第一篇：機器人教育培養學生什么能力-辦機器人培訓班有什么優勢

機器人教育培養學生什么能力-辦機器人培訓班有什么優勢

機器人教育到底培養學生什么能力！孩子上機器人的課，無非是在那里玩玩樂高積木加上電子元件，或者是各種樂高ev3類型的器材制作機器人，學得好的參加機器人比賽，這種教育對孩子來說到底有哪些能力培養？對孩子的成長有什么幫助？相對于其他課外興趣班，意義何在？

機器人教育并非只與機器人有關。它的主要意義在于讓學生通過制作機器人而學以致用，讓他們能夠理解自己所學的知識是有用途的，是有意義的。除了激發了學生動手制作和學習理工知識的熱情，而且很好的解答了很多學生和家長都有的“學這么多亂七八糟的有什么用，買菜又用不到”的疑惑，自然也就讓學生更愿意去學習知識。再者，一些復雜項目往往需要一個團隊來集體完成，這也能鍛煉孩子的團隊協作能力。尤其是學生之間展開競賽，更能激發學生的熱情。

機器人教育概念從美國流行

美國是一個理工科教育存在極大問題的國家。其中以數學教育問題最大，大量學校非常講求對于數學的直觀理解，而忽視了抽象思維的教育，以及重復練習的價值。于是很多美國學生都對數學望而生畏。而且，理工科讓很多人覺得距離自己很遠，大量的數理化理論學習也讓人看不到實際的應用和意義（這在中國也是個很大的問題）。

美國中學對理工科感興趣的學生往往會被稱為書呆子。于是很多孩子不愿意對理工科涉入太深。

“為了對科技的激發和認知”

1989年的時候美國知名發明家Dean Kaman（也是后來兩輪平衡車的發明人）為了改變這一狀況，發起了FIRST。FIRST是For Inspiration and Recognition of Science and Technology的縮寫，翻譯過來大概是“為了對科技的激發和認知”。

這個活動就是要把理工科變酷，要讓科技看起來非?？?。FIRST的活動基本涵蓋了各個年齡段的機器人教育內容，它大致有四個不同年齡段的比賽。

FLL Junior（FIRST Lego League Junior，FIRST樂高聯賽兒童賽，幼兒園至三年級）FLL（FIRST Lego League，FIRST樂高聯賽，四年級到初中二年級）FTC（FIRST Tech Challenge，科技挑戰賽，初一到高三）

FRC（FIRST Robotics Competition，FIRST機器人競賽，初三到高三）

FLL Jr.是最初級的活動，有點像美國小學生的“科學節”（Science Fair），學生為一定的目標而用樂高組件搭建一個小機械或者小場景，并制作海報來向評委和其他參賽者展示自己的作品。這個階段主要是讓孩子覺得做起來有趣。

FLL針對的是動手制作能力較弱的小學、初中生。讓他們用樂高組件直接搭建具有一定功能的小機器人，用mindstorm的“連連看”式的編程軟件實現遙控小機器人運動。讓機器人實現抓取、識別物體、行走避開障礙物等功能。

一般以分數或速度來定勝負。這個階段，主要以對抗、競爭來加強孩子參與的動力。FTC，比賽比較嚴肅。學生要自行選擇材料和執行機構，自行設計小機器人來完成一定任務，以計分為衡量勝負的標準。但是每次比賽會需要多支隊伍協作。FTC是作為FLL與FRC之間的過渡性活動而設立的。

為了降低機器人的設計難度，競賽主辦方會提供一些現成的機器人組件，尤其是主控單元。這在FLL的基礎上又加入了團隊之間協作的內容。

FRC是FIRST最老牌也是最頂級的活動，第一屆FRC于1992年舉辦。它面向高中生，要求學生組成團隊，根據競賽目標從零開始制作一臺機器人，最終要進行三對三的對抗性競賽。這牽扯到相對復雜的機械設計、理論計算、生產加工、編寫程序等等。FRC的對抗競賽，近一步地加強了學生的動力，也使得活動變得十分刺激。

這個比賽對于學生來說簡直像狂歡節一樣。大量的學生都在愉快地交流，即便以成人的角度去看，這也是個相當有趣的活動。有志于送孩子出國讀大學的，可以選擇一些能夠指導學生組隊參與FIRST比賽的教育機構。這個經歷有利于學生申請美國理工科專業。

為了孩子的發展，就不該抑制孩子的動手和實操能力。只有在孩子動手做的時候，孩子才會碰到難題并學會自己去解決。經過自己艱苦的研究，耐心的研究才會讓自己更加有成就感，才會有自信?；蛟S你有更好的鍛煉孩子的方法，不管是什么，孩子的教育家長得抓緊。

