1、 Fun Wisdom Innovation-1-IRobotQ 3DIRobotQ 3D 机器人社团机器人社团 一、社团一、社团宗旨宗旨 探索求实，实践创新 二、二、社团社团活动目标活动目标 1向学生普及机器人基本知识及控制机器人运动；2鼓励学生动手动脑，培养学生的严谨逻辑思维、创新精神和实践能力；3在兴趣的基础上拓展学生思维，培养合作精神，乐于交流，勤于探索，形成实事求是的科学态度和精益求精的科学精神；4有针对性地让潜能的学生参加上级教育部门组织的机器人竞赛。三、三、社团社团理念理念 机器人是集科技知识启蒙、创造性思维训练及创造力开发的最佳载体。可以适合于普通中、小对学生进行全面培养、提升2、现代学生的创造力、想象力和科学技能方面的素质教育。社团将以“探索求实，实践创新”为宗旨，以“提高学生创新精神和实践能力，培养学生实事求是的科学态度和精益求精的科学精神等适应未来发展需求的基本素质”为目标，以“机器人虚实结合”为教学特色，指导学生学习机-2-器人相关软硬件知识，在机器人模型拼装、编程控制调试的实践过程中去体验，去掌握知识、去提高能力、去创新；引导学生了解未来机器人领域的发展趋势，倡导“科技创新，不畏艰难，勇于攀登，团结合作”的探究学习精神，努力成为未来机器人科技领域的开拓者和引领者。社团将从零起点开始，分层次有针对性地辅导，让有信息潜能的学生有学习的机会和展现才能的舞台。机器人器3、材和电脑由学校提供，学生不需要交费。四、机器人器材四、机器人器材 IRobotQ 3D 仿真平台软件（客户端 1.5.1.7 版本及以上）；IRobotQ 3D 机器人设计套装（ROBOKID-FR1）10-20 套 五、社团组织及成员五、社团组织及成员 1.社团组织机构及职责社团组织机构及职责 职 务 姓 名 职 责 社长 协助老师，全面负责社团工作 副社长兼宣传委员 协助社长，宣传本社团成果 副社长兼卫生委员 协助社长，负责活动场所卫生 班级联络员 协助社长，负责活动联系 2.社员招募要求社员招募要求 每学年开始从新生中招收新社员，自愿为主。申请加入本社的社员，必须具备的条件：(1)热爱机4、器人科技，对相关专业内容有浓厚兴趣；Fun Wisdom Innovation-3-(2)有较强的探究学习能力，动手能力强，善于与人合作；(3)学习刻苦，积极要求上进，文化学科成绩较优秀；(4)有一定的空余时间，能按时参加社团活动；(5)经家长同意后,并签订参加社团活动时往返协议；3.社团新成员申请表（见附件一）社团新成员申请表（见附件一）4.有以下情况之一，社团将进行劝退：有以下情况之一，社团将进行劝退：(1)违反校规校纪而受到处分；(2)文化学科成绩严重下滑；(3)多次缺勤，不能按时参加社团活动，以致出勤分数被扣光；(4)学习态度不适宜参加社团活动，以致学习态度分数被扣光；(5)期末考核，5、总分数在 60 分以下；5.社员招募社员招募广告（见附件广告（见附件二二）六、活动时间及地点六、活动时间及地点 6.活动时间活动时间 一般，社团活动时间限于学校规定的社团活动时间；赛前集中培训另行通知，如遇特殊情况更改活动时间由社长及班级联络员负责通知。7.活动地点活动地点-4-计算机机房或机器人实验室。每周具体的活动地点由社长及班级联络员负责通知。8.比赛活动比赛活动 原则上参加经学校同意的、上级教育部门组织的各类机器人比赛。目前，主要参加中央电教馆组织的全国中小学电脑制作活动、全国中小学信息技术创新与实践活动(NOC)比赛。学生比赛时，由学校派辅导教师随行指导。七七、活动培训内容、活动培训6、内容 9.基础篇基础篇（虚拟）（虚拟）9.1.9.1.你好你好 IRobotQIRobotQ 教学教学内容：内容：(1)介绍当前主流的机器人仿真软件，介绍萝卜圈仿真软件的特点；(2)掌握 IRobotQ 3D 仿真平台软件界面以及基本操作；任务说明任务说明 将已编制好的机器人及程序导入 IRobotQ 3D 仿真平台软件，使用在线模式，进入指定房间运行；再将场景文件导入，使用离线模式，运行。