儿童编程scratch桌面机器人教参智能移动机器人教案

1、少儿编程教学资料，需要可下载并修改后使用！第八课智能移动机器人嫂学习目标.了解循迹传感器的基本原理和使用方法。.用循迹灯配合循迹传感器进行不同光照条件下的灰度检测。.学会用单个循迹传感器进行巡线移动。.学会用多个循迹传感器配合且控制巡线移动。重点知识循迹传感器：循迹传感器主要用于检测地面灰度、黑白线区别、简单颜色识别等，可用于机器人循迹、机 器人地面灰度检测等。当颜色越深，返回值越大，颜色越浅，返回值越小。循迹主要是指小 车在白色地板上循黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。基本原理：红外线光电传感器（光电开关），是利用物体对近红外线光束的反射原理，由同步回路 感应反射回来的光，据其强弱来检测

2、物体的存在与否，光电传感器首先发出红外线光束到达 或透过目标物体，物体或镜面对红外线光束进行反射，光电传感器接收反射回来的光束，根 据光束的强弱判断物体的存在。红外光电开关的种类很多，有镜反射式、漫反射式、槽式、 对射式和光纤式等。常见的红外线光电开关有对射式和反射式两种，反射式光电开关是利用物体对光电开关 发射出的红外线反射回去，由光电开关接收，从而判断是否有物体存在。如有物体存在，光 电开关接收到红外线，其触点动作，否那么其触点复位。对射式光电开关是由别离的发射器和接收器组成。当无遮挡物时，接收器接收到发射器 发出的红外线，其触点动作；当有物体挡住时，接收器便接收不到红外线，其触点复位。光

3、电开关和接近开关的用途如今已远超出一般行程控制和限位保护，可应用于高速计数、 测速、液面控制、检测物体的存在、检测零件尺寸等许多场合。红外线和紫外线：红外光线是不可见光线。所有高于绝对零度G273.15C）的物质都可以产生红外线。人的眼睛能 看到的可见光按波长，从长到短排列，依次为红橙黄绿青蓝紫。其中红光的波长范围为 0.62-0.76 um；紫光的波长范围为0.38-0.46 u m。简单来说，比紫光波长还短的光叫紫外线， 比红外光波长还长的光叫红外线。灰度传感器：灰度传感器是模拟传感器，有一只发光二极管和一只光敏电阻，安装在同一面上。灰度传感 器利用不同颜色的检测面对光的反射程度不同，光敏

4、电阻对不同检测面返回的光其阻值也不同的原理进行颜色深浅检测。在有效的检测距离内，发光二极管发出白光，照射在检测面上, 检测面反射局部光线，光敏电阻检测此光线的强度并将其转换为机器人可以识别的信号。地 面灰度检测传感器主要用于检测不同颜色的灰度值，例如在灭火比赛中判断门口白线，在足 球比赛中判断机器人在场地中的位置，在各种轨迹比赛中沿黑线行走等。限教学过程课程导入课程导入（20分钟）1 .设计一个循迹机器人，具体程序如下:Arduino主程序翻开循迹灯将leftd 设定为将rightd E设定为重复执行如果 循迹感应器左-内侧 的值为白色如果 循迹感应器左-内侧 的值为白色设置机器屏幕显示为闭眼

5、且 循迹感应器右-内侧 的值为白色 那么否那么如果 循迹感应器左-内侧 的值为白色那么设置机器屏幕显示为右箭头 等待9秒 机器人右转二;二;机器人左转nghtd 度将变里ightd的值增加将leftd 设定为否那么如果 循迹感应器右-内侧 的值为白色设置机器屏幕显示为左箭头 等待（20秒leftd 度将变里leftd的值增加将ightd 设定为否那么设置机器屏幕显示为微笑设置机器人行动模式为前进，速度为，那么停止机器人此程序教师需在课前编写并烧录进机器人。演示环境：桌面颜色为白色的平台，贴有黑色胶带做出的路径，宽度不超过5cm。（2）演示完毕，老师提出问题。比方桌面机器人一共有几个循迹传感器？

6、上述程序用到了哪几个?循迹感应器右个卜制 的值 右舟侧右的恻 左向恻 左舟恻答：桌面机器人一共有四个循迹传感器，分别是。在上述演示程序当中,循迹感应器左-内侧 的值循迹感应器右-内侧 的值用到了（3）翻开循迹传感器应该用哪个模块?翻开循迹灯添加此模块才可正确使 用循迹传感器。答：在使用循迹传感器之前，需要使用 为什么桌面机器人会沿着黑线移动呢？（拓展知识）如果 循迹感应器左-内侧 的值为白色 那么将变里nghtd 的值增加将leftd 设定为 否那么1如果 循迹感应器右-内I那么 的值为白色那么nghtd 度设置机器屏幕显示为右箭头 等待9秒 机器人右转设置机器屏幕显示为左箭头 等待CE9秒机

