程序

1、机器人与电脑的连接 用USB连线将机器人与电脑连接。 注意：下载程序时，NXT必须打开。

三、 移动图标参数设置面板

四、 运行机器人

按下列操作步骤运行机器人

演示编写、下载、运行一个前进——左转——再前进的程序

活动研究任务

1、 研究能量级为75%时机器人1秒钟，前进的距离是多少?大约_________乐高单位

2、 能量级为100%时机器人1秒钟，前进的距离是多少?大约_________乐高单位

2、 组内合作完成下列任务：

每组四个同学，分别位于四方形的四边，要求用nxt编程，将机器人驶向自己的队 友。

(1) 队长将机器人驶向程序员，前进2秒钟;

(2) 程序员让机器人前进5秒，左转驶，再前进5秒，驶向机械师;

(3) 机械师让机器人按直线后退，到研究员，时间根据距离调整; (4) 研究员再让机器人后退5秒，转向，再直线回到队长所在位置。

第四课 机器人的计步器 教学目标：

1、 学习和理解马达内置角度传感器

2、 理解移动模块和马达模块的属性面板

3、 能准确控制机器人的运动距离和角度

4、 通过活动理解马达内置角度传感器的应用 教学过程：

一、你知道吗?__________NXT使用技巧

1、 关闭蓝牙功能，可以让NXT更省电

2、 删除NXT中多余的程序，可节约空间。

二、研究活动——————用时间控制机器人的运动 比较：

1秒钟内马达能量为75%行驶的距离大约是厘米; 1秒钟内马达能量为100%行驶的距离大约是

1秒钟内马达能量为75%行驶的距离(填<或>)马达能量为100%行驶的距离; 不同组的机器人1秒钟内马达能量为100%行驶的距离相同吗?同)。

三、NXT马达的内置角度传感器 用时间控制机器人的运动非常不准确，当电池能量足时机器人跑得快，当电池能量

不足时，机器人跑得慢。为了解决这个问题，在NXT机器人的马达中安装了一个角度传感

器，它可以记录机器人行走的距离。马达里的角度传感器相当于机器人的计步器。

3、 机器人的计步器是怎么计算机器人行走的距离的呢? 第一：它可以记录机器人轮子转过的圈数，根据轮子的周长，就可以计算出机器 人行走的距离。

观察学习环境中的常用面板中的向前驱动。 例如，我们机器人的轮子周长约为17厘米 机器人轮子转1圈，前进的距离是

机器人轮子转2圈，前进的距离是机器人轮子转5圈，前进的距离是 厘米。机器人轮子转10圈，前进的距离是 厘米。

第二：记录机器人轮子转过的角度，根据角度，计算出机器人行走的距离。

我们知道，一个是360度，如果机器人的轮子转过半周，那么它转过的角度就是180度，走过的距离就是轮子周长的一半，大约8.5厘米。

四、学习电机模块

移动模块虽然也能控制机器人做转弯运动，但由于不能准确地控制单个马达的能量级，因为机器人的转弯运动很难精确控制。为此，我们可以使用电机模块。

1、 电机模块 位置、属性

2、下面，我们用电机模块控制机器人转直角： 方法一：一个电机停，一个电机运动 方法二：一个电机快，一个电机慢 方法三：两个电机向相反方向运动

五、挑战任务

想办法让你的机器人沿一块地砖走50*50的正方形 第五课 机器人的眼睛

发表时间：2008-10-17 20:04:51 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1944/0 教学目标

1、 认识乐高光电传感器，知道光电传感器的作用;

2、 初步理解光电传感器的原理;

3、 会利用光电传感器测试不同物体表面反射光的光值

4、 初步学会利用光电传感器控制机器人启动或停止。 教学过程

一、引入

想一想，我们人的眼睛都能看到和分辩什么?(主要功能) 第一， 我们能分辩物体的颜色 第二， 我们能分辨物体的形状和大小 第三， 我们能分辩物体的远近

机器人要能模拟人的眼睛的功能，也应该能做到分辩物体的颜色、形状、大小和远近。但机器人的的眼睛的功能没有人眼功能这么强大的全面。因此，我们常常需要给机器人安装多个眼睛。比如我们安装一个或多个光电传感器来分辨物体的颜色;安装一个超声波传感器来判断物体的距离;安装一个火焰传感器来识别火焰等。

机器人眼睛功能比较单一，为实现不同的功能，需要安装不同功能的眼睛。

二、初步认识传感器

三、NXT蓝牙机器人光电传感器

光电传感器是机器人的眼睛，它是主要元件是一个发光二极管和一个光敏管。我们看到光电传感器有两个灯，工作时，一个灯发红光，一个灯不发光只接收反射回来的光线。当光电传感器照到不同颜色的表面时，接收到的反射

