樂高光電傳感器：ev3樂高光電傳感器

汽車傳感器的概念及功能作用

新聞來源：新物聯Newiot整理    2021-5-15    共有: 410 瀏覽
 汽車需要數據支持來保障乘客安全與運作效率。汽車傳感器可以感知并響應不斷變化的內部和外部環境。汽車傳感器可提供各種數據，以實現車輛控制、調節和響應等功能，從而提高安全性、舒適性和效率。汽車傳感器技術是許多現代汽車、卡車、公共汽車和越野車中樞系統的不可或缺的組成部分。汽車傳感器通常可按客戶的嚴格規范要求進行設計和制造。

傳感器與物聯網碰撞的火花

新物聯號：迪泰傳感                              2021-5-17    共有: 346 瀏覽
 傳感器好比人的眼耳口鼻，但又不僅僅只是人的感官那么簡單，它甚至能夠采集到更多的有用信息。既然如此，就可說這些傳感器是整個物聯網系統工作的基礎，正是因為有了傳感器，物聯網系統才有內容傳遞給“大腦”。

為什么電商賣家需要物流查詢API?

新物聯號：快遞100API                          2021-5-17    共有: 175 瀏覽
 如果電商企業想將業務提升到一個新的水平，則應考慮接入物流查詢API。物流查詢API提供了很多好處，并且可以為電商企業帶來強大的競爭優勢。對于不了解什么是API的讀者，我將會先從API的定義及功能開始講解，如果是了解API的讀者，可以直接跳去閱讀7個物流查詢API帶來的重要好處

深圳物聯網展-IOTE 國際物聯網展

新物聯號：IOTE物聯網展                          2021-5-17    共有: 165 瀏覽
 深圳物聯網展-IOTE 國際物聯網展
展會時間：2021年8月18-20日
展會地點：深圳會展中心（福田）

利用物聯網對森林樹木進行監視和管理

新聞來源：Ken Everett    2021-5-18    共有: 213 瀏覽
 自2016年生效以來，《聯合國2030年可持續發展議程》和《巴黎協定》促使許多國家政府重新考慮其“綠色”地位，包括它們如何應對諸如毀林和控制二氧化碳水平等全球性問題。

預計智能家居物聯網市場將在新冠疫情結束后有爆發性增長

新聞來源：Anasia D'mello    2021-5-18    共有: 228 瀏覽
 近年來，家庭自動化市場發展迅速，新冠肺炎疫情以及由于封鎖措施而被迫將更多時間花在家庭上的事實在一定程度上加速了這一趨勢。反過來，這鼓勵了更多的供應商進入這一領域。

AI企業招人難？AI人才供不應求？這場AI人才交流會你需要關注一下！

新聞來源：深圳人工智能行業協會    2021-5-18    共有: 291 瀏覽
 根據深圳市人工智能行業協會發布的《2020人工智能產業發展白皮書》指出，當前我國人工智能人才缺口超過500萬，供給與需求比僅為1:10，比例嚴重失衡，如果再不加強人才隊伍建設，到2025年我國人工智能人才缺口將會突破1000萬。

2021健康睡眠展-廣州國際睡眠家居產品博覽會

新物聯號：會展天下                              2021-5-18    共有: 193 瀏覽
 目前，睡眠產業得到了長足的發展，以睡眠科技為首的相關產品的發展催生了國內一個龐大的睡眠企業。據相關資料統計，我國睡眠產業的市場規模已超過1200億元，并且持續保持高速增長的趨勢，睡眠產業已發展成一個覆蓋全民的新興產業，成為中國健康消費領域新的經濟增長點。好睡眠受生理、心理、環境等諸多影響因素——需要家具界、家紡界、科技界、中醫保健界、醫學界 共同發力，睡眠經濟正成為相關企業的突破口。
為

2021武漢國際智慧建筑科技博覽會

新物聯號：會展天下                              2021-5-18    共有: 207 瀏覽
 為進一步推動建筑創新和產業發展，“2021世界建筑科技博覽會”（簡稱：WBT2021）定于2021年9月24-26日在中國·武漢國際博覽中心舉行。WBT2021預計展覽面積平方米，參觀人數人次，旨在交流國內外建筑行業發展的先進理念、技術和成功經驗，為行業搭建一個全方位的交流合作、技術研討、產品展示的服務平臺。博覽會將繼續整合相關資源，在展覽規模、宣傳力度、觀眾邀請、同期活動、線

