乐高NXT数独机器人

乐高教案

教学内容（课题）初识乐高积木与乐高交朋友:了解机器人、教学目的知识与技能：认识新环境中的新朋友，成立团队，激发兴趣，热爱生活，热爱科技，建立自信心。过程与方法：介绍乐高机器人，多媒体展示以往机器人比赛片断，制定公约，展示机器人套装。教学重点及难点重点：适应新环境，建立团队，认识乐高机器人。难点：让学生主动发挥联想，积极动手实践，激发兴趣，发挥联想，以机器人结合生活应用，参与讨论表达教学过程。一、提问（12分钟） 1、大家能说说，什么是机器人吗? (认知过程) 抢答提问后，老师作引导性说明。 GOOGLE 网络定义：机器人是自动控制机器（Robot ）的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械（如机器狗，机器猫等）。机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，从60年代初问世以来，经历四十多年的发展已取得长足的进步。在制造业中，工业机器人甚至已成为不可少的核心装备，世界上有近百万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。机器人的出现是社会和经济发展的必然，它的高速发展提高了社会的生产水平和人类的生活质量。 2、大家所见到过的机器人有? (记忆发掘，联想) 服务机器人可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫；军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹…… 3、机器人能为我们做些什么? (结合生活发挥联想) 在现实生活中有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆、重物搬运等；有些工作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接、精密装配等；有些工作人员无法身临其境，比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去干，比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等……这些人们干不了或干不好的领域变成了机器人大显身手的舞台。 4、为什么我们要学习机器人，创造机器人人? 机器人能为而类服务。能帮助我们做一些人类比较困难或者无法解决的问题。例如以上所说的，深海探密、空间探索等。 5、机器人需要吃饭吗?(引发兴趣，开口讨论) 情感态度与价值观：开拓视野，激发对科技的兴趣，热爱生活。教学重点及难点点重点：适应新环境，建立团队，认识乐高机器人。应用，参与讨论表达。提问（12分钟）

乐高的发展经历

乐高（Lego）玩具有「丹麦国宝」之美誉.1930年代初成立乐高一开始为制作木制玩具，1940年代开始改制造风靡世界的塑胶积木。经过几次改良，1980年代间，塑胶积木一直是乐高的主要产品203.全世界至少有三亿以上的人口曾经玩过乐高的传统积木204，然而近年来电脑的发展影响了乐高积木的销售，且电脑游戏似乎渐渐取代了积木，因此乐高也转换方向，开始发展以电脑程式为玩具核心之一的积木组. （一）积木产品的发展乐高公司资深公关顾问依娃（Eva Lykkegaard）表示，乐高的创始人奥列（OIe Kirk Christiansen）在1930年代时，因一次偶然的机会开始接单生产若干木造玩具，就这样作起了玩具生意；而1940年代快结束时，乐高开始销售可自由组合的塑胶积木，不过并没有获得消费者的青睐. 1957年，乐高对外界表达只生产一种玩具的决心。奥列的接棒人哥德弗烈拟订了十项原则，让乐高积木成为不分孩子年龄、性别、不限游玩空间、时间，以及具启发、想像、创造概念的玩具。同时，乐高还开发出「游戏系统」，传统积木经过改良，除了上方的凸粒，底部又设计了方便嵌接的内槽；此一内槽使接合可紧密、稳固205.此时，组合积木的造型以建筑物的堆积居多。 1960年代乐高陆续推出交通工具造型的积木，包括各式当时的火车、汽车、飞机等，从此以后积木玩具开始使用轮子、齿轮、铰链等材料。1970年代的积木，则开始出现重型机械及城堡等造型，并在积木组中增加了「人」。随着航太技术的进步，乐高也将其列入积木的设计概念；

技术积木（Technic）是当时的产物，太空战士、太空梭、太空城紧接上场。接下来，乐高在积木中加入了电脑的应用，於教育机构中销售。（二）回归基本面－孩童才是主要客户丹麦乐高公司曾是全球最有名的玩具大厂，但在1990年代末期，公司经营每况愈下。身为乐高创办人之孙的克里斯丹森（Kjeld Kirk Kristiansen）亲自站到第一线，主持公司日常营运.他认为，乐高犯了贪多的毛病，忽略自己的本业，同时乐高过度依赖授权产品，却忘了真正的客户群：孩童。像是乐高最大的错误决策就是结束以学龄前儿童为主的Duplo品牌，让许多家长以为乐高不再制造幼儿专用玩具。使得2003年，乐高六岁以下的玩具部门营收腰斩。乐高的行销主管史乔说，现在儿童发育时间更快，娱乐项目五花八门，有电视、电玩、电影和体育活动，使得游戏时间相对变少。愈来愈多儿童从八岁、甚至六岁开始，就会选择互动电脑游戏和电子玩具。乐高不只要推陈出新，也必须打造新的企业文化。面对客户的要求，乐高决定回归基本面，把经营焦点重新锁定在经典积木、以设计机器人为主的Lego Technic与Mindstorm等产品，同时恢复Duplo品牌，并新闢一条产品线Qua-tro，为两岁儿童设计体积比Duplo更大的积木。 2000年起，乐高开始引进一些外部人士，为公司注入新血和新观念。克里斯丹森表示，企业文化最大的改变是公司现在会花更多时间谘询家长、孩童和零售商的意见。