第二篇：LEGO機器人學生實訓總結

學生實訓總結報告 專 業：11應用電子技術 班 級：1班 學 號：11590202007 姓 名：

實 訓 室：15號樓302 日 期：2013年6月28號 2013年7月03號指導教師：

2013年7月03至止

日學生實訓總結報告

說 明

1． 實訓結束之前，每個學生都必須認真撰寫《實訓總結報告》。通過撰寫實訓總結報告，系統地回顧和總結實訓的全過程，將實踐性教學的感性認識升華到一定的理論高度，從而提高實訓教學效果。

實訓總結報告要求條理清晰，內容詳盡，數據準確。字數不少于2000字。

實訓總結報告的質量反映了實訓的質量，它是實訓成績評定的主要依據之一。應在實訓結束后兩周內將此報告上交學院教學辦公室。不交實訓報告者不得參加實訓成績評定。

封面中的“實訓室”必須寫全名，必須寫上指導教師姓名。

“前言”部分： “實訓背景”可簡介實訓目的、通過何種方式到此單位實訓等內容；“實訓環境”可包括實訓室全稱（中英文）、地址、規模、簡介等內容?！皩嵱杻热荨辈糠郑簩賵蟾娴闹饕糠??！皩嵱栠^程”概述實訓各階段所從事的主要工作等；“實訓內容”包括項目介紹、本人從事的工作、軟硬件平臺和技術等；“實訓成果”應具體列出自己所完成的主要成果及實際應用情況等。

“總結”部分：其中“其它意見”可對學院課程設置、教學內容、實訓安排等方面提出自己的意見或建議，也可對實訓單位的各個方面提出自己的意見。2． 3．

4． 5． 6．

7．

學生實訓總結報告

目 錄

1.1 1.2 前言.................................................4

實訓背景...........................................................................................................4

實訓環境...........................................................................................................4

2.1 2.2 2.3 實訓內容.............................................5

實訓過程...........................................................................................................5

實訓內容...........................................................................................................5

主要成果...........................................................................................................5

3.1 3.2

總結.................................................7

實訓體會...........................................................................................................7

其它意見...........................................................................................................7

學生實訓總結報告 前言

1.1

實訓背景

15號樓302 實訓環境 1.2 軟件環境：

MINDSTORMS Edu NXT 硬件環境：

樂高機器人

學生實訓總結報告 實訓內容

2.1 實訓過程

一丶組裝機器人 二丶編寫程序 三丶調試機器人 2.2 實訓內容

內容一：組裝機器人，包括機器人底座的搭建，馬達的安裝，光傳感器的安裝

內容二：從紅色區域開始沿著黑線走到十字路口停留3秒，繼續行走到三岔路口，選擇左邊行走，走到圓圈旋轉360°繼續行走，走到停車場停留2秒繼續行走，走到下一個十字路口停留2秒，走向終點黃色區域

2.3 主要成果

學生實訓總結報告

學生實訓總結報告 總結

3.1 實訓體會

剛開始使用LEGO NXT編程編寫程序時，對圖標的意義和在哪里并不了解，但是熟悉了各個界面之后就可以很快找到了。這才發現樂高機器人和LEGO NXT編程的有趣之處，這同時也激發了學習的興趣。這次的樂高機器人實驗初步鍛煉了利用LEGO NXT編程的能力，為以后的實驗打下了良好的基礎 通過本次實驗，加深了我們對LEGO機器人的了解，更進一步的掌握了各部件之間的功能特性，讓我們在更多的實驗當中靈活利用各個部件以實現結構更加復雜，功能更加強大的機構或機器。在實驗中要注意各個部件之間的連接是否穩定，是否能完成既定項目的要求。3.2 其它意見

暫無

第三篇：如何在機器人教學中培養學生的創新能力

如何在機器人教學中培養學生的創新能力

魏 自 友

摘要：陽谷縣青少年素質教育實踐基地在教學實踐中，開設了機器人課程，以激發學生的創新意識，啟迪學生的創新思維和創新精神，從而進一步培養學生的創新能力。完善了校外教育，推動素質教育全面開展。本文結合教學實踐和在指導學生參加省機器人大賽中的經驗，談談如何在機器人教學中培養學生的創新能力。

關鍵詞：機器人教學 創新意識

創新思維 創新精神 創新能力 機器人課程集趣味性、實踐性、科學性為一體，融合了機械制造、電子傳感器、計算機軟硬件和人工智能等多種先進技術，深受廣大青少年學生的喜愛。通過整個活動方案體系，讓學生掌握機器人的相關知識，能根據指定任務需求，通過小組協作，組裝機器人，編寫并調試程序。從而打破對機器人的神秘感，啟發學生對科學技術發展的關注，培養學生科學、有序的研究性學習方法，進一步培養學生的創新能力。本文結合教學實踐和在指導學生參加省機器人大賽中的經驗，談談如何在機器人教學中培養學生的創新能力。