9.2.9.2.虚拟虚拟机器人机器人小伙伴小伙伴 教学内容教学内容：(1)进一步掌握 IRobotQ 3D 仿真平台软件界面以及基本操作；(2)掌握在 IRobotQ 3D 仿真平台软件中搭建不同机器人 任7、务说明任务说明：Fun Wisdom Innovation-5-IRobotQ 3D 仿真平台软件中分别搭建四轮机器人、直升飞机、小跑车等；能够保存已搭建的机器人以及重新进入机器人搭建界面继续编辑机器人。9.3.9.3.虚拟虚拟机器人启航机器人启航 教学内容教学内容：(1)根据需求搭建可以运动的机器人，编写控制程序让机器人行走；(2)初步掌握机器人图形化编程方式，掌握电机和延时模块，灵活设置直流电机参数值控制机器人走不同线路；(3)编写控制程序让机器人直行、转弯；任务说明任务说明：IRobotQ 3D 仿真平台软件中搭建四轮机器人，设置机器人电机参数名；设置四轮机器人电机模块参数，控制机器人直8、行、转弯；使用场景为前进场景。9.4.9.4.虚拟机器人畅游迷宫虚拟机器人畅游迷宫 教学内容教学内容：(1)掌握障碍传感器或距离传感器的设置及使用；(2)掌握永远循环的设置及使用；(3)编写控制程序让机器人走迷宫；任务说明任务说明：IRobotQ 3D 仿真平台软件中，四轮机器人使用障碍传感器或距离传感器，依据左手法则或右手法则畅游迷宫；使用场景为迷宫场景。9.5.9.5.虚拟机器人走轨迹虚拟机器人走轨迹 教学内容教学内容：-6-(1)掌握 IF 判断的设置及组合使用；(2)掌握灰度传感器的设置及组合使用；(3)编写控制程序让机器人走轨迹；任务说明任务说明：IRobotQ 3D 仿真平台软件中9、，四轮机器人使用三个灰度传感器走轨迹，其中两个灰度传感器走轨迹，1 个灰度传感器探测交叉路口；拓展任务：虚拟机器人在十字路口转弯；10.基础篇（虚实结合）基础篇（虚实结合）2.12.1 前进，前进，FR1FR1 机器人机器人 教学内容教学内容：(1)搭建 FR1 机器人（三轮结构）；(2)编程：FR1 机器人前进，转弯；任务说明任务说明：结合搭建 FR1 机器人（三轮结构）说明书，搭建 FR1 机器人；安装 IRobotQ 3D 仿真平台软件（客户端 1.5.1.7 版本及以上），选择 FR1机器人；编程：前进或转弯。2.22.2 FR1FR1 机器人走迷宫机器人走迷宫 教学内容教学内容：(110、)FR1 机器人（三轮结构）加载三个距离传感器或三个障碍传感器；(2)编程：FR1 机器人走迷宫（左手原则或右手原则）；任务说明任务说明：在 FR1 机器人（三轮结构）安装三个距离传感器，朝向分别为正前方，前 Fun Wisdom Innovation-7-方偏右 45 度，右侧；编程（右手法则）：当正前方的距离传感器或前方偏右 45度的距离传感器检测到障碍物，其次当右侧的距离传感器检测到障碍物，FR1 机器人前进，否则 FR1 机器人向左转弯。2.32.3 FR1FR1 机器人走轨迹机器人走轨迹 教学内容教学内容：FR1 机器人（三轮结构）加载三个灰度传感器；编程：FR1 机器人走轨迹，两个11、灰度传感器走轨迹，1 个灰度传感器探测交叉路口；任务说明任务说明：在 FR1 机器人（三轮结构）安装三个灰度传感器，其中两个灰度传感器在机器人前方，检测方向朝下，第 3 个灰度传感器在机器人右侧；编程：右侧灰度传感器检测到黑线，FR1 机器人向右转，其次当左灰度传感器检测到黑线，FR1机器人向左转，否则 FR1 机器人前进。拓展任务：FR1 机器人走轨迹过程中，当机器人右侧的第 3 个灰度传感器检测到黑线，意味机器人到达十字路口中，FR1 机器人按一定幅度向右转弯，转90 度。11.