2021中國智慧環衛及垃圾分類展覽會

新物聯號：會展天下                              2021-5-18    共有: 175 瀏覽
 建設生態文明城市，創造良好人居環境，不斷推進循環經濟和節能減排的戰略實施，是當前我國重大決策部署。隨著垃圾分類在全國各個地區的推進，垃圾處理行業也愈發壯大。根據國家統計局和OECD數據顯示，近幾年我國生活垃圾產量保持5%左右的增長，2019年全國生活垃圾清運量達到2.04億噸，同比增長6.81%。當前中國已超過美國，成為全球產生垃圾最多的國家。在過去全國生活垃圾清運量始終高于無害化處理量，大量城市

第二屆深圳國際人工智能展暨智能制造創新高峰論壇盛大啟幕！

新聞來源：深圳人工智能行業協會    2021-5-20    共有: 195 瀏覽
 2021年5月20日，由深圳市科學技術協會、深圳市商務局、深圳市福田區人民政府共同指導，深圳市科技開發交流中心、深圳市人工智能行業協會聯合主辦的2021第二屆深圳國際人工智能展開幕式暨智能制造創新高峰論壇在深圳會展中心（福田）啟幕。深圳市人大常委會副主任、深圳市科協主席蔣宇揚，俄羅斯工程院外籍院士、深圳大學副校長張學記，美國國家工程院院士、南方科技大學學術副校長張東曉，國家信息中心首席信息師、分享

PCB學習課程介紹

新物聯號：要努力啊                              2021-5-21    共有: 265 瀏覽
 本課程在系統學習理論知識的基礎上，更加注重上機實踐。人手一機的實際操作學習，授課老師均為我司經驗豐富的高級工程師，對PADS/protel99等軟件非常熟悉，結合工作中實際遇到的問題，用經驗技巧讓你高點入門，快速掌握此項技術。

2021廣州智能保健器械展覽會

新物聯號：會展天下                              2021-5-21    共有: 173 瀏覽
 線上家庭醫療健康產品四大消費趨勢使用“不設限”院用治療類、醫療產品家用化呵護更“精準”基礎檢測類家庭健康產品功能更新換代健康“智能”化“黑科技”賦能家庭醫療，健康更懂你的心護理“輕盈”態健康需求成日常，輕健康護理悄然流行

2021長沙國際智慧園林綠化展覽會

新物聯號：會展天下                              2021-5-21    共有: 188 瀏覽
 第三屆中國（長沙）園林綠化產業及戶外動力設備博覽會是園林綠化行業了解政策、尋求合作、開拓銷售的一個很重要的平臺和渠道。本屆將規劃展覽面積平米，平米室內展示+多平米戶外演示及體驗模式。同時舉辦豐富多彩的同期活動；預計企業數量達到500家，專業觀眾人次。致力于打造國內乃至亞洲一流的園林綠化展。

2021深圳智慧農業博覽會

新物聯號：會展天下                              2021-5-21    共有: 326 瀏覽
 深農會/IEAE CHINA）創立于2014年，展會以“品質·安全·健康·時尚”為主旨，力求在新零售時代背景下，促進、引導全行業向著信息化、數據化、多元化發展，為大企業再度賦能，為中、小企業提供最優的突圍方案!經過幾年發展得各地政府的認同，湖南省綠色食品辦公室、哈爾濱商務局、黑龍江省糧食行業協會、慶安縣農業局、西充縣有機食品辦公室、廣西生態有機產業聯合會等各地政府及協會的參與。及渠道搭建。

2021第十屆深圳國際智能家居展覽會11月3日

新物聯號：物物智聯                              2021-5-21    共有: 241 瀏覽
 2021深圳智能家居展覽會11月3日即將在深圳國際會展中心（寶安新館）開幕

