乐高机器人机电一体化创新设计.ppt

实验
乐高机器人机电一体化创新设计
一、创新设计与实验的目的
1、培养学生用创造性思维方法,设计、搭建新型的机构或装置;
2、引导学生运用乐高机器人套件,设计、制作智能机器人,提高学生的观察分析、动手、创造能力,培养他们的参与、竞争、实践与协作意识;
3、加强学生对机电一体化的实践认识,培养学生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、原理
乐高“课堂机器人”是一种优秀的科技教育产品,这一独创性的教育工具是由美国麻省理工大学(MIT)、美国TUFTS大学、乐高公司和美国国家仪器公司(NI)共同开发研究的,它将模型搭建和计算机编程有效地结合在一起,使学生能够设计自己的机器人,在计算机上编写程序,然后通过与计算机相连的红外发射器将程序下载到机器人的大脑——RCX微型电脑中,启动RCX的开关,机器人就可以完全脱离计算机,按下载程序的指令独立运动起来。例如通过使用光电传感器,学生可以让机器人沿着一定的路线前进、或绕某一物体转动、或是藏在暗处等。
二、原理
乐高机器人由机械结构件、控制器、电机、传感器等多个模块组成,采用搭积木方式搭建,硬件――就是积木,软件――采用图形化编程语言,不涉及单片机汇编语言与机器码编程。这就使系统理论教学,摆脱了单片机语言、电路结构、微机接口等分支学科的束缚,可以直接根据系统要求,组态并展示系统功能。让学生主动体现设计思想,理解系统设计原理,更好地关注于创新机构设计以及机电一体化系统集成。
三、仪器与设备
乐高积木有两千多个各种形状的积木组件,有足够的零件让你完成你的设想,更重要的是,这些积木组件都按同一标准严格设计、生产,所有积木都是可兼容的。它依据的标准就是乐高单位,而且积木有严格的质量保持,。可以巧妙地利用乐高积木的特点——梁、块、板和孔之间的关系——完善你的结构,完成你独一无二的设计。
1. 支承元件
2. 传动元件
3. 动力元件-乐高马达
内置多级减速传动链
属性
高速马达
低速马达
微马达
最大电压
9VDC
9VDC
9VDC
最小电流(无负载)
100mA
10Ma
5mA
最大电流(stall)
450mA
250mA
90mA
最大速度(无负载)
4000rpm
300rpm
30rpm
在一般负载下的速度
2500rpm
200rpm
25rpm