竞赛篇（竞赛篇（汽车总动员汽车总动员）3.13.1 初级赛车初级赛车 教学内容教学内容：(1)掌握 IF 条件判12、断的嵌套使用；(2)掌握机器人使用距离传感器灵活行进的方案；-8-(3)掌握子程序的设置及使用；任务说明任务说明 虚拟机器人前方搭建两个距离传感器，朝向分别向左侧、右侧旋转 30 度；当虚拟机器人与两侧栅栏之间的距离分别小于一定值时，就应该开始调整自己的方向：如果左边距离传感器测得的值指定值，说明赛车偏右了，应该左转；如果右边距离传感器测得的值指定值，说明赛车偏左了，应该右拐；如果都没有指定值，赛车就保持直线前进。这里的指定值是左边距离传感器测得的值与右边距离传感器测得的值的和的一半再+30 3.23.2 中级赛车中级赛车变量控制变量控制 教学内容教学内容：(1)掌握机器人使用距离传感器灵活行13、进的方案；(2)掌握机器人走中线的行进模块方案；(3)理解并掌握变量的设置及使用；任务说明任务说明：根据机器人与栅栏之间的距离来修改机器人行进方向的调整幅度，其中，当机器人与栅栏之间的距离较大时，调整的幅度较大；当机器人与栅栏之间的距离较小时，调整的幅度较小。在初级赛车的基础上，正前方加装两个伺服电机，伺服电机上各安装 1 个距离传感器；通过旋转伺服电机来控制距离传感器的朝向，即两个距离传感器的旋转角角度，然后将左、右距离传感器的感应数值，不断按一定比例关系转换为左右 Fun Wisdom Innovation-9-两侧电机的速度值。左右两侧电机的速度值为某一个指定值+（左距离传感器值右距离传14、感器值）+偏移值）灵敏度。其中，距离传感器旋转角角度平时训练与比赛时一般固定 30 度为好，偏移值是允许机器人偏移中线的距离，灵敏度是距离差转换为速度差时的比例，灵敏度在训练和比赛时，通常采用固定值，建议取值 150 或 200。这样，机器人速度是一般在某一个数值上做波动变化。3.33.3 机器人无极变速机器人无极变速 教学内容教学内容:(1)掌握机器人根据前端距离传感器调节速度的方案；(2)掌握机器人不同速度间过渡的方案；任务说明任务说明:影响赛车的速度之一，是道路的弯曲度。为此，当赛车探测到前方道路比较直时，可以提高速度；当赛车探测到前方道路比较弯曲，可以降低速度。在中级赛车的基础上，机器15、人正前方安装一个距离传感器，当此距离传感器检测到赛车前方 1500 内有障碍物时，用较低速度的走道路子程序（如，前进速度为 35）；当检测到赛车前方 2500 内有障碍物时，用中等速度的走道路子程序（如，前进速度为 35），否则用高等速度的走道路子程序（如，前进速度为70）。当速度提高或降低的过程中，赛车运行容易不稳定。为此，增加两个子程序：提速子程序速度一点一点逐步增加，降速子程序速度一点一点逐步减少。拓展任务：不设置较低速度、中等速度以及高等速度，用正前方距离传感-10-器的检测值与一个参数（如，3000）的比值作为机器人速度的调整幅度，此时机器人速度为一个固定值+速度的调整幅度。3.4316、.4 机器人抢分机器人抢分 教学内容教学内容:(1)掌握根据需求改变机器人结构，如手臂的设计；(2)掌握使用距离传感器走跑道的方案；(3)掌握红外探测器的设置及其应用；(4)掌握伺服电机设置及应用；任务说明任务说明:在中级赛车的基础上，在机器人前方加装两个红外探测器来帮助我们获取得分物体，朝向分别为向左、向右；加装 1 个伺服电机（属性中设置反转，若在调试中，手臂旋转方向不对，可以修改伺服电机的属性），伺服电机带动 1 个手臂，手臂上再加装 1 个伺服电机及安装块和小旗。当一侧红外传感器数值超过一定值时，将手臂向该侧摆动。编辑“获取得分物体”子程序：当左侧红外探测器的值大于 100，伺服电机旋17、转 90 度；当右侧红外探测器的值大于 100，伺服电机旋转 90 度；否则，伺服电机不旋转。当在出现并列的情况下，设定先拿取其中一侧，然后取另一侧，若不能拿到并列得分，则需要对机器人位置做出修正。