乐高机器人—齿轮篇

乐咼机器人---运动篇 8.1简介灵活的思维造就出了许许多多的机器人，运动使创造物获得了生命，带来无限的乐趣，同时也对自己的创造力进行了挑战。大多数运动机器人都属于轮子型与腿型机器人。虽然轮子在光滑的表面很有效，但是在凹凸不平的地面上运动，腿提供了更有力的方式。底盘结构是为了突出显示它们的传动系统和连接情况，因此，在实际搭建中还需对此结构加固。 8.2简单的差动装置机器人具有很多优点（尤其具有简单性），至少在乐高的可移动机器人中常用到此结构。差动装置由机器人两边两个平行的驱动轮构成，单独提供动力，另外有一个或多个轮脚（万向轮）用于支撑重量并不是没有作用（图8.1 ）。注意我们称这个装置为差动装置是因为机器人的运动矢量是由两个独立部件产生的（它与差速齿轮没有关系，此装置上没有使用差速齿轮）。当两个驱动轮以相同方向、相同速度转动时，机器人作直线运动。如果两个轮子转动速度相同，但方向相反时，机器人会绕着连接两轮线段的中心点旋转。根据轮子不同的转向，表8.1列出了机器人的不同运动状态。图8.1简单差动装置

表8.1轮子不同的旋转方向产生不同的运动状态组合不同方向和速度，机器人可以做任意半径的旋转。因为它的灵活性、及原地旋转的功能成为许多工程的教学器具。另外，由于它很容易实现，所以乐高有一半以上的运动机器人属于此结构。假如你想跟踪机器人的位置，那差动装置又是比较好的选择，仅仅需要简单的数学知识。这种结构只有一种弊端：它不能保证机器人笔直的运动，因为两个马达的功效总有差别，一个轮子会比另外一个轮子转动的快一点，因此使得机器人略微偏左或偏右。在某些应用中这中情况不会有问题，可以通过编程来避免，比如使机器人沿线走或在迷宫中寻找路线行走，但是让机器人在空地上走直线恐怕不行。 821直线运动使用简单差动装置有许多方法可以保持直线行走，最简便的方式是选择两个速度相近的马达。如果你有两个以上的马达，尽量找两个速度最匹配的马达，这种方式也不能确保机器人走直线，但至少能减小走偏的情况。另一种简单的方法是通过软件调整速度。在第 3 章介绍过程序能控制每个马达的速度，在程序中选择最有效的能量等级直到合适为止，这种方法的问题在于机器人负载发生变化，两马达速度需重新调整。

乐高机器人初级课程

乐高机器人初级课程 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012

乐高机器人初级课程编号：295 发布时间：2011-08-18 截止日期：地区：适合2-3个学生为一组搭建和编程设计机器人方案。共431个组件的套装中包括一个NXT可编程的微型电脑，一块可充电的锂电池，三个伺服电机，二个触动传感器，一个光电传感器，一个超声波传感器，一个声音传感器，三个灯以及足够课堂教学所需的乐高积木。另外还有3根连接RCX传感器或马达的转换线，1根USB导线，以及分类盒和搭建手册等。关健学习价值： 1.介绍机器人以及机械工程的概念。 2.收集、翻译数据，进行科学调查研究。 3.学习如何在团队工作中解决问题。 9797教育版和8527玩具版的分别: 9797 多了以下超级好用又超值的东西: 1. 多了玩具版没有的,一颗锂电池 2. 比玩具版多一个触觉传感器,所以有二个!! 3. 多了玩具版没有的,三个灯炮

4. 多了一个精美的储存胶箱(没有售卖) 5. 多了三条转接线可转接前一代的传感器及马达,等于是向下兼容!! 8527 较优胜的东西: 1. 组件数目8527有557件，而9797只有431件。 2. 9797可购买9648配件库671件，大幅增加配件数量。 3. 8527内附正版软件，而9797需额外购买正版软件。两者软件基本上是相同的，分别在于软件内的教程不同。 8527的称为robo center，而9797的称为educator center。 8527教砌3个机械人，而9797则有40个教程

乐高机器人实验室建设方案

乐高教育探究实验室配置方案及课程介绍乐高教育的理念多年来，中国的教育界一直以加强学生素质教育为核心，探索和实践着教育改革的方向和途径。全国基础教育工作会议的召开，对全面推进素质教育提出了十分明确的要求，课程教材改革在推进素质教育、培养21 世纪技能的重要作用已经成为全国上下的共识。我们引入了以乐高教育为主的教育解决方案，它是长期以来与世界各国教育界密切合作，不断探究和开发出最先进的教育方案，并在25 年的教学实践中获得成功应用，受到世界各国教育界的广泛接受和推崇。乐高教育在世界各地教育界的应用中已逐步形成了自身的、符合这些教育理念的可持续发展的优秀平台。我们提供的教育解决方案确保学生获得快乐和有效的学习。教师在教学过程中将“指导”和“建构”的理念相互结合，这将帮助教师在学生以团队为单位来共同解决问题的课堂上，扮演顾问型的指导者，而不是灌输者。

乐高教育的应用随着素质教育的推进和新课程新教材的改革，在各个学科的教学中对学生动手操作、动手实验的要求越来越多，因此除了常见的物理实验室、化学实验室、生物实验室，各个学校还建立了很多新课程的实验室，例如科学（自然）实验室、信息技术实验室、劳技实验室、通用技术实验室、探究实验室。这些新课程的实验室由于建设时间较短，并没有形成统一的标准，实验室的设备配置区别很大。乐高教育平台可以很好的在这些课程上使用，而且如果在这些实验室里都有乐高设备，那么教师在教学的时候，学生在学习的时候就会非常的方便。乐高探究实验室所涉及课程包含有：机械基础，动力机械，机械工程，机器人等。机器人教育的目的学生借助乐高机器人的平台，在老师的知道下，开展丰富多彩的机器人活动，通过活动提高学生对科技活动及知识的兴趣，培养学生动手能力、创新能力；提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；充分体会“做中学，玩中学”的无穷乐趣。建立机器人活动室，不仅满足课堂教学的需求，还能开展第二课堂活动，建立科技兴趣小组，丰富学生的课外活动，还可以参加到全国青少年机器人竞赛和全国电脑制作大赛中去。满足学生的同事也能给科技老师不断发现新的问题提供自身的发展的机会，参加到全国的比赛及交流中提高教师自身的素质。（1）、通过创新实验室学习，对中小学生进行计算机编程、工程设计、动手制作与技术构建等知识的教学，培养他们动脑动手和独立思考、解决问题的技能，不断发展青少年的观察力、想象力和创新能力。（2）、通过创新实验室活动，不断丰富完善学校创新科技教育内涵；同时也在创新这个更广阔的平台上，提升学校的教育品质和规模，形成良好的社会效益。（3）、通过创新实验室活动，组建各类科技代表队，参加省级、国家级乃至国际中小学生机器人竞赛活动；同时还参与相关的国内外交流学习活动，开拓学生视野。（4）、在开展创新实验室培训活动的同时，也面向在校科技教师进行相关业务培训，不断提高科技辅导教师的理论水平和实践能力。（5）、在开展创新实验室培训活动的基础上，不断推出最新的教学内容、手段和器材，开发具有学校特色的校本课程。