光的强弱不同，控制器就可以据此判断出物体表面的颜色。 NXT的光电传感器工作时还可以关闭发光灯。

1、 NXT光电传感器的安装

可参考学习面板中“检测黑线”的方法安装

光电传感器属于信息输入，因此它可以接在NXT的

1、

2、

3、4输入端的

任何一个输入口中。通常我们插在3号端口。

2、 直接从NXT显示屏上查看接收光的返回值 (1) 在主菜单中选择View(显示)

(2) 再选择Reflected light (反射光)或Ambient light(环境光)

(3) 最后选择Port(端口)号，如Port 3 (4) 读出光的反射值。

3、 研究活动

分别测出距离乐高积木大约5毫米处，不同颜色的积木块的反射光值和环境光

4、 从光电传感器属性面板中查看接收光的返回值 (1) 拖拉一个光电传感器模块到程序流程线上; (2) 从属性面板的反馈控制箱中读中接收光的返回值

5、 研究活动

分别测出距离乐高积木大约5毫米处，不同颜色的积木块的反射光值和环境光 值

四、挑战任务

1、下面的黑线表示车站，让你的机器人直线前进，看到车站(黑线)后 STOP! 分析：我们并不知道离黑线有多远，所以用角度传感器和时间都无法控制机器人行走的距离。因此，我们只能考虑利用光感，让机器人一直前进，直到

它看到黑线，立即STOP。 程序： 课后记：

今天的教学很成功，通过几周的训练，同学们基本都适应了这样的研究和挑战模式。在两种测光值的研究中，同学们的积极性很高，方法也比较得当。

在挑战任务中，由于机器人看到黑线就停，效果明显。因些同学们的研

究热情也很高。 第六课 机器人的耳朵

发表时间：2008-11-12 14:01:05 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1317/0 教学活动目的

1、 知道机器人的耳朵实际上是一个声音传感器。声音传感器，能够使机器人象人一样具有听觉。

2、 会利用声音传感器控制(启动)机器人运动或停止;

3、 编写程序让机器人沿黑线行走 教学过程

一、引入 光电传感器使机器人有了视觉，能分辨物体的颜色，那么，能不能让机器人象人一样有听觉，能听到环境的声音呢? 当然可以，我们可以给机器人安装一个声音传感器。

二、NXT声音传感器

声音传感器实际上就是一个类似话筒(耳麦)的设备，它能接收声音信息。 声音的大小常用音量表示，单位是分贝。一般的声音传感器只能感受到有无声音和音量的大小，而不能分辨语义。比如，我们制作一个声控机器人，要求它听到声音就开始前进。现在，我们启动机器人，当我们说“停”它同样开始前进。这对人来说是一件很有趣的事。 声音传感器能够检测到的声压大于90分贝。因为声压的等级非常复杂，所以在Mindstorms NXT上显示的时比例(%).数字越小，声音越小。例如： ? 4-5% 大约是安静的卧室 ? 5-10% 从较远距离听人的谈话

? 10-30% 较近距离的正常谈话，或者正常音量下的声音播放器 ? 30-100% 人们的喊叫声，或者大音量的音响 声音传感器的安装

参见NXT常用面板中的“声音控制”。 探索活动

1、试试各种声音效果，并记录下NXT接收到的声音大小值。 操作方法：

(1) 将声音传感器连接到NXT输入端口2; (2) 在NXT显示器上选择 View 子菜单，选择声音传感器的图标和声音传感器连接到的接口;

(3) 向声音传感器说话，看看显示屏的效果;

挑战任务

制作一个声控机器人，要求启动后原地不动，听到声音后开始运动，再次听到声音后停止运动。

分析：启动机器人后，让机器人进入等待状态，当声音值达到预设的阀值后，机器人前进，同时，再次监听声音，如果再次听到声音，则STOP!

声音传感器属性设置 第七课 机器人的眼睛(2)

发表时间：2008-11-12 14:06:18 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1279/0 教学目标

1、 认识乐高超声波传感器，知道超声波传感器的作用;

2、 初步理解超声波传感器的原理;

3、 初步学会利用超声波传感器控制机器人走迷宫。 教学过程

一、 引入

光电传感器让机器人能分辨物体的颜色，但它不能判断物体的远近，为了帮助机器人判断物体的远近，我们可以给机器人安装一只超声波传感器。

二、 乐高超声波传感器

乐高超声波传感器，有由一个超声波发射器和一个超声波接收器组成，通过检测发射声波(类似于声纳)和反馈声波延迟的的时间，测算障碍物离自己的距离。

(1) 屏幕显示机器与最近物体的距离值，单位为厘米或英寸; (2) 超声波传感器的检测距离为0-250厘米; (3) 超声波传感器通常接在输入端口4;

三、 超声波传感器的安装 参见超声波测距

第17/21页 研究任务

请你编写一个程序，让你的机器人向墙靠近，直到离墙20厘米处停止。试一试，当你设置机器人停止的触发值为20厘米时，机器人停下时，距离墙的实际距离是多少?如果我们要机器人停下的位置距离墙刚好20厘米，程序中实际停止的触发值是多少?