7、器人左转R将变里leftd的值熠加答:将rightd 设定为,当左内侧循迹灯检测到的值为白色时，机器人会向右转，并且转动的角度设为变量，每次从左往右转，转动的角度都会增加1度，初始角度值设为3度。 右内侧情况亦然。动手编程（30分钟）.首先学会使用循迹传感器，翻开循迹灯。被点击重复执行I,翻开循迹灯. :机器播放音符 待O秒 卜闭循迹灯 等待秒介绍需要添加的循迹灯模块，制作一个简单的循迹灯伴随声音闪烁的小程序。此操作需在联机模式下进行。.学会使用单个循迹传感器进行巡线移动。Aduino主程序翻开循迹灯 重复执行如果 循迹感应器左-内侧 的值为白色 】那么设置马达左，右8如果 循迹感应器左-内侧

8、 的值为黑色 那么设置马达左CB,右C9 I设置马达左（i 一一设置马达左（i 一一马达左边速度最大，右边速 度为0,意为向右片。J当左内侧传感器检测到白色时，添加此模块设置马达左（马达右边速度最大，左边速 度为0,意为向左转。 /后当右侧传感器检测到黑色时，添加此模块 由实验可以观察到单个循迹传感器在实际运行当中，由于两轮差速，会导致误差越来越大， 循迹灯无法正确识别路径。受单个传感器识别路径启发，接下来学会用多个循迹传感器配合 且控制巡线移动。.学会用多个循迹传感器配合且控制巡线移动。Arduino主程序翻开循迹灯重复执行如果 循迹感应器左4卜侧 的值为黑色如果 循迹感应器左4卜侧 的值为

9、黑色且 循迹感应器右-内侧 的值为白色 那么如果 循迹感应器左个卜侧 的值为黑色且 循迹感应器右-内侧 的值为黑色 那么重复执行直到 循迹感应器右个卜侧 的值为罢色设置机器人行动模式为向右转5。如果 循迹感应器左个卜制 的值为白色且 循迹感应器右-内侧 的值为白色 那么设置机器人行动模式为向左转5。设置机器人行动模式为向左转5。，速度为gR走马达左于右81O秒设置机器人行动模式为向右转9。，速度为那么如果 循迹感应器左4卜制 的值为黑色 且 循迹感应器右-内侧 的值为白色注意我们需要检测到两侧的值，需要左右两个循迹传感器的数值，因此加入“且”的命令。注意左右侧马达差速可自行按照实际情况调节。上

10、述程序是通过调整转向角度来实现行走的，同样的仿照单个循迹传感器的程序，也可以做到多个传感器 的循迹，具体程序如下：Arduino主程序翻开循迸灯J重瓢行如果循迹感应器右-内侧的值为白色那么 设置马达左s,右如果 循迹感应器左个卜刚 的值为黑色，那么设置马达左8，右S拓 展 活 动一 投 快 递 机器人（40分钟）让学生思考如何利用这节课学习的知识点设计一个投快递机器人,用四个循迹 传感器分别测量两侧的光强度，并比拟其测量值，通过两个内侧循迹灯的指引让机器人实现 巡线功能，外侧循迹灯检测到黑色时停下投快递。 教师课前准备需要设计一个赛道，要求学生利用导盲引到桌面机器人从起点循迹至终点。规那么：.

11、在规定时间内完成比赛，每次出发至多2人.不能超出跑道的边界.程序命令必须用循迹传感器的命令条。例如程序如下:复习与总结:复习与总结:（15分钟）复习本节课所学习的知识点，以及对本节课学生出现的一些学习问题与错误编程进行分析总 结。让学生知道问题出在哪？以后要怎么注意与改正？陵课堂展示（15分钟）本环节尽量让学生自主讲解演示为主，讲解本节课所学知识点以及讲解演示自主编写的程序, 老师在学生忘记或者讲解错误的时候进行引导与指正。问题：.我们是如何使用翻开循迹传感器进行检测的，用的哪一条命令?答案提示：翻开循迹灯.我们是如何应用单个传感器进行循迹的？两个以上的传感器呢?Arduino主程序翻开循迹灯重复执行那么那么那么如果循迹感应器左-内网的值为白色如果 循迹感应器左-内例 的值为黑色 设置马这左GB，右答案提小:.我们是如何让桌面机器人变成导盲机器人的? 请学生依据拓展活动中的程序边演示边解