一、在實踐中培養學生的創新意識

1、培養合作創新意識

在教學實踐中，要建立起融洽的師生、生生關系，把“以教師為中心”轉變為“以學生為中心”，鼓勵學生在師生之間、生生之間進行交流，在融洽的氣氛中合作完成實踐任務，幫助學生樹立合作創新意識。當學生的思維活動和結論超出教師所設計和期望的軌道時，教師不應強行把學生思維納入自己的思維模式之中，而要鼓勵學生大膽質疑，并給學生充分發表見解的機會。如在機器人組裝過程中，一個組的學生提出了這樣一個觀點：把電池盒安裝在靠近小車輪的方向，也可以使機器人正常運行。同時，他們組還可通過實驗操作演示說明，這樣做機器人也可以完成所有任務。我沒有馬上否定學生，而是耐心引導其他學生仔細分析其安裝方案，并在實踐場地上調試運行，模擬各種不穩定因素，最終大家得出結論：他們的方案在機器人運動過程中易傾斜。接著，我鼓勵他們小組相互合作，一起修改方案：把電池盒安裝在靠近大車輪的一端。這樣既保護了學生學習的積極性，又幫助學生樹立了合作創新的意識。

2、培養主動創新意識

教師要給學生提供主動、獨門學習的平臺，使學生真正成為實踐學習的主人，充分調動學生學習的主動性，培養學生的主動創新意識。我從不輕易解答學生的問題，而是鼓勵學生主動探索解決問題的方法。如在機器人尋寶比賽中，由于我們實踐基地使用的是博思威龍機器人，從尋到寶藏到停止運動需要一段時間，使機器人停在了寶藏之外，從而使尋寶時間延長。我就啟發學生，如何才能使機器人整好停在寶藏之上呢？學生討論方案，積極實踐。可以添加一個使機器人倒退一下的程序，即當尋到寶藏后，讓馬達立即停止正向轉運，開始反向轉動，這時，機器人由于慣性，還要向前運動一段距離，當執行到馬達反向運動程序時，機器人就會退回寶藏處，從而完成了精確尋寶的任務。這樣就在調動學生學習的主動性的同時，培養學生的主動創新意識。

二、在實踐中培養學生的創新思維

1、注重培養想象性思維

在山東省機器人大賽中，我們的機器人從起始區出發，會識別起始區顏色作為出起始區的信號，但是比賽過程中很可能會出現受環境光影響而判斷不了是否出起始區的情況。顯然，這個機器人的判斷條件存在很大的不穩定性。于是，我啟發學生思考：能不能使機器人不判斷起始區的顏色，而走一段固定距離呢？學生經過討論分析，最后得到這樣一個方案：每次機器人出發時緊貼比賽場地邊緣，然后讓機器人運動一段固定距離，算好與起始區的長度相等。這一方法的程序設計不但培養了學生的想象思維，而且對他們創新思維的發展也很有意義。

2、注重培養批判性思維

批判性思維的基礎是懷疑、觀察和實驗。要培養學生的創新思維，必須以辯證的批判思維為前提。為此，在教學實踐中，教師要挖掘學生主動學習、大膽否定的潛力，給學生創造一種有利于其批判學習的環境，引導學生形成不迷信、不盲從、敢于懷疑、敢于否定的習慣。要培養他們敢于突破舊框框，獨辟路徑，標新立異，務求突破的創新精神。如在設計比賽用機器人時，沒有根據場地的模型尺寸確定機器人的尺寸。完成機器人主體拼裝后，我們發現機器人的尺寸對完成任務有較大影響。容易被模型卡住。于時我引導學生思考：如何解決機器人尺寸問題？幾個學生通過觀察和實驗，大膽否定了原來馬達安裝的思路，提出非常新的思路：將兩個馬達相互貼緊安裝在基板上。這樣機器人的尺寸就被改得很小，也就避免了被模型卡住的隱患出現。在這一過程中，學生提出了自己的創見，形成了自己獨特的批判性思維。

三、在實踐中培養學生的創新精神

解決在教學實踐中遇到的各種問題，不能讓學生僅僅停留在簡單的思考層面上，而要把學生的思維引導到實踐研究中去，培養學生的創新精神。在教學實踐中，我在激發學生創新意識和思維的基礎上，針對不同層次學生的探索和創新的不同欲望，提出解決問題的不同方案，并設計一系列具有啟發性的問題，以培養學生解決問題的創新實踐精神。