乐高机器人—齿轮篇

乐高机器人---运动篇令狐采学 8.1简介灵活的思维造就出了许许多多的机器人，运动使创造物获得了生命，带来无限的乐趣，同时也对自己的创造力进行了挑战。大多数运动机器人都属于轮子型与腿型机器人。虽然轮子在光滑的表面很有效，但是在凹凸不平的地面上运动，腿提供了更有力的方式。底盘结构是为了突出显示它们的传动系统和连接情况，因此，在实际搭建中还需对此结构加固。 8.2简单的差动装置机器人具有很多优点（尤其具有简单性），至少在乐高的可移动机器人中常用到此结构。差动装置由机器人两边两个平行的驱动轮构成，单独提供动力，另外有一个或多个轮脚（万向轮）用于支撑重量并不是没有作用（图8.1）。注意我们称这个装置为差动装置是因为机器人的运动矢量是由两个独立部件产生的（它与差速齿轮没有关系，此装置上没有使用差速齿轮）。

当两个驱动轮以相同方向、相同速度转动时，机器人作直线运动。如果两个轮子转动速度相同，但方向相反时，机器人会绕着连接两轮线段的中心点旋转。根据轮子不同的转向，表8.1列出了机器人的不同运动状态。图8.1简单差动装置表8.1 轮子不同的旋转方向产生不同的运动状态组合不同方向和速度，机器人可以做任意半径的旋转。因为它的灵活性、及原地旋转的功能成为许多工程的教学器具。另外，由于它很容易实现，所以乐高有一半以上的运动机器人属于此结构。假如你想跟踪机器人的位置，那差动装置又是比较好的选择，仅仅需要简单的数学知识。这种结构只有一种弊端：它不能保证机器人笔直的运动，因为两个马达的功效总有差别，一

个轮子会比另外一个轮子转动的快一点，因此使得机器人略微偏左或偏右。在某些应用中这中情况不会有问题，可以通过编程来避免，比如使机器人沿线走或在迷宫中寻找路线行走，但是让机器人在空地上走直线恐怕不行。 8.2.1直线运动使用简单差动装置有许多方法可以保持直线行走，最简便的方式是选择两个速度相近的马达。如果你有两个以上的马达，尽量找两个速度最匹配的马达，这种方式也不能确保机器人走直线，但至少能减小走偏的情况。另一种简单的方法是通过软件调整速度。在第3章介绍过程序能控制每个马达的速度，在程序中选择最有效的能量等级直到合适为止，这种方法的问题在于机器人负载发生变化，两马达速度需重新调整。使用传感器让机器人直线运动让机器人直线运动的一种更有效果的方法是在系统中加入反馈装置。从而，根据外界的变化，使用传感器来控制和调整每一个马达的速度，这也是现实生活中大多数差动装置所具有的的结构。可以为每一个驱动轮附加计转器（测量轮子旋转次数）装置，以便在软件中控制马达功补偿两轮间的转速差。乐高角度传感器在此应用中可以作为首选。在每一个轮子上安装

乐高机器人竞赛配置方案

乐高机器人竞赛器材配置方案一、概述多年来，中国的教育界一直以加强学生素质教育为核心，探索和实践着教育改革的方向和途径。全国基础教育工作会议的召开，对全面推进素质教育提出了十分明确的要求，课程教材改革在推进素质教育、培养21世纪技能的重要作用已经成为全国上下的共识。我们引入了以乐高教育为主的教育解决方案，它是长期以来与世界各国教育界密切合作，不断探究和开发出最先进的教育方案，并在25年的教学实践中获得成功应用，受到世界各国教育界的广泛接受和推崇。乐高教育在世界各地教育界的应用中已逐步形成了自身的符合这些教育理念的可持续发展的优秀平台。我们提供的教育解决方案确保学生获得快乐和有效的学习。教师在教学过程中将“指导”和“建构”的理念相互结合，这将帮助教师在学生以团队为单位来共同解决问题的课堂上，扮演顾问型的指导者，而不是灌输者。二、建立乐高机器人创新实验室的意义随着素质教育的推进和新课程新教材的改革，在各个学科的教学中对学生动手操作、动手实验的要求越来越多，因此除了常见的物理实验室、化学实验室、生物实验室，各个学校还建立了很多新课程的实验室，例如科学（自然）实验室、信息技术实验室、劳技实验室、通用技术实验室、探究实验室。这些新课程的实验室由于建设时间较短，并没有形成统一的标准，实验室的设备配置区别很大。乐高教育平台可以很好的在这些课程上使用，而且如果在这些实验室里都有乐高设备，那么教师在教学的时候，学生在学习的时候就会非常的方便。乐高机器人创意实验室是基于乐高教育设备建立的综合性实验室，在这个实验室中可以开展多门学科的教学，学校可以根据需要将这个实验室变为科学实验室、信息技术实验室、探究实验室等等。

