九年级下册 第二单元探索未来城市中的机器人 一、教材体系 项目分析，方案确定 城市建设机器人 系统搭建，功能实现 功能丰富与改进 项目分析，方案确定 探索未来城市中 安全消防机器人 系统搭建，功能实现 的机器人 程序调试，实验优化 项目分析，方案确定 跌倒救助机器人 系统搭建，功能实现 功能拓展与实践 二、知识点 1.了解机械臂的控制原理，能够构建一个简单的机械臂模型。 将机械臂一侧的物体夹持住以后，把它移动到机械臂的另一侧，完成搬运功能。机械臂根据结构形式的不 同分为：多关节机械臂、直角坐标系机械臂、极坐标机械臂、柱坐标机械臂等。 2理解舵机的工作原理，能使用多个舵机协调地完成一组动作。 舵机作为机械臂的驱动机构，是一种位置（角度）伺服的驱动器，用于需要角度不断变化并保持相应位置 (角度)的控制系统。三自由度机械臂主要由机械爪、前摆臂、后摆臂和底部转盘构成，由四个舵机控制。 夹持舵机控制机械爪的开合：左侧舵机控制前摆臂的摆动，主要影响机械爪的前后移动：右侧舵机控制后 摆臂的摆动，主要影响机械爪的上下移动：底盘舵机控制底部转盘的转动，影响机械爪水平方向的转动。 3,掌握信号输入器件控制机械臂的方法。（电位器的输入值可以作为舵机转动角度的依据，机械臂其余部件 的控制方法与之类似。因为电位器输入的数值范围为0~1023，而舵机转动的角度范围为0°~180°，所以， 用电位器控制舵机转动时，需要使用mp()映射函数，将读取的电位器的值映射为舵机转动的角度范围。除 电位器之外，还可以使用双轴按键摇杆、手柄、红外遥控器等器件来控制机械臂。) 4.理解火焰传感器的工作原理并掌握其使用方法。（火焰传感器是利用火焰发出特定波长的红外线（波长 760~1100m)来检测光源的传感器。它把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号输入到控制器里，控制器 根据信号的变化做出相应的程序处理。) 5.学会一种避障算法，实现避障功能。（机器人小车直行过程中如果没有检测到障碍物，就保持直行：如果 检测到障碍物，就后退，然后左转。编写程序控制机器人小车避开障碍物。) 6.能设计、搭建一个消防机器人模型，并编写程序实现功能。（先搭建消防机器人的结构，将控制器与运动 装置、检测装置、灭火装置正确连接：分步骤检测各装置正常运行后编写程序，实现灭火功能；并在实际 环境中不断运行实验和优化参数。) 7.掌握运动传感器、蜂鸣器等器件的使用方法。（运动传感器是一种常用的检测器件，在多个行业中都有应 用。常用的运动传感器主要包括三轴加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器等。MPU6050模块集成了三轴MEMS 陀螺仪和三轴MEMS加速度计，能够方便地测量三轴加速度和三轴偏转角。蜂鸣器是一种结构化的电子讯 响器，广泛用于计算机、打印机、复印机、告警器、电子玩具、汽车电子设备、电话、定时器等电子产品 中作发声器件。) 8.能设计、搭建一个跌倒救助机器人模型，并编写程序实现功能。（跌倒救助机器人分为两个部分：一个部 分是含有跌倒检测和求救功能的穿戴端，使用MPU6056模块检测跌倒事件的发生，使用蜂鸣器发出求救声， 通过蓝牙传输远程求救信号：另一部分为远程救援端的救援机器人，在接到求救信号后启动救护告警，并 启动救护动作实施救援。) 练习题 一、单选题 1、舵机的转角范围为( A、0°~45° B、0°90 C、0°~180 D、0°360° 2、左侧舵机控制( )。 A、机械爪的开合 B、前摆臂的摆动 C、后摆臂的摆动 D、底部转盘的转动 二、多选题 1、机械臂的种类包括( )o A、多关节机械臂 B、直角坐标系机械臂 ... ...
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