1、精心設計教案和導行案

我在設計教案和導行案時，注重層次性和啟發性，充分挖掘培養與訓練創新精神方面的內容，循序漸進地提出恰當的實踐任務。這些任務應滿足如下要求：一要有適當難度，二要在教和學方面富有探索性，三要培養與訓練學生的創新精神。

2、著力解決比賽任務

在教學實踐中，我直接讓學生在符合競賽要求的場地上操作機器人。機器人的制作使學生遇到許多問題，需要學生不斷地探索，并在實際場地上加以驗證。學生在解決問題的過程中提升了創新水平。

開展機器人的教學，為學生提供了一個自主、協作與創新的平臺。在學習編程和操作實踐的過程中，有效地提高了學生的邏輯思維能力和判斷能力；在充分培養學生興趣的基礎上，學生輕松掌握了機器人相關知識，切身體會到了編程的樂趣。

中學生是學生思想最活躍、參與意識最強、最富想象力的時期，因此是培養學生創新能力的最佳時期。在教學實踐中，教師要扮演好組織者、引導者、協調者和促進者的角色，善于尋找提高學生創新能力立腳點，潛移默化地激發學生的創新意識，提高創新思維和創新精神，從而培養學生的創新能力。

第四篇：四足機器人的翻譯有圖兼容

機器人技術和計算機集成制造

多功能四足機器人的模塊化設計

摘要

現代工業使用多種類型的機器人。除了普通的機械手臂，兩足，三足，還有四足機器人，四足機器人最初是為了開發玩具，現在越來越多的應用于制造業中。這項研究始于建立具有多種功能的四足機器人平臺，高靈敏度，模塊化裝配，這是我們構造工業機器人的基本模型。在額外負載下，四足機器人的四條腿能增強其承載能力，它的可靠性要高于兩足或三足機器人，這有助于它攜帶更多的物品并提高性能。根據不同的要求和制造工藝要求，高度敏感的四足機器人提供了一個擴展接口，添加不同的傳感元件。此外，當與無線通訊模塊或獨立的1.2GHz的射頻電荷耦合裝置無線圖像傳輸系統相結合，用戶可以遠程控制機器人，即時。該設計有助于四足機器人擴大其應用。通過拆裝模塊和改變傳感元件，高度敏感的四足機器人可用于不同的任務。此外，機器人的遠程控制功能將增加與人類的相互作用，因此它可以非常多的卷入人們的生活工作。四足機器人平臺將為不同的工業機器人的商業化設計提供參考，并將提供更多的選擇和有用的創意應用工業機器人的設計。1.介紹 1977年，Gollidary和Hemani [1]采用拉格朗日動力學理論推導出的線性化的雙足機器人數學模型來分析其穩定性，可操作性，和可觀察性。1980年，Miyazaki和Arimoto [2] 應用奇攝動法將雙足機器人的快速模式和慢速模式的動力學行為進行分類，然后他們在此方法的基礎上設計的控制器。1986年，Railbert出版了他的著作《步行機器人的平衡》，這對單足，雙足和四足油壓機器人的研究作出了卓越貢獻。雙足機器人結合不同學科的研究，如機械學，電子工程，控制工程，生物工程和機器人技術。主要研究內容包括腿部機制的設計，步態規劃，步行跟蹤和平衡控制理論。Hira [3]設計的全負荷二自由度雙足機器人，該機器人是由一個骨架和兩個延伸腳。它的機械系統有4個自由度，2個旋轉和2個移動自由度，減去2個限制自由度，兩足的總長度是一個常數。骨架存放在兩腿之間的中心。為了防止它傾倒，機器人的腿和腳安裝垂直于地面。從側面看，它就像3連桿的運動。因此，雙足機器人能夠在地面上直立行走。日本本田的第一代機器人是由本田R&D中心[3]研發。

該機器人沒有身體，只有一個連接手臂的懸空骨架。這個雙足機器人有12個自由度，包括3個髖關節自由度，1個膝關節自由度，2個踝關節自由度，從正面看有5聯接4自由度，從側面看有7聯接6自由度。兩腿的重量大約只有總重量5-10％。如果裝載的手臂對平衡沒有影響，并且兩個手臂重量占總重量的比重小，那么機器人將可以步行上下樓梯，在斜度小于10度的斜面上前進或者后退。在成功操作機器人移動或者將物品從一個地方搬運到另一個地方之前，必須要跟隨一種運動軌道。有幾種方法來生成行走軌道，一種是通過觀察真人的步態，而另一種通過即時計算。1970年，Vukobratovic等人，通過數值方法計算雙足機器人的動態移動路徑，Kato通過相同的方法得出了他的雙足機器人的動態移動路徑，然而，當機器人移動時，它需要較長的時間來計算所涉及到的軌跡，而且這很難適應不同的表面。除非CPU可以更快或簡化算法，數值方法仍然有計算緩慢的問題，其他的方法來生成行走軌道包括輸入最小能量，用神經網絡和遺傳法則。

