内容正文:
第11课 灭火机器人
一、 教学目标
1、知识目标:
①、了解机器人灭火任务。
②、知道简单Pascal的程序算法。
③、掌握通过机器人识别白线、机器人检测火焰等方法灭火的方法。
2、能力目标:
①、简易灭火机器人的搭建。
②、火焰传感器的使用。
③、教会机器人寻找火源完成简单灭火任务。
3、情感目标:
①、培养学生的观察能力、动手能力、创造能力,养成良好的思维习惯。
②、通过对光学、计算机科学、机械原理以及美学等的综合运用,提高学生的综合运用。
③、通过竞赛机制,提高学生的竞争和合作意识,锻炼学生比赛时的灵活性。
二、教学重点、难点
重点:灭火机器人的搭建。
难点:
①、火焰传感器的使用;
②、通过PASCAL的程序算法为机器人编写程序;
③、下载程序到你的机器人内存中,进行实际轨迹场地调试。
教学过程
1、 引入:火灾是当今人类社会普遍关注的问题,它不仅威胁着人类的生命和财产安全,更影响到一个社会的稳定和发展。图12-1是我国研制的第一代灭火机器人。这类消防机器人适用于石油化工、油罐区、大型仓库等高温、强热辐射、易坍塌的危险场所,可避免人员伤亡。在这几课里,我们将利用教学机器人,模拟灭火过程。
图 12-1 我国第一代灭火机器人
2、新课: 灭火实验及场地简介
中小学机器人灭火实验是模拟现实家庭中机器人处理火警的过程,它要求制作一个由计算机程序控制的机器人,在一间模拟平面结构的房间里运动,找到一根代表房间里火灾点的正在燃烧的蜡烛并尽快将它扑灭。图12-2是机器人模拟灭火场地示意图 (单位:cm)。
图12-2 机器人模拟灭火场地示意图
图中红色为火焰,蓝色为家具,黄色为搜救对象所在位置。
为使问题简单化,我们假定一个简单任务:
任务1 机器人从房间门口启动,对准火焰方向,直线前进,进入火焰前的警戒线,停止前进,扑灭火焰。
这个任务非常简单,对机器人的要求是当“看见”地面白线时,停止运动,开起风扇扑灭火焰。
为了让机器人能“看见”火焰前的白色警戒线,我们需要给机器人安装一个地面灰度传感器。安装方法如图12-3所示,先将灰度传感器的调节器固定在主机箱上,再用一根铜柱将灰度传感器的探头固定在机器人小车的前方,使探头距地面约1厘米,以提高检测的准确度。
灰度传感器可以用来检测物体表面的黑白程度,浅色物体