智能互聯·數領未來｜第五屆全球人工智能創業者大會圓滿舉辦！

新聞來源：深圳市人工智能行業協會    2021-5-21    共有: 219 瀏覽
 2021年5月21日，由深圳市人工智能行業協會、深圳市龍華區投資推廣和企業服務中心共同主辦的第五屆全球人工智能創業者大會（簡稱GAISC 2021）在深圳會展中心（福田）6號館成功舉辦！GAISC 2021以“智能互聯·數領未來”為主題，緊扣人工智能發展脈搏，設置兩場專業論壇及一場圓桌討論。大會邀請人工智能領域的頂尖專家學者、企業代表，解讀人工智能行業最新動態，幫助AI企業尋求全新發展機遇。

2021河北國際環境監測展覽會

新物聯號：昶文展覽                              2021-5-22    共有: 156 瀏覽
 十九大報告指出：“建設生態文明是中華民族永續發展的千年大計，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念”。伴隨生態文明建設治國理念的提出，從監管層面到實際部署，“藍天、碧水、凈土”三大保衛戰勢不可擋。目前我國生態環境依然存在短板，環境治理將成為具有正外部性的基建補短板優質需求，環保產業未來增長空間廣闊。

2021武漢智慧環保產業博覽會

新物聯號：會展天下                              2021-5-24    共有: 178 瀏覽
 2021武漢國際環保產業博覽會

MVG推出微型緊湊天線測量系統CR-M8

新物聯號：科技前沿                              2021-5-25    共有: 170 瀏覽
 無線連接測試專家MVG近日宣布推出微型緊湊天線測量系統系列的最新產品CR-M8。該產品特別適用于天線測量以及在高達110 GHz高頻下運行的小型設備的射頻特征。

樂高光電傳感器：[轉載]樂高機器人---認識傳感器

4.1簡介

馬達通過齒輪和滑輪傳動，可以讓你搭建的機器人動起來，他們就如同是移動機器人腿和手臂的肌肉。同時，你還可以使用傳感器來裝備你的機器人，它們就如同是機器人的眼睛、耳朵和手指。機器人套裝中包含兩種傳感器：觸動傳感器（兩種）和光電傳感器。在此主要是描述它們的特性，對于其它的傳感器可以單獨購買，如：角度傳感器和溫度傳感器。每一個設備都有其特定的作用，你將會因為它們的功能強大和所能涉及的范圍之廣而感到驚訝。當然也包括這種情況,可以用一種傳感器仿效另一種傳感器，以用來代替不能使用的傳感器。利用RCX上的紅外光電，使用一些小技巧，你可以把把你的光電傳感器變成一個雷達。
4.2觸動傳感器

觸動傳感器（圖4.1）的工作方式非常像是你家門鈴上的按鈕：當它被按下時，電路接通，電流就會通過，RCX就能夠檢測到這個數據流，你的程序就會讀取觸動傳感器的當前狀態：開或者關。

圖4.1 觸動傳感器
如果閱讀了Constructopedia，并搭建了一些模型，你可能對傳感器的一般用途比較熟悉，如緩沖器。緩沖器是與周圍環境相互作用的一種簡單方式，當你的機器人遇到障礙物時，可以用它們來進行檢測，并由此而改變運動狀態。

典型的緩沖器是一個重量較輕的可移動裝置，事實上，當它碰到障礙物時會把沖擊力傳遞給觸動傳感器并使之關閉。你也可以發明出很多種緩沖器，但它們的外形應該能夠反映機器人的外形，而且還能反映出環境中障礙物的外形。如圖4.2中所示一個非常簡單的緩沖器，可以很容易發現墻壁，假如房間里有像椅子一樣等復雜障礙物，它的效果就不好了。在這種情況下，我們建議你通過實驗來進行。為機器人設計一個緩沖器，在房間的周圍離地板適當高度的地方移動它，檢查它是否能夠發現所有可能的碰撞點。如果你的緩沖結構較大，當它用最佳部位撞擊到障礙物并按下觸動傳感器時，不要以為這就是正確的。圖例4.2是一個不太好的緩沖器，因為當碰撞發生時，它幾乎不能用橫軸的邊緣來關閉觸動傳感器，說它是一個不好的緩沖器是因為它把整個碰撞產生的力直線傳輸給了傳感器，也就是說，在機器人身上安裝一個非常穩固的支架對傳感器的安裝是非常有必要的。