機器人的手臂自由度取決于機器人的類型，靈活性可以像人類的手臂一樣。機器人手臂運動學是關于機器人手臂在一段時間內相對于固定坐標系的運動。在傳統的分析中，機器人的底部被當作一個參考點，其他運動必須以該參考點為基礎。一旦我們知道機器人手臂上所有聯結點的位置，我們可以計算出手臂端部在空間的確切位置?，F代商業機器人配備了混合旋轉和滑動節點來與手臂或機器人手腕部分相連。旋轉結點控制了兩個連桿精確的角度運動，滑動結點僅控制兩個連桿的線性運動。從理論上講，其他的連接關系是可能的，然而，事實上只采用這兩個連接。連桿和結點的串行聯結叫做鏈，鏈可以打開或關閉。每一個鏈末端的連桿只連接一個結點，一個開式鏈指不連接靠近底部的連桿，相反一個閉合鏈指連接在前結點的連桿?，F代工業機器人的主要類型是開式鏈。分析和控制機器人的手臂需要分析控制理論的發展。一個擁有多個結點的手臂被相互作用的內力和外部環境所影響，需要更加復雜的分析，Paul在同質變換矩陣方法和坐標轉換領域的研究對機器人運動的分析是有益的參考。給定一個較大的模型或一個復雜的生物系統，人們通常面臨的問題是需要對很多的參數進行調整。參數之間的廣泛因素的相互作用，使得對模型的動態行為分析變得困難，參數的含義和值有助于克服這個問題。在這里，我們可以使用一個漸進的實驗技術（稱為偵察）去自主探索參數空間。這是一種自主探測技術，它使用理論值和實驗值之間的偏差作為合適的估算值。為了獲得大的動態生物學模型的運動信息，這種方法已被廣泛應用。

對于建立多種功能的四足機器人平臺要結合不同的學科，如機械力學，電子工程，控制工程，生物工程和機器人技術等。影響設計四足機器人的因素中，首先要探討腿部機制的設計，步態規劃，路徑跟蹤，平衡控制理論。本研究采用程序語言去設計一切與構建多種功能的四足機器人平臺有關的步態運動，編輯整合之后，加載所有運動到機器人的內部存儲器，另外，這項研究結合了一種可靠的低成本的電路程序，用以減少發展四足機器人的障礙，并鼓勵作進一步的研究。我們還開發了外部控制連接接口來加載不同的傳感器到機器人上，此外1.2GHz的無線圖像傳輸系統安裝在機器人上為用戶提供了實時監測功能，最后，機器人加載無線通信模塊，該模塊的開發有利于改善機器人的靈活性，并有效的降低開發成本。這樣新模塊在設計和執行機器人的特殊運動時將縮短發展過程大大降低機器人成本。2.研究方法 2.1.文件分析

收集所有涉及步行機器人的文獻和數據篩選出制造步行機器人的相關理論。2.2.理論分析

在正式執行之前，對步行機器人的運動作理論分析，這包括分析機器人的重心，電機的運轉方向，角度和旋轉速度。在實際執行之前必須要有理論上的可行性。2.3.模塊理論

在這項研究中，四足機器人的所有功能被分為五個模塊來執行和監測。當所有功能運作時這些模塊連接在一起，這種方法不僅簡化了開發了過程，而且會導致調試更加簡便。此外，它大大改善了機器人的生產。下面來描述這五個模塊： a）控制模塊接口和電路設計； b）機器人身體模塊——發動機機構；

c）視覺系統模塊——1.2G電磁耦合圖像傳輸系統； d）無線通信模塊——2.4GHz射頻通信模塊或GSM模塊;e）傳感器：紅外傳感器，二氧化碳傳感器，溫度和濕度傳感器等。2.4.測試理論

該方法包括發展四足機器人的不同步行運動和節省內存消耗，用戶通過無線通信模塊遠程控制機器人并且通過視覺系統觀測實時圖像。最后，裝在機器人上的傳感器收集外部數據利用通信模塊向用戶報告。2.5.四足機器人的運動分析