LEGO机器人编程课程汇总

L E G O机器人编程课程汇总 Prepared on 24 November 2020

LEGO机器人课行走训练2 制作机器狗利用“移动转向”模块，让机器狗活动起来史纳菲要开始工作了前一堂课机器狗的造型，完成指定任务，熟练使用“移动转向”模块到达目的地。帮忙穿越火车轨道路闸，或是小区栅栏门，如图利用“等待”模块，编写触碰按钮后，开门及关门的程序请买票利用颜色传感器搭建检票闸机作品用电机带动十字转门即可。等待颜色传感器识别到正确的颜色，电机才旋转开门，可加入声音模块，程序块状态灯等模块丰富。到楼上去作品为无障碍升降梯，轨道完成难度较大，故利用平行四边形实现作品可加入涡轮箱自锁通过端口查看，观察电梯到达指定位置电机旋转了多少角度。注意角度正负号，代表电机旋转的方向。测试前注意找到初始位置电机相应字母重置电机角度为0。两个触动传感器，按1号上楼，2号下楼。并使用多任务的模式跟踪警犬利用超声波传感器作为狗头，测量前方距离，学习切换模块。此作品需要急刹车，可制作趴着的机器狗，达到降低重心，提高稳定性的目的。

制作一辆小车也可以，安装好超声波传感器即可。切换模块为可视为一个条件判断，分成两种情况，满足条件与不满足条件。如图：超声波传感器测量距离＜50cm 为设定的条件，满足条件代表车辆距离目标＜50cm，过于接近，所以后退，反之前进，加入循环不断判断与目标之间距离和50cm之间的关系。跟踪机器狗利用颜色传感器的测量反射光线强度的功能来区分两色，实现沿线（两色交界线）走。作品为趴着的机器狗或者小车皆可。要求前方有一颜色传感器，探头对这地面，距离1cm左右，以内为佳。端口查看测试两种颜色光线强度数据并记录，取平均值，例如：黑白平均值 14 86 50 即测得强度大于50为白色，反之为黑色。超级警犬携带武器的机器狗或小车，武器可利用复合杠杆完成。用一个电机带动活动即可程序为一直向前走巡逻，发现距离比较接近的目标停下，发起攻击，转向离开继续巡逻。医生将EV3直立，以显示屏为机器人脸部，搭建一个机器人，有一处平台，用途为放置卡片，并使其能被颜色传感器探测到（距离1cm）。最好加装一个触动传感器，卡片放稳后，触碰触动传感器再识别颜色，较为准确。利用颜色传感器测量不同颜色，发出不同声音。

乐高课程习测验答案教案资料

乐高知多少 1、乐高教育至今有多少年的发展历史？（14分） 1.A、34年 2.B、36年 3.C、42年 4.D、48年 2、乐高教育机器人最初是由丹麦乐高公司和哪所大学的媒体实验室（Media Lab）进行一项【可编程积木（Programmable Brick）的合作案】？（14分） 1.A、哈佛大学 2.B、麻省理工学院 3.C、剑桥大学 4.D、斯坦福大学 3、乐高教育学习方案针对哪个年龄段的学员？（14分） 1.A、3-16岁 2.B、5-12岁 3.C、5-18岁

4.D、3-12岁 4、用6块2×4的乐高积木可以拼出大约多少种不同的组合？（14分） 1.A、1000 2.B、10000 3.C、一百万 4.D、九亿 5、乐高“头脑风暴”可编程机器人不包括哪一个？（14分） 1.A、RCX机器人 2.B、NXT机器人 3.C、EV3机器人 4.D、LXE机器人 6、由电脑控制的乐高机器人于那一年被学校引进？（15分） 1.A、1983年 2.B、1984年 3.C、1985年 4.D、1986年

7、乐高教育器材适用于我国那些学科的教学？（15分） 1.A、数学 2.B、物理 3.C、通用技术 4.D、综合实践 5.E、信息技术 6.F、以上都是乐高结业测验 1、4C教学模式中的四个C分别是？（5分） 1.A、Connect Construct Comfortable Continue 2.B、Connect Control Contemplate Continue 3.C、Connect Construct Contemplate Continue 4.D、Connect Construct Calculate Continue 2、乐高教育倡导__________，把游戏与现实生活紧密联系起来，让学生在游戏过程中主动建构知识。（5分） 1.A、做中学 2.B、玩中学

乐高机器人

乐高机器人—齿轮篇在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。要认识各种各样的传动机构，了解其工作原理及其优缺点，什么时候用哪种传动系统最有效等，从而设计出出色的机器人系统。 2.1简介齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。探索齿轮的一种非常有用的特性：将一种力魔法般的转换成另外一种力。介绍一些新的概念——速度、力、扭矩、摩擦力；还有一些简单的机械理论基础。认识齿轮和简单杠杆之间的相似点。 2.2齿数的计算一般用中至少需要两个齿轮，如图2.1所示，为两个普通的乐高齿轮：左边是8齿齿轮，右边是24齿齿轮。齿轮的最重要属性就是它的齿数。齿轮是根据齿数分类的：它的英文缩写就代表它的名字，例如24齿的齿轮可以表示为24t 。图2.1 一个8齿和24齿的齿轮例子中使用了8齿和24齿的两个齿轮，分别固定在一根轴上。两轴与一带孔梁相配合，两孔间距两个乐高单位（一个乐高单位就相当于相邻两孔间距），现在一手拿住梁，另一手轻轻地转动其中一根轴，注意到的第一个特性：当转动其中一根轴时，另一轴也同时转动，因此，齿轮的基本属性就是可以将运动从一根轴传到其它轴上。第二个特点是你不需要用很大的力去转动它们，因为齿轮间配合

