课题：机器人机械手                                                   第    课时

教学内容：机器人机械手

教学目标：

了解机器人机械手活动以及舵机和红外传感器的工作原理，学会检测学生机器人机械手抓取、搬运、推动等活动，能够编写学生机器人机械手检测物体、处理物体的程序。体验学生机器人机械手程序实验过程，感受机器人模块的互动特点。

教学重点、难点：

重点：

1. 机器人机械手程序的搭建。

2. 舵机的组合方式。

难点：

1. 学会设置舵机参数。

2. 设置学生机器人机械手抓取、搬运、推动的程序。

教学准备：

舵机、部分拓展积木。

板书设计：

                         机器人机械手

                  舵机

                  搭建机械手

                  编写机械手程序

教学过程：

出示车间里搬运车抓取物品、运送物品的视频。（观看视频）

师：同学们，刚才你观察到搬运车是怎样抓取物品、运送物品的了吗？

生：搬运车运动到物品前，张开手臂，将物品夹住，然后转向，将物品运送到指定地点，遇到远一点的，还将手臂伸长，再抓住物品，进行运送。

师：观察得真仔细，今天我们也可以搭建这样一个有手臂的小车来运送物品，它就是机器人机械手。（出示课题）

师：在刚才同学们观看的视频中，机器人实行的动作是搬运车，搬运车在日常生活中很常见，你们见过吗？

生：汽车生产车间装配汽车零件、啤酒厂装配酒瓶盖等。（生举例说明）

师：学生机器人可以增加舵机和模块积件来完成搬运车的基本动作。这项实验是利用车前端的红外传感器和舵机来完成的。

介绍舵机：舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。舵机可以控制角度变化的速度，位置精度非常准确，可完成机器人的某些动作。

舵机有两种类型：一种是往复柱塞式舵机，其原理是通过高低压油的转换而做功产生直线运动，并通过舵柄转换成旋转运动。另一种是转叶式舵机，其原理是高低压油直接作用于转子，体积小而高效，但成本较高。

师：讲解舵机的定义（操作演示）。

选中“执行控件”，选择舵机，可以对舵机进行设置。

师：机器人搬运货物的运动主要通过机械手来完成，机械手的主要是使用两个舵机控制机械手臂，从而完成搬运、推动等动作。

学生根据要求，动手搭建机械手拓展结构模块。

（教师巡视辅导）

这节课我们主要了解机器人机械手的工作原理及所需模块，也尝试动手搭建了机械手拓展结构模块，同时学习了简单设置舵机，下节课我们将对搭建好的机械手进行程序编写。

师：搭建一个简单搬运夹，再利用机器人前端的红外传感器来检测前方是否有物体，如果有物体就将其搬走，如果没有物体则继续前进。

（学生自行搭建）

师：机械手由3个舵机、若干个结构模块、2～3个舵机链接等组成。

1. 新建一个程序。

2. 设置第一个舵机。

加入一个重复执行语句，在机器人模块中选择“设置舵机接口1 红色5V 橘色信号 棕色GND 输出角度为90°”模块，加入重复语句中，设置输出角度为45°，等待1秒后，设置输出角度为0°，再等待1秒。

3. 设置第二个舵机。

继续设置第二个舵机的输出角度，设置舵机接口4的输出角度为135°，等待1秒后，将第二个舵机的输出角度设置为45°，再等待1.5秒。

4. 设置第三个舵机。

继续设置第三个舵机的输出角度，设置舵机接口5的输出角度为30°，此时，机械手夹具打开，等待1.5秒后，设置舵机的输出角度为105°，此时，机械手夹具闭合，再等待1.5秒。

5. 设置机械手抓取的动作程序。

继续加入“设置舵机接口1 红色5V 橘色信号 棕色GND 输出角度为90°”模块，分别设置舵机接口为4的输出角度为45°、等待1.5秒后，再设置第二舵机的输出角度为135°。等待1.5秒后，舵机接口1的输出角度为45°，等待1秒后，设置它的输出角度为90°，再等待1秒。此时，机械手完成先回收再旋转90°的动作。

6. 设置机械手搬运动作的程序。

设置舵机接口4 红色5V 橘色信号 棕色GND  输出角度为45°，等待1.5秒后，再设置舵机接口5的输出角度为30°。等待1.5秒后，舵机接口5的输出角度为105°，等待1.5秒。

舵机接口4的输出角度为90°，等待1.5秒后，设置舵机接口4的输出角度为135°，再等待1.5秒。此时，机械手完成先向前伸，再将夹具打开，再闭合夹具，回收机械手的动作。

7. 上传程序。

保存完整程序，上传Arduino程序至Arduino主板上，下载到机器人机身上，进行活动实验。

生：根据教师的指导，修改机械手的结构，编写机械手的程序，尝试实验。

（学生动手操作，教师巡视辅导）

学生按组轮流展示实验情况，并进行小组间评价，再进行修改展示。

教师及时总结，鼓励创新。

二次备课