在這項研究中，四足機器人的運動學，動力學和靜力平衡將被使用。D30 ——高達31種智能電動機用來控制。位置代碼：0-254（位置）

結束代碼：（電動機轉速串行代碼XOR位置代碼）0*7F

圖2顯示了串行控制示范。

圖二：串行控制的示范 3.6.完整系統四足機器人的基本結構

控制端（PC和單片機）能夠同時控制多達31個智能電機，采用串行傳輸，控制端驅動電機移動到目標角度，利用電動機之間的數據傳輸，控制端能夠控制和連接電機。在這項研究中四足機器人的設計分為三部分，第一部分是基礎結構的設計，包括14個電機的連接，電機連接組件和四足機器人的外形。第二部分是有關控制器的設計，包括固件設計（用KeilC語言在微處理器中程序控制），硬件設計（簡單的控制電路），以及軟件設計（用VB語言進行人機交換）。最后一部分是外部硬件集成，包括兩重半雙工無線通信模塊，1.2GHz的無線圖像傳輸系統和傳感器。三個部分綜合，四足機器人的原型就設計完成了。圖3顯示了完整系統四足機器人的基本結構。

圖三：完整系統四足機器人的基本結構 3.7.設計和執行四足機器人的硬件控制電路

圖4顯示了設計和執行四足機器人的硬件控制電路，硬件設計集成了微控制器（來自ATMEL公司的AT89S52芯片），內存（四足機器人運動命令的存儲空間），電源模塊（提供電機和電路所需的電源），智能電機的控制接口（連續傳輸的電機控制），無線通信接口（2.4GHz射頻無線通信模塊），接受來自外部傳感器的數據連接引腳，用于連接到電腦，下載運動命令的PC端通信接口，以及用來切換不同控制模式的旋轉開關。結合上述電路，就完成了機器人的控制功能。

圖四：設計和執行硬件控制電路 3.8.四足機器人的路徑規劃

為了讓四足機器人平穩的移動，四足機器人的運動曲線被用來解釋它如何運動，相應的程序如圖5。在這項研究中，運動學，動力學和四足機器人的靜力平衡將被使用。DH的坐標系中用連接軸來描述。當每個關節旋轉角度已知，機器人的關節在坐標系中的位置矢量能夠通過矩陣變換計算得出，通過求解矩陣，可以獲得運動學的解決方法，然后用幾何學推倒出逆運動。如果四足機器人的位置和連接軸的長度已知，有必要用運動學反解來得出每個連接軸的角度。

圖五：機器人運動的程序研究 3.9.四足機器人的身體模塊

在這項研究中，14個智能電機被用來作為四足機器人的主要動力，在頭部和頸部有一個單獨的電機，四個腳上各有3個電機。通過連接電機的附件，單個的鋁芯片，銅柱子，就完成了四足機器人原型。裝載以前的硬件電路和所有運動程序（前進，后退，左轉，右轉，坐下，跌倒后自動站起來）后，包括留在內存中的運動，機器人能夠完成機構范圍內的所有運動。四足機器人的身體模塊如圖6所示。

圖六：四足機器人的身體模塊 3.10.四足機器人的視覺系統模塊

外部1.2GHz的無線圖像傳輸模塊通過USB轉換接口將圖像傳輸進PC端，用戶甚至可以用錄像功能將目標圖像保存為AVI（MPEG-4）格式。

3.11.四足機器人的無線通訊模塊

在這項研究中用到的2.4GHz射頻無線通信模塊具有nRF2401的單片機和2.4GHz無線收發器，采用半雙工交流來雙重傳回數據。只要2.4GHz無線通信模塊在運作，發射機的功率燈就一直亮著。當按下任何控制鍵，由于數據的傳輸將會亮，此時，控制按鈕可以用來驅動四足機器人的運動。當傳感器接收到返回數據時，燈變亮并顯示傳感器的狀態。如果沒有按下控制鍵，發射器和接收器保持通信連接來提供雙/半雙工功能。用GSM通信模塊，用戶可以使用手機遠程控制機器人。當用戶按下了移動電話的按鈕傳送信號到GSM模塊，機器人的微控制器解碼信號然后機器人移動，接著控制器發送AT命令，并與GSM模塊通信得到傳感器的狀態報告。

本研究使用紅外接收器模塊來作為監測裝置。該傳感器隨著溫度的變化而產生電荷，因為它是熱電紅外接收器。接收器的溫度范圍為-10和+50℃，直流電壓范圍為3至15V。通過擴大探測器的輸出，經過電壓比較器電路的傳遞，接收器可以監測到人體。傳感器接受所有發熱物體發出的紅外線，包括人體。當沒有監測到發熱物體的運動，傳感器的輸出為0V。當監測到發熱物體，傳感器的輸出為5V。機器人通過分析傳感器的輸出監測發熱物體，并將結果通過2.4GHz的射頻無線通信模塊傳回給用戶。這項研究將開發可擴展的連接電路，當用戶將不同的傳感器連接到儀器板，物體被監測到時儀器板上會輸出一個5V電壓，控制器立即將返回的信號實時報告給用戶。3.12.四足機器人模塊