圖4.2簡單的緩沖器

根據經驗，應該嘗試不同的碰撞來看看緩沖器在各個位置是否能很好的工作。你可以編寫一個無限循環的小程序，當傳感器被按下時，發出一聲蜂鳴聲用來測試你的緩沖器。

談起緩沖器，人們往往會想到當遇到障礙物時開關會被按下。這樣說似乎有點絕對，在發生碰撞的時候同樣可以松開開關。看一下圖4.3，橡膠皮筋可以使積木輕壓著傳感器，當緩沖器的前面部分接觸到物體時，開關就會被釋放。
圖4.3
平常壓下的緩沖器
實際上，推薦這種緩沖器有這樣幾個重要的原因：
l  沖擊力不可能直接傳遞給傳感器，傳感器與標準的樂高積木相比更容易受損壞，因此應避免不必要的撞擊。
l    橡皮圈可以吸收撞擊力，這對你的傳感器和機器人來說都會起到保護作用，當你的機器人速度非常快，或者重量大，或者反應比較慢，或者具備其中的一個因素時，這種保護作用顯得尤其重要。
緩沖器是一個非常重要的裝置，而且觸動傳感器的應用也非常廣泛。當你想告之RCX一個事件發生時，你可以使用按鈕一樣人為的把它按下去。你能想象出類似的情況嗎？事實上，有很多。比方說，你可以按下銨鈕告訴RCX”現在讀取光電傳感器的值”，從而進行讀取校準（我們將在以后的部分進行討論）。
另一個常用的作用就是把觸動傳感器作為一個位置控制器來用。如圖4.4，機器人向前看時（圖
4.4b）就關閉了頭部（圖4.4a）的觸動傳感器。通過編程可以在水平面上實時的控制頭部的旋轉（向左或向右），當傳感器被按下時，機器人的頭部就能轉回到正確的位置，值的注意的是，我們在這個例子中用到的凸齒輪在與觸動傳感器相配合時是非常的有用，你可以讓軸通過三個十字孔個中的一個來選擇合適的距離去關閉觸動傳感器。
圖4.4
用觸動傳感器定位
在本書的第三部分我們還會介紹位置控制的其它一些應用。事實上，在搭建你的機器人之前需要你去研究一些不同的方法。
我們再舉幾個事例來說明傳感器的應用
都能停下。首先你會想到在每一層安放一個觸動傳感器，當按下其中一個時，電梯室會在那一層停下。這是一個好方法，但這里有一個小問題；你僅有兩個觸動傳感器，對你來說，一個電梯僅有二層不是非常實際，你可以再買一個觸動傳感器，但這只能再加高一層,并沒有解決實質性的問題。此時，RCX的三個輸入端口已經全部被占用。突然，你會想到一個辦法：為什么不把傳感器放在電梯廂上而不是外面呢？在電梯廂上固定一個傳感器，這樣只需一個傳感器就可以加高更多的樓層了。從最初的方案到現在更好的方案，兩個系統是完全相同的嗎？答案是否定的。首先，你需要決定廂的絕對位置，當它在第二層時，你僅是可以知道它的相對位置。那么，你需要一個初始點，從起始點開始計算就可以推斷出廂的位置.或者程序運行時，需要廂體在一個特定的位置，或者用第二個傳感器來探測一個特定的樓層。例如，在最底層放置一個傳感器，因此程序一開始就降下電梯到最底層。那樣就可以計算出廂體的絕對位置了。

現在，電梯就能夠準確的升降了。但你還有最后一個問題需要解決：如何告訴你的電梯它應該去哪一層呢？在每一樓層放置一個傳感器去提示電梯是不切合實際的。在RCX上只剩下一個輸入端口了。你要用這一個觸動傳感器來做什么呢？你還可以采用以前的方法嗎？可以，你可以計算一個觸動傳感器被按下的次數。比如說，被按下三次表示是三樓，依次類推。現在你就可以去搭建你的電梯了。
。假如你想搭建一個電梯。你希望電梯可以在任何一層
計算按下次數
下面這個例子是用偽代碼來編寫的，一個代碼并不與實際編寫語言相對應，而是界于程序語言和機器語言之間。使用偽代碼編程在專業程序員中是一種非常普遍的做法。
計算觸動傳感器被按下多少次需要一些小竊門。假如你寫了一些簡單的代碼，如下：
Counter=0
repeat