挑战任务

你能做一个简单的迷宫机器人，让它从下图中的入口进，出口出吗? 第18/21页

第八课 能识别路线的机器人

发表时间：2008-11-12 14:18:40 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1616/0 教学目标：

1、 光电传感器的灵活应用

2、 学习和理解循环和分支程序结构 教学过程：

一、师引导

我们的机器人已经具有类人的视觉功能，通过光电传感器，可以识别颜色，通过超声波传感器感受物体的远近。

今天我们通过一个实际任务来比一比，看谁的机器人最能干。

二、任务描述

让机器人沿固定的黑跑道行走，看谁的机器人走完全长所用时间最短。

第19/21页

三、任务分析

黑色跑道是单路线，没有叉道，因此我们可以采用单光感走黑线。 单光感走黑线原理：在黑线上往白色区域走，在白色区域往黑线走。即走“之”字形。

观看“跟随暗线”视频，理解单光感走黑线的原理。

四、程序分析

1、 分析

如果在黑线上： C走， B停 即右转; 如果在白色区域： B走，C停 即左转。 上述动作反复重复执行。

2、 循环程序

需要反复执行的一段程序我们可以放在一个循环中。

在生活中循环执行某一任务的例子很多，比如跑绳、拍皮球等。

3、 条件分支程序

在这个任务中，我们要根据机器人所处位置决定机器人重复执行那一段程序，象这样的程序叫条件分支程序。

第20/21页

五、试运行

1、如果机器人认不了黑线，说明你的条件分支中黑白分界阀值设置不正确，应重新测定黑、白区域的光值，再取平均值。

2、如果机器人左右摇摆太大，说明你的机器人转角弧度太大，可适当减小马达的能量。

第17/21页 研究任务

请你编写一个程序，让你的机器人向墙靠近，直到离墙20厘米处停止。试一试，当你设置机器人停止的触发值为20厘米时，机器人停下时，距离墙的实际距离是多少?如果我们要机器人停下的位置距离墙刚好20厘米，程序中实际停止的触发值是多少?

挑战任务

你能做一个简单的迷宫机器人，让它从下图中的入口进，出口出吗? 第18/21页

第八课 能识别路线的机器人

发表时间：2008-11-12 14:18:40 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1616/0 教学目标：

1、 光电传感器的灵活应用

2、 学习和理解循环和分支程序结构 教学过程：

一、师引导

我们的机器人已经具有类人的视觉功能，通过光电传感器，可以识别颜色，通过超声波传感器感受物体的远近。

今天我们通过一个实际任务来比一比，看谁的机器人最能干。

二、任务描述

让机器人沿固定的黑跑道行走，看谁的机器人走完全长所用时间最短。

第19/21页

三、任务分析

黑色跑道是单路线，没有叉道，因此我们可以采用单光感走黑线。 单光感走黑线原理：在黑线上往白色区域走，在白色区域往黑线走。即走“之”字形。

观看“跟随暗线”视频，理解单光感走黑线的原理。

四、程序分析

1、 分析

如果在黑线上： C走， B停 即右转; 如果在白色区域： B走，C停 即左转。 上述动作反复重复执行。

2、 循环程序

需要反复执行的一段程序我们可以放在一个循环中。

在生活中循环执行某一任务的例子很多，比如跑绳、拍皮球等。

3、 条件分支程序

在这个任务中，我们要根据机器人所处位置决定机器人重复执行那一段程序，象这样的程序叫条件分支程序。

第17/21页 研究任务

请你编写一个程序，让你的机器人向墙靠近，直到离墙20厘米处停止。试一试，当你设置机器人停止的触发值为20厘米时，机器人停下时，距离墙的实际距离是多少?如果我们要机器人停下的位置距离墙刚好20厘米，程序中实际停止的触发值是多少?