相当紧凑，摩擦力很小，这也是乐高工艺系统大特性之一：部件之间配合精度高。第三个特点是两根轴反向转动：一个顺时针，一个逆时针。第四个特点：也是最重要的特性，就是两根轴的旋转速度不同。当转动8齿齿轮时，24齿齿轮转动得很慢；而24齿的齿轮转动时，8齿齿轮转动得很快。 2.3加速和减速传动先转动大齿轮（24齿），它的每一个齿都与8齿的两个齿啮合的很好。当转动24齿，每一次在齿轮的接触面一个新齿取代前一个齿时，8齿也刚好转过一个齿，因此，大齿轮转过8个齿（24齿的齿轮）就可以让小齿轮转过一圈（360度）。当大齿轮再转过8个齿时，小齿轮又转了一圈。在你转动24齿齿轮的最后8个齿时，8齿齿轮转过第三圈。这也是两轴产生不同速度的原因：24齿齿轮转动一圈，8齿齿轮转动了三圈！我们用两个齿轮齿数之比来表示两者的关系：24比8。经过简化，得到3:1。从数字来看，24齿齿轮1转就相当与8齿齿轮的3转。由此，我们得到一种加速的方法（从技术角度来将应称为角速度，而不是速度）。这时候你可能会想到在竞速小车上使用巨大的传动比。遗憾的是，在力学中有得必有失，获得了速度，同时就减少了扭矩，简单的说，就是在力量上的损失会转化为速度——速度越快，扭矩就越小。比率也相同：如果获得了三倍的角速度，你的扭矩会减小到原来的1/3。齿轮有一个有趣的特性：扭矩和速度的转换是对称的，你可以将扭矩转换成速度，反之亦然。当系统增加速度而减小扭矩时，我们称为加速，反之我们称为减速。什么是扭矩？当你用扳手转动螺钉上的螺母时，即产生扭矩。扳手动时，螺母产生抵阻力，你握手柄的地方离螺母越远，你需要施加的力就越小。实际上，力矩是两个参数的乘积：距离和力。增加其中一个量，就可以增加扭矩。力矩的度量单位就是力的单位和距离的单位，国际单位表示为牛顿米（Nm）或者是牛顿厘米（Ncm）。如果熟悉杠杆，你会认识到它们之间的相似性。对于杠杆，合力的大小依赖施力

乐高机器人RCX套装

机器人挑战套装 SR9785/9786 机器人核心套装含200多个组件，包括RCX、红外发射仪、马达、触动传感器、光电传感器、灯、导线等技术组件。并附有彩色搭建手册，是是机器人核心套装。同时可用于参加竞赛活动。可以安排20~30课时的教学，可以配合其他套装，拓展教学内容。 SR9798 机器人豪华套装含有RCX微型电脑和红外线发射仪，包括9796挑战套装的所有部件。另多1个光电传感器，共有近1300个的多颜色部件，可以参加正规和创意比赛。包括西觅亚机器人入门教材和挑战中文教材。 SR9793/9794 机器人挑战技术套装含828个组件，在9790套装的基础，新增100多个组件，包括灯、齿轮盒、小轮子，除9790所配搭建手册外，另增新的逐步搭建手册，更方便初学者使用。推荐活动主题：灭火机器人，游泳机器人、采样机器人与乒乓机器人，活动更新颖，更吸引人。活动手册提供更多主题活动建议，近十项活动内容，可以安排20~30课时的教学，更可配合其他套装，拓展教学内容。配件SR9609 9649 各式各样的积木，包括各种普通积木和一些特殊积木。这些积木对制作模型有很大的帮助，可以补充套件的积木不足。另外，机器人部件如RCX微型电脑、红外发射器、传感器、马达、积木等可以单独购买。创意组合套装SR9781 可以让4个小组的学生同时建造4种不同的主要模型，“机器虫”、“智能小汽车”、“小小游乐场”和“智能房屋”，1600个组件分装2个绿色大盒，包括：3个马达、3个光线传感器、4个接触传感器、1套模型组建手册。西觅亚机器人入门中文教材。

控制实验室城市与交通套装 SR9723 城市与交通套装是ROBOLAB机器人实验室系列中的一个套装，活动以城市与交通为主题，在学生间展开城市建设与规划的设计与讨论，帮助他们通过亲自参与虚拟城市建设，较深入地了解城市的交通控制系统、公共交通工具、个人交通工具以及城市管理系统。了解城市整体结构，从小树立全局观念，从而更加热爱我们生活的环境，树立保护环境、改造环境的良好观念，用我们的行动，让我们生活的环境更美好。建议4个学生为一个小组。套装共有389个组件，包括：1个9伏减速马达，2个光电传感器，2个触动传感器，4盏灯以及各种传统积木。提供4种主题模型搭建指导，每个主题包含多个传统模型与项目设想。根据搭建指南列出的搭建步骤，一步步实现设想，其中有3-4个引伸出的项目设想。而且，依据同一原理，可以实现不同的设想。推荐活动主题主题一、简单的交通控制杆：模拟铁道岔口控制系统主题二、交通监测：智能停车场主题三、智能汽车：可以识别路径，如沿黑线走的小车主题四、城市规划：如果你是城市规划总设计师，你如何规划城市交通系统？ ROBOLAB娱乐公园套装 SR9725 娱乐公园套装是ROBOLAB机器人实验室系列中的一个主题套装，活动围绕我们熟悉的娱乐场设置展开，直到学生通过观察、搭建碰碰车、旋转木马等同学们喜欢的娱乐设施，在充满趣味性、挑战性的活动中，学习编程与使用传感器等技术组建，了解控制系统的工作原理。建议4个学生为一个小组。该套装共有293个组件，包括：2个9V减速马达，1个光电传感器，2个触动传感器，1个齿轮盒，4种不同的模型搭建手册，1个组件分类盘。推荐活动主题旅游车：模型是用两个马达。编写程序，控制马达以不同的速度转动，能够判断行走路线。鬼屋骑士：使用触动触传感器，使模型经过骑士面前时，打开灯或启动马达。碰碰车：模型使用两个马达和触动传感器。学生需要为模型编写程序，来控制两个马达前进、后退或左右移动，直接模型遇到障碍物时做出相应的反应。旋转木马：模型使用两个马达、一个光电传感器、一个触送传感器。其中一个马达负责完成木马升、降动作，两一个负责木马的转动。用ROBOLAB软件编写程序，控制木马运动。