if   Sensor1 is on then

Counter  =   Counter +1
end if
end     repeat
當你保持觸動傳感器被按下很短的間隔內，你的程序代碼就會在你的RCX上飛快的執行。然而，在記錄下一個新的按下之前，需要松開觸動傳感器：
Counter  =0
repeat

if   Sensor1   is
on then

Counter=Counter+1

wait until   Sensor1   is off
end if
end repeat
現在，你編寫的代碼正確地記錄了從斷開到閉合的變化。在你的代碼中，有一個重要的特點需要介紹一下：當它在一段時間內接收不到觸動信息時，你希望你的計數程序停止。為了實現這一點，你需要使用一個計時器用來測量上一次按下時間與最后一次時間的間隔：
Counter=0
interval=
reset Timer
repeat

if   Sensor1   is on then

Counter=Counter + 1
wait until Sensor1   is off

or until Timer if greater then Interval

reset Timer
end if
until Timer is greater then
Interval
假如你的時間間隔是兩秒。當計數程序開始時，計時器和計數器首先復位為0，然后開始檢測傳感器的狀態。如果兩秒內沒有按下觸動傳感器，它仍將保持復位狀態，如果有觸動傳感器被按下，此動作將被記下并等待使用者釋放按鈕，計時器復位為零，在程序停止運行之前，使用者可以在兩秒內第二次按下觸動傳感器。
4.3光電傳感器
用”看”來形容光電傳感器的功能有點夸大其辭。實際上它只是用來檢測光并測量其強度。盡管受到限制，但其應用范圍仍比較廣。
圖4.5 光電傳感器
光電傳感器和觸動傳感器的最大區別是，后者返回的是一些數值而不是單純的開/關狀態。你所讀到的數值由光電傳感器在那個時候所檢測到的光強所決定。這些數值以0至100的百分數的形式返回，光值越大，百分數就越大。你可以用光電傳感器來做什么呢？你可以用它搭建一個由光電傳感器所驅動的機器人，我們稱之為光的追隨者，它可以檢測周圍的環境，找到一個強光源（或者是最亮的）并朝著它前進。在一間足夠暗的房間里進行，以免產生干擾，你也可以用手電筒來控制你的機器人。
檢測外部光源的功能是非常有趣的，但是或許你不能用它來做最令人驚奇的事情。我們介紹一下光電傳感器的另一個用途：它不但可以用來檢測光強，而且還可以自身發光。提供穩定光源的是一個紅色的發光二極管，因此你可以用來測量反射光并傳給傳感器。
當你用來測量反射光時，你必須去避免一些來自其它光源的干擾。需要注意的是光電傳感器對IR所發出的光也非常紅外光，如攝像機；或者是樂高紅外發射器。
敏感，像典型的遠距離控制器發出的
設計與計劃
讀取周圍的光值
樂高光電傳感器并不適合于測量外部光源來說，因為其靈敏度比較弱。紅色發光二極管所所發出的光太靠近檢光器以致于過多的影響了光值的讀取。如果你想測外部光源，你應該考慮盡可能的去減少紅色發光二極管的影響。一個簡單的辦法就是在光電傳感器的前部放一個1×2的單孔積木塊，.更多的行之有效的辦法需要你對光電傳感器有些細微的改動。在Ralph
Hempel的網站中，他提到了如何對光電傳感器作修改，既不是永久的改變也不會損害你的光電傳感器。（見附錄A）
光在表面的反射率取決于許多因素，主要是表面的顏色，質地和它距光源的遠近。黑色物體的反射能力要弱于白色物體；黑色光滑表面的反射能力要強于黑色不光滑表面。另外，距離光電傳感器越遠，光電傳感器所檢測到的反射光就會越少。