挑战任务

你能做一个简单的迷宫机器人，让它从下图中的入口进，出口出吗? 第18/21页

第八课 能识别路线的机器人

发表时间：2008-11-12 14:18:40 来源：龙小分校 编辑：龙小分校 点击/评论：1616/0 教学目标：

1、 光电传感器的灵活应用

2、 学习和理解循环和分支程序结构 教学过程：

一、师引导

我们的机器人已经具有类人的视觉功能，通过光电传感器，可以识别颜色，通过超声波传感器感受物体的远近。

今天我们通过一个实际任务来比一比，看谁的机器人最能干。

二、任务描述

让机器人沿固定的黑跑道行走，看谁的机器人走完全长所用时间最短。

第19/21页

三、任务分析

黑色跑道是单路线，没有叉道，因此我们可以采用单光感走黑线。 单光感走黑线原理：在黑线上往白色区域走，在白色区域往黑线走。即走“之”字形。

观看“跟随暗线”视频，理解单光感走黑线的原理。

四、程序分析

1、 分析

如果在黑线上： C走， B停 即右转; 如果在白色区域： B走，C停 即左转。 上述动作反复重复执行。

2、 循环程序

需要反复执行的一段程序我们可以放在一个循环中。

在生活中循环执行某一任务的例子很多，比如跑绳、拍皮球等。

3、 条件分支程序

在这个任务中，我们要根据机器人所处位置决定机器人重复执行那一段程序，象这样的程序叫条件分支程序。

第20/21页

五、试运行

1、如果机器人认不了黑线，说明你的条件分支中黑白分界阀值设置不正确，应重新测定黑、白区域的光值，再取平均值。

2、如果机器人左右摇摆太大，说明你的机器人转角弧度太大，可适当减小马达的能量。 祝孩子们成功!

1、如果机器人认不了黑线，说明你的条件分支中黑白分界阀值设置不正确，应重新测定黑、白区域的光值，再取平均值。

2、如果机器人左右摇摆太大，说明你的机器人转角弧度太大，可适当减小马达的能量。 祝孩子们成功!

第2篇：乐高机器人教案功夫熊猫

世界之旅

课程名称：功夫熊猫

知识点：

1、感受中国武术，理解锄强扶弱的意义;

2、继续学习改变故事。 作品图：

本节课通过一部功夫熊猫的电影，让孩子知道中国功夫的博大精深，以及功夫熊猫里不同角色代表的派别，学习正面人物锄强扶弱的精神,在搭建的过程中，首先让孩子了解熊猫的外形特点，然后让孩子自由搭建，最后并大胆的讲出自己搭建的功夫熊猫会什么样的武功。

第3篇：乐高机器人与乐高积木的区别？

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7—14岁、9—16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。

第4篇：乐高机器人设计

LEGO机器人

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;

(3)实现语音控制功能;

第5篇：乐高机器人编程

项目：乐高机器人编程 主讲教师： 上课时间： 学时数：1课时 教学目标：

(1) 知识与能力：

1.使学生初步了解机器人编程环境

2.使学生学会安装机器人编程环境，会下载一些简单的程序。

(2)过程与方法：

通过讲授、演示的方法介绍编程环境 (3)情感态度与价值观：

激发学生热爱科学、探究科学的兴趣。 重点难点：

1.机器人编程环境(pilot级别简单介绍) 2.下载工具的使用

教学步骤：

1. 导入 2. 概念讲解

3.学生活动(马达的使用)

组织形式：

小组为单位活动

教学内容：

乐高机器人编程环境介绍

(一)

一、导入(5分钟)

教师：展示机器人编程界面，介绍一些概念

二、概念讲解

1、 机器人防火墙的用途

教师：防火墙对于机器人的意义

防火墙是乐高机器人承载程序的界面，如果没有防火墙，乐高机器人无法完成程序传输，所以在使用乐高机器人的过程中，一定要注意先下载防火墙，安装完毕后，就可以发出一个声音，确认防火墙已经下载好。 ☆ 学生：下载乐高机器人防火墙

☆ 教师：如何检测防火墙下载成功

学生：

连好通信设备，给机器人下载防火墙，检测通信。

2、机器人防火墙下载过程遇到问题

教师：用幻灯片展示自己的总结

1、电脑中是否使用USB口传输数据

2、是否把机器人RCX的传输口对准与电脑相连的传输口

3、机器人电池是否充足。

3、机器人简单程序的搭建

教师：讲解马达、等机器人的输出部件。

机器人的输出口分别为A,B,C。每个输出口只能连接一个输出传感器，如：马达、触碰、灯泡等。

三、学生活动

在上节课拼插好机器人的基础上，为机器人编制马达转动的程序。如前进、转弯等。

乐高机器人编程起始状态为绿灯标志，结束状态为红灯。中间使用粉色线相连，如果连接过程中出现灰色，程序无法完成下载。

本课小结：

通过本节课的学习，学生对智能机器人马达部件有深刻地了解。熟悉程序界面模块的使用。

第6篇：乐高机器人巡线原理

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：

、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，在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。