乐高机器人课程

乐高机器人课程 Lego Mindstorms（乐高机器人）是集合了可编程Lego砖块、电动马达、传感器、Lego Technic部分（齿轮、轮轴、横梁）的统称。Mindstorms起源于益智玩具中可编程传感器模具（programmable sensor blocks）。第一个Lego Mindstorms的零售版本在1998年上市，当时叫做Robotics Invention System (RIS)。最近的版本是2006年上市的Lego Mindstorms NXT。乐高机器人套件的核心是一个称为RCX或NXT的可程序化积木。它具有六个输出输入口：三个用来连接感应器等输入设备，另外三个用于连结马达等输出设备。乐高机器人套件最吸引人之处，就像传统的乐高积木一样，玩家可以自由发挥创意，拼凑各种模型，而且可以让它真的动起来。机器人是一门涉及机械学、电子学、工程学、自动控制、计算机、人工智能等方面的综合性学科，以培养学生的科学素养和技术素养为宗旨，以综合规划、设计制作、调试应用为主要学习特征的实践性课程。在拓宽学生的知识面，促进学生全面而富有个性的发展上起着不可替代的作用。随着科学技术的发展，特别是人工智能与机器人的结合，机器人不再局限于工业应用和研究所内，它已经进入教育领域。国内外教育专家指出，利用机器人来开展实践学习，不仅有利于学生理解科学、工程学和技术等领域的抽象概念，更有利于培养学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力。机器人教育在基础教育越来越受到人们的关注。我国自2001年举办首届全国青少年机器人竞赛以来，在竞赛的带动与促进下，全国各地展开了校本课程、课外科技小组、选修课等丰富多彩的机器人教育活动。近年来，由于对机器人教育认识上的不足，机器人竞赛活动目标不明确等原因，我国机器人教育的发展受到一定程度的制约。在课程改革的背景下，乐高从全国基础教育发展现状出发，构建科学、合理、切实可行的中小学乐高机器人教程体系，规范机器人教育，对我国今后机器人教育的蓬勃发展起着非常重要的作用，势在必行。科学和技术素养是当今社会每个公民必备的基本素养。乐高机器人课程在培养学生的科学与技术素养方面有其独特的优势，机器人教育作为一门基础课程，要面向全体学生。乐高机器人课程要为学生营造动手动脑、进行设计活动的环境，提供必要的设备和工具，倡导学生积极主动、勇于探索的学习精神，组织学生进行探索式学习，让学生充分动手实践，积极合作，主动探究。乐高机器人更多信息可登入网站棒棒贝贝科技中心了解更多。地址：上海市浦东新区杜鹃路68号。

【名师推荐】乐高机器人实验室建设方案

乐高机器人实验室建设方案

目录一、概述 (1) 二、建设目标 (1) 三、配置清单 (3)

一、概述 1、“乐高机器人实验室”的建设旨在为学生提供学习、实践、探究、创新的场所，学生的探究能力、创新意识的培养需要一定的环境支撑才能更好的开展。实验室使用先进技术设备结合乐高多样化教具，为学生打造一个有条件、有氛围、有吸引力的学习场所。“乐高机器人实验室”将建设成为以培养创新思维、团队合作及学生动手能力为目标的多功能、数字化、信息化、家庭化的综合创新实践场所。 2、“乐高机器人实验室”旨在改变教学方式、促进学生有效学习、优化教学过程，全面提高学生综合素质，是探索发现、转变人才培养方式和培养创新人才的必要途径和有效措施。使学生的学习走向实验中学、做中学、探究中学，培养一定的创新意识。信息爆炸的时代，知识的更新速度无法想像，老师不应该再是传递知识的工匠，更应该是学生探索未知世界的指引者，该实验室中的资源、设施恰巧为教师、学生开展教学活动提供更丰富的方式。 3、提升教师的专业水平。要培养学生的创新意识，首先教师必须具有一定的创新能力，因此该实验室不仅服务于学生，对教师的创新能力提升同样具有意义。它为提升教师的综合教学能力及素养创设良好的空间环境，探索培养创新人才的新路。 4、为课程建设增添活力。可以根据该实验室设计专门的特色课程，也可以利用该实验室让现有课程内容更丰富，教学形式更多样。创新能力的培养也不是一蹴而就的，因此，培养创新意识，为真正创新打好基础才是本实验室的建设目的。二、建设目标秉承着促进学生德智体美劳全面发展的教学理念，我国全面贯彻党的素质教育的教学方针。素质教育是以培养学生创新精神和实践能力为重点的教育。并且，在“大众创业，万众创新”的时代召唤下，探索、实践、创新也将成为新时代每位学生应该锻炼和具备的能力素养。学校作为学生接受文化教育和成长发展的重要平台，若能为学生提供一个自主合作地探索求知和师生、生生相互交流的实验室，将会具有重要的价值和意义：锻炼学生的动手创造能力打破传统应试教育的“死记硬背”“纸上谈兵”的弊端，提倡学生亲自动一动，做一做，注重动手的学习体验，在此过程中，发挥自己的想象力，培养再造及创造的能力。

