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乐高EV3机器人初级课程


高山编著
前言
乐高机器人的学****可以锻炼学生的动手能力与编程能力,也能够培养学生的科学精神,技术能力以及数学能力。因此本书以生活中的实例,并配以大量的乐高机器人搭建图,生动的讲解乐高机器人的搭建与程序设计,让学生能够快速掌握机器人制作的方法。
本书所使用的机器人是乐高EV3机器人,它是乐高最新推出的智能机器人套装,它使用积木进行搭建,简单易学,能够用它搭建出复杂的机械结构。而且,乐高机器人使用图形化的编程方式,对于机器人初学者来说是一个非常不错的学****平台。
本书以授课的形式,鼓励学生去想象,去思考,从而建构出自己的机器人。并且告知学生机器人的制作不是一蹴而就的,需要不断的优化与实践。因此,在书中特别设立了“优化与改进”一项,使得在每一课中制作的机器人都是通过逐步改进并最终达到理想的状况。在书中每一课都有问题的讨论与作业的设置。让学生主动学****主动探究是本书的教学理念。
因此,本书对于中小学学生或者机器人初学者来说,在学****完本书的课程后,能够基本掌握乐高机器人的搭建技巧以及程序编写的方法,可以自主的搭建属于自己的机器人。
对于学校机器人辅导教师来说,它是本很好的机器人教学参考书,教师可以参考本书进行学校的机器人课程或者研究性学****活动,每一个课程可以用2-3个课时去讲授。
本书在撰写过程中,郑剑春和吴俊杰都给予了我很多的帮助,感谢两位老师对于我的帮助与支持。
乐高机器人爱好者或者是学校机器人辅导教师如果对于机器人的制作或者是机器人教学方法感兴趣,都可以与我进行交流。邮箱:2071586369@
目录
第1课结构搭建——我的椅子 4
第2课结构搭建——门 34
第3课齿轮传动——风扇 59
第4课齿轮传动——回力小车 81
第5课齿轮传动——机械夹子 97
第6课连杆原理——抓木机 115
第7课连杆原理——马儿快跑 131
第8课程序设计——机器人的大脑和初步编程 162
第9课程序设计——智能风扇 187
第10课程序设计——机器人大力士 204

第1课结构搭建——我的椅子
一、提出问题
在生活中,当我们站累了或走累了的时候都需要找个椅子来休息一下,这样能够让我们消除疲劳,恢复体力。这节课我们就制作一把舒服的椅子,让自己和家人可以坐下来休息。
二、联想生活
回想一下我们在生活中都见过哪些椅子呢?我们经常看到有四条椅腿的椅子,如图1-1和图1-2所示,当我们坐上它时会感觉非常的稳定和舒服。

图1-1 座椅1
图1-2 座椅2
三、要求
制作四条椅腿的椅子
、稳定
2. 对称、美观
3. 直立在桌面上
四、建构
下面,我们就来制作一把四条腿的椅子,并且让它能够平稳的放在桌面上。
技能牌:块,板
块和板是用来搭建乐高机器人的基本配件,尤其在早期的乐高9794中经常
会用到,块和板可以用来进行拼接,从而达到连接和加固的作用。乐高积木块和板如图1-3和图1-4所示。
图1-3 乐高积木块
图1-4乐高积木板
乐高提供了几种不同长度的块和板,这样可以更方便的搭建机器人。在图1-3中,从上到下是2*2个乐高单位的块,4*2个乐高单位的块和8*2个乐高单位的块。在图1-4中,从上到下是2*2个乐高单位的板,8*2个乐高单位的板和10*1个乐高单位的板,用块和板就可以搭建出简单的小椅子,如图1-5和图1-6所示。
图1-5 小椅子侧面
图1-6小椅子后面
五、优化与改进
这把小椅子的特点:_________________________________________
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这把小椅子需要改进的地方:__________________________________
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改进1:可以使用乐高的方梁和圆销来制作一把椅子,使我们制作的椅子能够更加坚固,轻便和美观。
技能牌:圆销和方梁
乐高的圆销和方梁如图1-7和图1-8所示。
图1-7 圆销
图1-8 方梁
在图1-7中,有两种圆销,一种是黑色圆销,这种圆销与方梁连接的时候插入的比较紧,适合一些比较坚固且不需要转动的结构;另一种是灰色圆销,这种圆销与方梁连接的时候会松一些,当你需要以它为支点做灵活转动时,一般需要使用灰色圆销。
同学们制作的椅子一定要坚固和实用,尤其是四条椅子腿要牢固的连接到椅座上,要充分利用梁的特性,多用梁来连接重要的、关键的部分,这样我们搭建的物体才能够更坚固和更