3.53.5 直角转弯直角转弯 教学内容教学内容:(1)掌握指南针传感器的设置及其应用；Fun Wisdom Innovation-11-(2)掌握机器人碰撞式转弯方案；(3)掌握机器人漂移式转弯方案 任务说明任务说明:在中级赛车的基础上，加装指南针传感器；当直角转弯处有得分物，使用碰撞式转弯方案：赛车检测到正前方的栅栏，逐渐停止，然后后退，再借助指南针传感器转 90 度；当直角转弯处无得分物，使用18、漂移式转弯方案：赛车检测到正前方的栅栏，提前降速，然后借助指南针传感器转 90 度，继续前进；12.竞赛篇（竞赛篇（NOC）4.14.1 机器人沿某一角度前进后退机器人沿某一角度前进后退 教学内容教学内容:(1)掌握指南针传感器的设置及其应用；(2)掌握根据指南针感应值与目标方向的关系调整电机速度；任务说明任务说明:原理：当指南针读数与目标数值有差值时候，利用速度差调整方向。在机器人上加装指南针传感器，并设置好端口；当指南针读数-目标数值的值大于 1,或目标数值的值300 且指南针读数在190 之间，机器人向左偏转,一般偏转为右侧电机比左侧电机速度大 3；当目标数值-指南针读数的值大于 1,或19、目标数值的值60 且指南针读数在270360 之间，机器人向右偏转,一般偏转为左侧电机比右侧电机速度大 3；否则，机器人前进。-12-此方案适用于指南针读数与目标数值的差值小于 30 度，效果比较好，否则应先用下一节中方案（指南针控制机器人转至任意角度）。4.24.2 指南针控制机器人转至任意角度指南针控制机器人转至任意角度 教学内容教学内容:(1)掌握指南针传感器的设置及其应用；(2)掌握根据指南针感应值与目标方向的差值改变电机旋转速度来调节方向的方案；任务说明任务说明:在机器人上加装指南针传感器，并设置好端口；当指南针感应值大于目标方向时，若指南针感应值-目标方向的值小于 180时，机器人20、向左旋转，旋转至目标方向的值+调整量，否则向右旋转，旋转至目标方向的值-调整量，此时若需跨越 360/0 度分界线，条件循环中的条件应为指南针感应值大于 180 或指南针感应值小于目标方向的值-调整量；当指南针感应值小于目标方向时，若目标方向的值-指南针感应值小于 180时，机器人向右旋转，旋转至目标方向的值-调整量，否则向左旋转，旋转至目标方向的值+调整量，此时若需跨越 360/0 度分界线，条件循环中的条件应为指南针感应值小于 180 或指南针感应值大于目标方向的值+调整量；这里设置调整量，主要为了减少机器人惯性而造成的误差,因速度不同，其值会有所不同。4.34.3 飞檐走壁飞檐走壁 教学21、内容教学内容:(1)掌握螺旋桨的设置及综合使用；(2)整合力学知识解决新问题 Fun Wisdom Innovation-13-任务说明任务说明:当物体附着在垂直面上时，一般情形下向下的重力大于向上的摩擦力，当有足够的力将物体压向垂直面时，摩擦力增大，足以与向下的重力平衡时，物体不会掉下来。利用这点，我们可以让机器人在爬上陡墙的过程中，增加一个足够大的力将机器人压向垂直面。为了产生将机器人压向垂直面的力，在四个电机上方分别安装四个轴向随动结构，在其上再分别安装 10 倍精度直流电机，并加上螺旋桨。注意：四个直流电机和螺旋桨型号要一致，这样产生的力平衡；需要安装10 倍精度直流电机，这样的电机才22、能产生足够的力，4.44.4 机器机器人飞行人飞行 教学内容教学内容:(1)掌握计时模块的设置及组合使用；(2)掌握指南针传感器、海拔高度计的设置及组合使用；(3)掌握轴向随动结构扫使用；(4)掌握飞行力学知识及其应用；任务说明：任务说明：在机器人上加装海拔高度计和四个轴向随动模块、10 倍精度直流电机以及螺旋桨，仍用指南针传感器来控制机器人行进的方向 4.54.5 王牌狙击王牌狙击断开模块与弹射模块、滑杆模块综合断开模块与弹射模块、滑杆模块综合 教学内容教学内容:(1)掌握断开模块和弹射模块、滑杆模块的设置及使用；-14-(2)掌握变量的综合使用 任务说明：任务说明：在机器人上安装 1 个伺23、服电机、4 个断开模块与 1 个弹射模块，还有一个滑杆模块，并设置断开模块与弹射模块、滑杆模块以及伺服电机的端口。