這些因素都是相互依賴的，通過光感讀取的值，并不能說明是由哪個因素引起的。但你可以保持其它因素不便，而讓一個變化，這樣就可以通過讀取的數值來推斷出環境的一些變化。例如，如果你的光電傳感器經常對著同一個物體，或者相同質地和顏色的物體，你能夠用它去測出它的相對距離。另一方面，你可以把不同的物體放置在光電傳感器的前面，在恒定的距離內分辨出它們的顏色。
4.3.1測量反射光值
為了舉例說明測量反射光的原理，我們來做一個實驗。拿一個RCX并打開其電源，在任意一個輸入端口連接一個光電傳感器，在你的程序中正確的設置其端口（紅色發光二極管應該發光）。準備一間光線較暗的房間，RCX有個控制模式，可以實時查看光感讀取的值。按RCX上的VIEW鍵，當小箭頭正確顯示在傳感器所接的輸入端口位置。在顯示屏上會顯示出讀取的光線值。接下去你把光感放到桌上，在桌上以一定間隔（0.5cm,1cm,1.5cm）并排放置不同顏色的積木塊,保證積木之間的間距相等。查看數據，得到的是不同顏色的積木反射的光值是不同的。
再進行第二個實驗：將白色的積木快慢慢的移向光感，然后再慢慢的移開，觀察顯示屏上的數據，可以發現當光感與積木間的距離加大時數值將減小。我們的目的就是為了證明光感是不能同時判斷出距離和顏色的。我們重點強調在你使用光感時盡量避免外界光線的干擾。
方法與技巧
理解原始值的概念
了解原始值是很關鍵的，對于熟練的使用機器人套裝并不是必須的。但從另一個方面講，它可以幫助你理解傳感器是如何工作的。
RCX把來自傳感器（不管是什么類型）的電信號全部轉變成范圍在0至1023之間的數字信號，我們稱之為原始數值。在程序中，你在一個端口上設置了一個特定的傳感器，RCX會自動設定該傳感器的原始數值范圍，例如，從觸動傳感器讀取的數值范圍是1或者0，代表開或者關，當從溫度傳感器讀取時就會轉變成攝氏溫度或華氏溫度。同樣地，光電傳感器讀取時就會通過下面的方程式轉換成一個百分數：
百分數=146-原始數值/7
為什么我們需要知道這種轉換呢？對于大多數應用程序來說，通過RCX返回的光感值的百分數形式更加有效，但也有這種情況，你需要所有光感變化值而百分數形式卻不能體現出光感值的一些變化。我們用一個例子來做一下說明。假設會有兩種不同的情形，光電傳感器讀取707和713兩個不同的數值。把這兩個數值轉換成百分數，因為RCX只使用整數,需要將除的結果進行圓整。
146-(707/7)=146-101=45
146-(713/7)=146-101=45
在第二個方程式中數值101實際上是101.857…，去掉小數部分為101.就看部不出兩個值是不同的。我們知道在大多情況下數值的小數部分是不重要的。但也會有其它情況需要用到這樣一個微小的變化的數據
如果你用LEGO圖形化的編程環境為RCX編寫程序，你必須接受它的刻度值，否則無法處理原始數值。如果你選擇其它的編程語言，則可以直接處理沒有處理過的原始數值，在必須的時候，利用其優勢，可能會有更好的解決方案。識別不同的顏色是光電傳感器一個非常普通的應用。我們曾說過，光電傳感器實際上并不是用來識別顏色的，而是用來讀取反射光值。因此，它很難把黑色和藍色的積木塊區別開。但目前來說，我們仍說它能識別顏色，在讀完之后您會明白真正的意思是什么。
4.3.2沿線走
目前，光電傳感器最普遍的使用方法就是用它搭建一個沿線走的機器人。
這個項目的設置是很簡單的，這也是之所以流行的一個原因。盡管其外觀簡單，這項工作仍需要引起足夠的重視，并需要你仔細設計和認真編程。我們將在第二部分詳細的討論這個主題的細節內容。當光電傳感器在輕質地面上讀取一條黑線時，你要注意有什么事情發生。