上述圖像的上半部分顯示了1.2GHz的射頻無線圖像傳輸模塊的鏡頭。四足機器人可以為用戶端提供從鏡頭捕獲的圖像，通過控制在頸部和頭部的電動機的運動，機器人可以移動鏡頭的位置并鎖定觀測圖像，紅外傳感器位于頸部的電機上方的乳白色半圓頂，是人體探測器?？刂破鞣譃閮蓚€部分，上半部分是2.4GHz射頻無線通信模塊，用來接受用戶的命令和傳回檢測信號，下半部分是控制機器人運動的控制模塊?？刂破飨路绞?.4 V，2000 mAH的鋰電池，這種電池完全支持四足機器人的電力需求。圖7顯示了四足機器人的整體設計。

圖七：四足機器人的整體設計 4.結論

多種功能的四足機器人平臺的主要設計概念是基于固定硬件的規格與不同傳感器的組合，用來滿足不同情況下的特別要求。因此，不需要因特別需求而開發新的機器人。另外，這項決議減少了開發成本和時間，隨著機器人的傳感器格式而重新設計傳感器，用戶可以在短時間內改變機器人的固件。通過改變模塊，四足機器人能夠擴展功能，用以監測，掃描，援救，監視甚至家庭護理，它的遙控功能增強了機器人與人的互動，并有可能大大改善人們的生活。在研究中固件改變這一觀念將是機器人發展的主要方向之一，這一概念不僅降低了開發成本，而且使廉價多功能機器人成為可能，這將大大有利于在未來發展和傳播機器人。多功能四足機器人平臺的確立將為工業機器人的設計和生產提供多種選擇。在工程制造領域，我們可以設想四足機器人將適用于今后不同的應用，工業機器人的應用前景將取決于制定四足機器人規范的實際需求。鳴謝

這項研究是由美國國家科學理事會支持，根據合同96-2622-E-152-001-CC3 和 96-2411-H-152-003.參考書目

[1] Golliday CL, Hemami H.《兩足運動的分析和機器人運動控制的設計》。自動化控制電子工程理事會，1997，22(6):963–72.[2] Miyazaki F, Arimoto S.《兩足動態運動控制理論的研究》。ASME期刊動態系統測量和控制1980年，102:233-9。

[3] Hira K.《從當前和未來角度看本田擬人機器人》。見：1997年國際電子工程師協會會議關于智能機器人系統，1997.p.500–8.[4] Sadain P, Rostami M, Thomas E, Bessonnet G.《雙足機器人：工藝設計和動態行為的相關性》。控制工程實踐，1999;7:401–11.[5] Ambarish Goswami.《雙足機器人的穩態和腳步旋轉指示點》。國際機器人研究雜志，1999，18:523–33.[6] Frank AA.《近似動態分析和雙足機械運動的合成》。醫學和生物工程，1970，8:465–76.[7] McGeer T.《用膝蓋被動運動》。電子工程師協會會議關于機器人與自動化，1998，3:1640–5.[8] Shih GL, Zhu Y, Gruver WA.《雙足機器人的運動軌跡優化》。見：復雜系統的輔助決策，會議記錄，國際電子工程師協會會議，vol.2, 1991.p.899–903.[9] Meifen Cao, Kawamura A.《對雙足運動模式的產生的神經網絡優化設計安排》。見：第五屆先進運動控制的國際研討會，1998.p.666–71.[10] Denavit J, Hartenberg RS, Kinematic A.《基于矩陣的低副機構符號》。美國機械工程師協會期刊關于應用力學，1995:215–21.[11] Shih CL, Chi CT, Lee YW.《直流電機的雙足機器人的行走實驗和位置控制》。第四屆國際電力電子會議，日本東京，2000.p.1249–54.[12] Jen-Chao Tai, Hsin-Te Liao, Ch’ing-T’ien Ch’en.《機電一體化》。臺北，高李圖書，2003.p.307.[13] Jones Bryan A.《機器人連續運動的實時執行》。電氣與電子工程師協會理事會關于機器人技術，2006，22(6):1087–99.[14] Woodarz D, Nowak A.《特效治療機制可以導致長期的免疫控制》。HV.PANS 1999，96(25):14464–9.[15] Pfaffmann JQ, Zauner KP.見：Keymeulen D, Stoica A, Lohn J, Zebulum RS編輯《偵查上下敏感度綜合》。Los Alamitos, 2001.p.14–20，Nowak A.《特效治療機制可以導致長期的免疫控制》HV.PANS 1999，96(25):14464–9.