增加断开模块和弹射模块以及伺服电机：利用伺服电机将弹射模块转向（瞄准目标），使用断开模块将安装块断开，弹射模块将安装块弹出，去击打指定的物体。13.竞赛篇（虚实结合）竞赛篇（虚实结合）5.15.1 机器人火矩传递机器人火矩传递 教学内容教学内容:(1)FR1 机器人加载距离传感器及灰度传感器；(2)编程：使用第 3 个灰度传感器检测指定位置；机器人 2 检测到机器人 1时即刻启动，沿轨迹到达终点，停止工作，使用第 3 个灰度传感器检测指定位置；任务说明：任务说明：机器人 1 沿轨迹24、走到机器人 2 后方，距机器人 2 指定距离处停止；当机器人 2 检测到机器人 1 到达自己后方，机器人 2 启动，沿轨迹到达终点，停止工作。5.25.2 智能闸门智能闸门 教学内容教学内容:(1)FR1 机器人 1 加载灰度传感器，FR1 机器人 2 加载距离传感器及第 3 个电机，用以控制闸门旋转；Fun Wisdom Innovation-15-(2)编程：机器人 1 沿轨迹运动，到达指定位置即停止工作（速度不能过快）；机器人 2 检测到机器人 1 时即刻启动闸门，放机器人 1 通过，机器人 2 加载的第 2 个距离传感器检测到机器人 1 时即意味机器人 1 已通过闸门，机器人 2 即可25、将闸门复位。任务说明：任务说明：机器人 1 沿轨迹运动，到达指定位置即停止工作（速度不能过快），中途经过一道闸门；机器人 2 加载的第 1 个距离传感器检测到机器人 1 时即刻启动闸门，放机器人 1 通过；机器人 2 加载的第 2 个距离传感器检测到机器人 1 时即意味机器人 1 已通过闸门，机器人 2 即可将闸门复位。八八、教学建议教学建议 1基础部分，使用老师讲解与微课相结合的教学模式，并从中找出自学能力强，动手快，对机器人感兴趣的学生，进入竞赛小组；2上完课，及时对学生进行评价，包括知识的掌握，有无问题，如何完善不足之处；3定期举办机器人校级比赛，并给予一定奖励，以避免学生始终停留在玩的26、初级阶段。九、九、社团考核社团考核 每学期考核一次，根据出勤次数、学习态度和程序设计运行情况打分，总分 100 分。-16-1出勤次数总分 10 分。每缺席一次扣 2 分，请假扣 1 分，请假必需在活动前书面告知社长才能生效，迟到半小时扣 1 分，早退半小时扣 1 分。由社长记录考勤，扣完 10 分的取消参加资格，劝退处理，以后也不能报名机器人社团。对于全勤学生给予奖励 2 分。2学习态度总分 20 分。期末由社长和指导教师根据学生表现酌情给分，主要考察以下几个方面：(1)上机调试是否积极；(2)所发资料是否认真阅读；(3)不懂的地方是否请教同学或老师；(4)活动过程中是否使用电脑做与学习无关27、的事情；(5)是否积极帮助同学解决问题；(6)是否积极搬运拼装场地；(7)是否把垃圾留在教室中；(8)是否积极参与活动地点的卫生打扫等。以上考察内容每违反一次扣 2 分，由社长和指导老师一起监督，扣分情况由社长记录保存。扣完 20 分的取消参加资格，劝退处理，以后也不能报名机器人社团。对于整学期表现优秀，积极学习的学生给予奖励 5 分。3机器人项目考核总分 70 分。在 2 小时内编写调试程序让机器人在指定场地上尽量获得高分。4三项总分即为该生的期末分数。60 分以下的不合格，劝退处理，并且以后都不能报名机器人社团。三项总分在 80 分（含 80 分）以上，并且程序设计思路有科学性、创造性、实用性的同学有机会参加各类机器人竞赛，具体人选按分数由高到低，由指导教师选定。