乐高cad软件

盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。第二章乐高CAD 软件在制作乐高机器人的过程中，除了ROBOLAB、NQC、VB等编程软件是必须要使用以外，还有一种软件也是经常要使用的，这就是乐高CAD软件。乐高CAD软件并不是某一个单独软件，它是很多相关软件的统称，本章将对这些软件做一个较为全面的介绍，并对其中比较重要的几种软件进行使用说明。本章主要内容包括：乐高CAD软件概述、乐高CAD软件入门、MLCAD软件入门、MLCAD 软件应用范例、LPub软件入门及应用范例。第一节乐高CAD软件概述一、乐高CAD软件的基本概念在开始使用乐高CAD软件之前，有必要先澄清乐高CAD软件中的CAD的概念。CAD是计算机辅助设计（Computer Aided Design System）的简称，它产生于20世纪80年代，是随着计算机技术在机械工程专业上的应用迅速发展起来的一门学科，是指以计算机为辅助手段来完成整个产品的设计过程。而我们的乐高CAD软件的概念与上文的CAD是有一定的区别，乐高CAD软件不是以设计为主要目的。由于乐高教育产品容易安装、拆卸特点（在前面的章节中，我们已经介绍了），乐高机器人的设计过程往往是直接建立实物制作的基础上的（最多就是画几张草图），所有的设计都是通过在制作模型过程中的不断改进来实现的。乐高CAD软件确切的说是一种仿真搭建软件。它将各种各样的乐高零件，从积木块到齿轮，从马达到RCX微电脑，都以仿真模块的形式储存在软件的数据库中，然后在计算机屏幕上用这些仿真零件搭建成各种各样的模型。二、乐高CAD软件的功能乐高CAD软件不但在概念上传统的CAD不同，就是在功能上与其也有很大的区别。传统的CAD软件非常强大，可以实现以下功能：建立几何模型、工程分析、动态模拟、自动绘图。乐高CAD软件大都比较小，目前只能实现以下两种功能： 1.仿真搭建这是乐高CAD软件的最基本的功能，强大的仿真功能使用户可以通过便捷鼠标和键盘的操作，在计算机屏幕上在生成各种各样的模型。从积木之间的上下契合，到齿轮的啮合，以

乐高机器人齿轮篇

乐高机器人---运动篇 8.1简介灵活的思维造就出了许许多多的机器人，运动使创造物获得了生命，带来无限的乐趣，同时也对自己的创造力进行了挑战。大多数运动机器人都属于轮子型与腿型机器人。虽然轮子在光滑的表面很有效，但是在凹凸不平的地面上运动，腿提供了更有力的方式。底盘结构是为了突出显示它们的传动系统和连接情况，因此，在实际搭建中还需对此结构加固。 8.2简单的差动装置机器人具有很多优点（尤其具有简单性），至少在乐高的可移动机器人中常用到此结构。差动装置由机器人两边两个平行的驱动轮构成，单独提供动力，另外有一个或多个轮脚（万向轮）用于支撑重量并不是没有作用（图8.1）。注意我们称这个装置为差动装置是因为机器人的运动矢量是由两个独立部件产生的（它与差速齿轮没有关系，此装置上没有使用差速齿轮）。当两个驱动轮以相同方向、相同速度转动时，机器人作直线运动。如果两个轮子转动速度相同，但方向相反时，机器人会绕着连接两轮线段的中心点旋转。根据轮子不同的转向，表8.1列出了机器人的不同运动状态。图8.1简单差动装置

表8.1 轮子不同的旋转方向产生不同的运动状态组合不同方向和速度，机器人可以做任意半径的旋转。因为它的灵活性、及原地旋转的功能成为许多工程的教学器具。另外，由于它很容易实现，所以乐高有一半以上的运动机器人属于此结构。假如你想跟踪机器人的位置，那差动装置又是比较好的选择，仅仅需要简单的数学知识。这种结构只有一种弊端：它不能保证机器人笔直的运动，因为两个马达的功效总有差别，一个轮子会比另外一个轮子转动的快一点，因此使得机器人略微偏左或偏右。在某些应用中这中情况不会有问题，可以通过编程来避免，比如使机器人沿线走或在迷宫中寻找路线行走，但是让机器人在空地上走直线恐怕不行。 8.2.1直线运动使用简单差动装置有许多方法可以保持直线行走，最简便的方式是选择两个速度相近的马达。如果你有两个以上的马达，尽量找两个速度最匹配的马达，这种方式也不能确保机器人走直线，但至少能减小走偏的情况。

乐高机器人实验室建设方案

乐高机器人实验室建设方案目录一、概述 1、“乐高机器人实验室”的建设旨在为学生提供学习、实践、探究、创新的场所，学生的探究能力、创新意识的培养需要一定的环境支撑才能更好的开展。实验室使用先进技术设备结合乐高多样化教具，为学生打造一个有条件、有氛围、有吸引力的学习场所。“乐高机器人实验室”将建设成为以培养创新思维、团队合作及学生动手能力为目标的多功能、数字化、信息化、家庭化的综合创新实践场所。 2、“乐高机器人实验室”旨在改变教学方式、促进学生有效学习、优化教学过程，全面提高学生综合素质，是探索发现、转变人才培养方式和培养创新人才的必要途径和有效措施。使学生的学习走向实验中学、做中学、探究中学，培养一定的创新意识。信息爆炸的时代，知识的更新速度无法想像，老师不应该再是传递知识的工匠，更应该是学生探索未知世界的指引者，该实验室中的资源、设施恰巧为教师、学生开展教学活动提供更丰富的方式。 3、提升教师的专业水平。要培养学生的创新意识，首先教师必须具有一定的创新能力，因此该实验室不仅服务于学生，对教师的创新能力提升同样具有意义。它为提升教师的综合教学能力及素养创设良好的空间环境，探索培养创新人才的新路。 4、为课程建设增添活力。可以根据该实验室设计专门的特色课程，也可以利用该实验室让现有课程内容更丰富，教学形式更多样。创新能力的培养也不是一蹴而就的，因此，培养创新意识，为真正创新打好基础才是本实验室的建设目的。二、建设目标