第五篇：加強科技教育培養學生創新精神和實踐能力

加強科技教育培養學生創新精神和實踐能力

尊敬的各位領導：

大家下午好。

今天由我們學校為大家做一個簡單的科技展示活動。首先非常感謝局德育辦給了我們學校這次寶貴的機會，這既是對我們學校科技教育工作的肯定和認可，也是對我們今后工作的一種鼓勵。更得感謝局領導和各個學校的領導在百忙之中抽出時間來到我們建國小學，肯請各位領導對我們的工作提出寶貴的建議。

在這里我把工作中的幾點體會匯報給大家。

一是我們學校李校長本人非常重視這項工作，充分認識科技教育在基礎教育中的重要地位和作用，多次在班子會議和教師工作例會上強調這項工作的重要性。李校長把她的這種理念和認識滲透到平時的工作安排中也滲透給我們全體教師。在我們校形成了重視科技教育活動的風氣，學校不僅有科技教育領導小組，科技輔導員還定期召開專門會議，研究科技教育工作，總結科技教育工作的經驗。

二是主抓教學工作的領導給這項工作配備了優秀的教師作科學課擔任科技活動輔導員。幾年來校長舍得投入資金，讓科技輔導員參加省、市級各級科技培訓，每次培訓前朱校長都叮囑老師多學、多看、多記，學到省、市級學校的長處，可以說培訓工作提高了廣大輔導員教師從事科技活動的水平和能力，為我們?？萍蓟顒拥拈_展奠定了堅實的基礎，涌現出像李振國、候叔倫、秦硯名等校級優秀輔導員，還有李堯華、隋瀛、宋立華等一批班級科技教育優秀教師。這些教師積極熱情主動的參加到科技活動中來，對待工作兢兢業業，為我們科技教育付出了大量的心血。帶領學生在歷次國家和省舉辦的科技創新大賽中都取得了不菲的成績。

三是通過開展豐富多彩的科技活動，調動了全校學生愛科學、學科學、用科學的積極性。我們成立了校級科技活動小組、班級活動小組積極組織學生定時、高質量的活動保證每次活動按計劃、有內容、有步驟、有作品積累。在這里得感謝我們局德育辦，為我們爭取機會，努力創設條件讓我們各個學校積極組織我們學生參加省、市科技小發明、小制作、科幻畫、航模、海模、車模競賽等科技創新活動和創新大賽等。學校通過組織學生參加活動，增長了學生的科技知識，豐富了學生的課余生活，開闊了學生的視野，激發了學生的創造欲望，培養學生具有了一雙會發現的眼睛，一個有創新意識的大腦，一雙會創造的巧手。通過科技活動的開展，極大地激發了學生創造的積極性，提高了學生的科技素質，增強了創新意識，為他們成為一名合格的公民打下了堅實的基礎。

四是通過多種途徑開展中小學科技教育。

目前，我個人認為中小學科技教育還是學校教育中的一個薄弱環節，普遍存在著重知識的傳授，輕能力的培養。學生動手能力、獨立思考和探索實踐能力、創新能力較薄弱。針對這種現象我們還嘗試了以下幾點做法：

1、拓寬中小學科技教育途徑，全面實施中小學科技教育。一是要充分發揮課堂教學的主渠道作用。課堂教學是進行中小學科技教育的首要途徑，是傳授科學知識，培養科技意識的主渠道，其他學科同樣是進行科技教育的主渠道。以學生生活中看得見、摸得著、經歷過、感受得到的科技成果與產品為主要內容，通過學科課堂教學，向學生介紹我國乃至世界高新科技發展的現狀及趨勢，讓學生充分理解現代科技與社會進步和人類生活質量提高的密切關系。學生掌握了必要的科學知識和技能，同時，也培養了學生的科學的世界觀、人生觀、價值觀。二是增加綜合實踐活動課程中科技教育內容。信息技術教育，中小學科技教育的主要途徑，三是我們還想積極開發科技類校本課程。

2、以學校各類教育活動為載體，有意、有機地結合各類教學和各類教材中潛在的科技因素，使學生在學習本學科內容的同時也有效地接受了一些科技內容的教育?？萍冀逃皇菃为毥M織的一種教學形式，我個人認為學校抓科技教育應該像抓中小學德育工作那樣，把科技教育滲透到所有課程之中，善于挖掘不同課程中所蘊含的科技教育課程資源，這項工作我們將結合學校的角色教育課題開展挖掘課程資源中的科技教育課程資源。

以上是我工作中的粗淺認識。可以說像我熟悉的市一中、外國語、光華、解放、臨城小學都有各自的特色，我們將多向各學校學習使我們校在原有的基礎上取得更好的成績。發揮出我們學校的作用，使我市的科技教育工作再上新臺階。