粤高教版 (2018)九年级全册第2课 动手搭建机器人——认识与安装开源机器人硬件教学设计

导入新课

扫地机器人、儿童教育机器人、厨师机器人…各种家用机器人将在智能化时代层出不穷，机器人将会走进千家万户，成为我们生活中的重要员。你是否也想制作一个机器人呢?我们一起动手制作吧

思考

 激发学生学习兴趣并快速进入学习状态

讲授新课

一、项目分析

(一)项目要求

利用不同的元件和模块组装一台开源机器人一一智能小车。

(二)实现思路

1.根据项目要求准备好搭建智能小车所需的硬件。

2.搭建智能小车的支架、 Arduino主控板、驱动部分和传感部分。

3.安装电池完成智能小车的搭建。

(三)所需器材

本项目所需的器材如下表所示。

二、探究新知

要搭建开源机器人首先要了解开源机器人的基本硬件。

开源机器人最基本的三大硬件包括:主控板、传感器和驱动部分。

主控板作为机器人的核心部分，负责指挥控制各部件的工作。

传感器是机器人感知现实世界的“感官”。

驱动部分是用来使机器人发出动作的动力机构。

探究

到图书馆或上网搜索开源机器人的常见硬件，并将结果填写到下表中。

目前，开源机器人的种类很多，智能小车就是其中的典型代表。

下面以Arduino智能小车的搭建为例，来认识常见开源机器人的电子元件及模块。

探究

到图书馆或上网了解直流电机、电机扩展板、灰度传感器、传感器扩展板的功能，完成以下连线。

三、项目实施

搭建如图所示的 Arduino智能小车。

操作步骤如下：

第一步，搭建出小车支架。取出积木构件，搭建小车支架，并用积木插销将其固定，如图所示。

第二步，安装 Arduino UNO主控板。

将 Arduino UNO主控板安装到小车支架上，将螺丝穿过小车支架和 Arduino UNO主控板的小孔，并用螺母从反面将其固定，如图所示

第三步，安装驱动部分。

分别为小车安装导轮、直流电机、电机扩展板和轮子，如图所示。

第四步，安装传感部分。

安装传感器扩展板和灰度传感器，如图所示

第五步，安装电池。

将电池的电源线插入到 Arduino UNO主控板的电源接口，完成小车搭建，如图所示

视频：《安装智能小车》

实践与创作

1.本项目中的小车支架是用积木构件搭建而成的，请同学们尝试将小车支架改造成更有创意的形状结构。

2.2019年1月3日，“嫦娥四号”任务月球车“玉兔二号”成功着陆月球背面，开始就位探测和巡视探测。

请上网査找“玉兔二号”的有关资料，制作成电子作品，并向同学介绍其基本结构。

课堂检测

1.开源机器人最基本的三大硬件：（             ）、（            ）和（                ）。

2.（           ）是机器人感知现实世界的“感官”。

3.（         ）的作用是将直流电能转换为机械能。

通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。

学生小组间讨论，共同完成任务，并分组汇报。

通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。

学生小组间讨论，共同完成任务，并分组汇报。

学生小组间讨论，共同完成任务，并分组汇报。

通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务，

培养学生动手操作能力，并且锻炼学生的语言组织能力和表达的能力。

通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务

培养学生动手操作能力，并且锻炼学生的语言组织能力和表达的能力。

培养学生独立完成练习的能力。

课堂小结

分小组总结归纳，教师补充。

各组汇报总结，其他小组成员做补充。

锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。

布置作业

1、自己独立动手组装一台开源机器人

板书

一、项目分析

(一)项目要求

(二)实现思路

(三)所需器材

二、探究新知

三、项目实施