秉承着促进学生德智体美劳全面发展的教学理念，我国全面贯彻党的素质教育的教学方针。素质教育是以培养学生创新精神和实践能力为重点的教育。并且，在“大众创业，万众创新”的时代召唤下，探索、实践、创新也将成为新时代每位学生应该锻炼和具备的能力素养。学校作为学生接受文化教育和成长发展的重要平台，若能为学生提供一个自主合作地探索求知和师生、生生相互交流的实验室，将会具有重要的价值和意义：锻炼学生的动手创造能力打破传统应试教育的“死记硬背”“纸上谈兵”的弊端，提倡学生亲自动一动，做一做，注重动手的学习体验，在此过程中，发挥自己的想象力，培养再造及创造的能力。利于各领域学科的融合，并培养学生知识的嫁接能力一件作品的完成，需要学生各领域学科，多方面知识的融会贯通。在制作的过程，学生又会不断地完善某一学科已有的知识结构框架，对各学科的知识框架进行交叉式嫁接联系，找到共通点，形成一个知识系统。于潜移默化中唤醒学生的创新精神在一次次的实践中，学生的知识视野不断开阔，他们对知识的渴望和热情不断地膨胀，创新精神于潜移默化中被唤醒。序号名称配置要求单位数量单价（元）金额（元）

乐高机器人—齿轮篇之欧阳家百创编

乐高机器人---运动篇欧阳家百（2021.03.07） 8.1简介灵活的思维造就出了许许多多的机器人，运动使创造物获得了生命，带来无限的乐趣，同时也对自己的创造力进行了挑战。大多数运动机器人都属于轮子型与腿型机器人。虽然轮子在光滑的表面很有效，但是在凹凸不平的地面上运动，腿提供了更有力的方式。底盘结构是为了突出显示它们的传动系统和连接情况，因此，在实际搭建中还需对此结构加固。 8.2简单的差动装置机器人具有很多优点（尤其具有简单性），至少在乐高的可移动机器人中常用到此结构。差动装置由机器人两边两个平行的驱动轮构成，单独提供动力，另外有一个或多个轮脚（万向轮）用于支撑重量并不是没有作用（图8.1）。注意我们称这个装置为差动装置是因为机器人的运动矢量是由两个独立部件产生的（它与差速齿轮没有关系，此装置上没有使用差速齿轮）。当两个驱动轮以相同方向、相同速度转动时，机器人作直线运动。如果两个轮子转动速度相同，但方向相反时，机器人会绕着

连接两轮线段的中心点旋转。根据轮子不同的转向，表8.1列出了机器人的不同运动状态。图8.1简单差动装置表8.1 轮子不同的旋转方向产生不同的运动状态组合不同方向和速度，机器人可以做任意半径的旋转。因为它的灵活性、及原地旋转的功能成为许多工程的教学器具。另外，由于它很容易实现，所以乐高有一半以上的运动机器人属于此结构。假如你想跟踪机器人的位置，那差动装置又是比较好的选择，仅仅需要简单的数学知识。这种结构只有一种弊端：它不能保证机器人笔直的运动，因为两个马达的功效总有差别，一个轮子会比另外一个轮子转动的快一点，因此使得机器人略微偏左或偏右。在某些应用中这中情况不会有问题，可以通过编程来避免，

乐高机器人教案

乐高机器人教案文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

乐高机器人—齿轮篇教案在机器人的设计中，机械结构是完善系统的一个重要因素。要认识各种各样的传动机构，了解其工作原理及其优缺点，什么时候用哪种传动系统最有效等，从而设计出出色的机器人系统。简介齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。探索齿轮的一种非常有用的特性：将一种力魔法般的转换成另外一种力。介绍一些新的概念——速度、力、扭矩、摩擦力；还有一些简单的机械理论基础。认识齿轮和简单杠杆之间的相似点。齿数的计算一般用中至少需要两个齿轮，如图所示，为两个普通的乐高齿轮：左边是8齿齿轮，右边是24齿齿轮。齿轮的最重要属性就是它的齿数。齿轮是根据齿数分类的：它的英文缩写就代表它的名字，例如24齿的齿轮可以表示为24t 。图一个8齿和24齿的齿轮例子中使用了8齿和24齿的两个齿轮，分别固定在一根轴上。两轴与一带孔梁相配合，两孔间距两个乐高单位（一个乐高单位就相当于相邻两孔间距），现在一手拿住梁，另一手轻轻地转动其中一根轴，注意到的第一个特性：当转动其中一根轴时，另一轴也同时转动，因此，齿轮的基本属性就是可以将运动从一根轴传到其它轴上。第二个特点是你不需要用很大的力去转动它们，因为齿轮间配合相当紧凑，摩擦力很小，这也是乐高工艺系统大特性之一：部件之间配合精度高。第三个特点是两根轴反向转动：一

个顺时针，一个逆时针。第四个特点：也是最重要的特性，就是两根轴的旋转速度不同。当转动8齿齿轮时，24齿齿轮转动得很慢；而24齿的齿轮转动时，8齿齿轮转动得很快。加速和减速传动先转动大齿轮（24齿），它的每一个齿都与8齿的两个齿啮合的很好。当转动24齿，每一次在齿轮的接触面一个新齿取代前一个齿时，8齿也刚好转过一个齿，因此，大齿轮转过8个齿（24齿的齿轮）就可以让小齿轮转过一圈（360度）。当大齿轮再转过8个齿时，小齿轮又转了一圈。在你转动24齿齿轮的最后8个齿时，8齿齿轮转过第三圈。这也是两轴产生不同速度的原因：24齿齿轮转动一圈，8齿齿轮转动了三圈！我们用两个齿轮齿数之比来表示两者的关系：24比8。经过简化，得到3:1。从数字来看，24齿齿轮1转就相当与8齿齿轮的3转。由此，我们得到一种加速的方法（从技术角度来将应称为角速度，而不是速度）。这时候你可能会想到在竞速小车上使用巨大的传动比。遗憾的是，在力学中有得必有失，获得了速度，同时就减少了扭矩，简单的说，就是在力量上的损失会转化为速度——速度越快，扭矩就越小。比率也相同：如果获得了三倍的角速度，你的扭矩会减小到原来的1/3。齿轮有一个有趣的特性：扭矩和速度的转换是对称的，你可以将扭矩转换成速度，反之亦然。当系统增加速度而减小扭矩时，我们称为加速，反之我们称为减速。