當把光電傳感器放在地板上時，假設說讀取的數值為百分之七十，黑線為百分之三十。如果你想讓機器人緩慢的從地板移動到黑線或者是有污點的地方.你會注意到，數值不是從一個值突然跳到另一個值，而是會出現一系列的中間值。原因是光電傳感器不是讀取一個點，而是光電傳感器前部的一個小區域。所以當光電傳感器穿過線的邊緣時，它所讀取的是地板和黑線的邊界值并返回一個中間值。
這個功能有用嗎？當然，有時有用，有時沒有用。尤其當我們涉及到沿線走時，它是有用的。實際上，你可以（或者說應該）編寫一段程序讓你的機器人沿著邊界走而不是實際的黑線。這樣當機器人需要改變它的行進路線時，它知道往哪個方向轉身：如果所讀取的值太”暗”，它應該向亮的區域前進，或有污點的區域。
技巧與提示
校準讀取值
有時，你并不能預先知道光電傳感器實際上所讀取的數值是多少。假如你要參加一個沿線走的比賽：你并不能確定你的傳感器所返回的地板和黑線的數值。在這種情況下，一般的習慣是，在你的程序中不寫入預期的常數值是比較好的。但可以讓你的機器人通過一個簡單的測量程序來讀取這些數值。繼續我們沿線走的例子,你可以專設一個空的輸入端口用來接入一個觸動傳感器，當你把機器人放在地板上時手動按下觸動傳感器，然后再放在黑線上，因此它就可以保存下讀取到的最大值和最小值。或者你可以編寫一個小的檢測程序，以取消那些限制。
當你需要控制一個更復雜的區域時,舉例來說，區域包括三種不同的顏色，想象一個臺面被劃為白色，黑色和灰色三個不同顏色的區域。在白色和黑色之間的邊界上你如何能區別出灰色區域?
這時你不能只做一個簡單的讀取，你必須深入考慮其它的因素,
像預先讀取,或者你可以使你的機器人在一個地方收集更多的數據并推斷它所在的位置。要處理這樣的情況，對軟件的要求就會變得更加復雜。
光電傳感器如同一個萬能器，它有很多種使用方法。你可以在光電傳感器的前部放置一個彩色的可以移動的樂高梁來搭建一個對者拉梁的上部時，光電傳感器就會讀取不同的光值。
圖4.6
用光電傳感器作一個模擬控制
光電傳感器與燈相結合（不包括在頭腦風暴套裝中）可做成一個光電管（圖4.7）；當有物體擋在光電傳感器和燈之間時，機器人就會察覺。值得注意的是，我們在光電傳感器的前面放置了一個1×2的單孔梁，以減少來自周圍光線的干擾。
圖4.7 光電管
4.3.3接近探測
你可以用光電傳感器做成一個雷達探測器用于檢測即將碰到的障礙物。這被稱之為接近探測。這項技術所基于的特性我們已經討論并探究過了，就是光電傳感器可以根據反射光線來測定相對距離。假如你的機器人要直線前進，用一個光電傳感器為它在前面引路。假如你的機器人要在一個暗室里移動，除了光電傳感器上的紅色發光二極管之外沒有任何的光源。在向前移動的過程中，機器人連續不斷的讀取傳感器所檢測到的光值。如果讀取值趨向于迅速增大，就可以推斷出機器人正向著一個物體前進。但不能推斷出障礙物的種類及與障礙物之間的距離，如果房間內沒有物體在移動，你確信機器人正在接近障礙物。現在我們有了一套系統可以躲避障礙物而不是局限于碰撞以后再檢測它們。
注意：
RCX內部的IR
LED發射的是不可見光，光電傳感器的紅色二極管發射的是可見光。

遺憾地是，當房間內有光源時，這項技術工作就有問題了，原因是你的程序不能區別自身反射回的紅色光還外界環境光線。你需要在機器人身上有一個更明顯的獨立光源提供更高的參考。

令人欣慰的是，正好有一個！RCX內部有一個IR
LED可以發射信息給紅外發射儀或是另一個RCX。用RCX內部的IR
LED以比特的編碼形式發送信息可以被紅外發射器所接收到。關于信息的內容我們并不關心；我們需要的僅僅是光。盡管紅外光對于肉眼來說是不可見的，卻與可見光具有相同的性質，LEGO光電傳感器對此卻非常敏感。

所以，現在你的程序有了使用接近探測的所有條件。發送一個IR信息并立即讀取光電傳感器的值.你最好把讀取的數值進行一下平均處理，這樣可以把外部光源所導致的影響降至最低（我們將會第12節討論這個竅門）。如果你注意到在隨后的二組值中有顯著的增加，舉例來說，百分之十，說明你的機器人很有可能正朝著障礙物前進。
4.4角度傳感器
我們將要研究的第三個樂高傳感器是角度傳感器（圖4.8）。遺可是機器人套裝中沒有包含該部件，它的多功能性僅次于光電傳感器。在3801
Ultimate
Accessory套裝里面包含一個角度傳感器，還有一個觸動傳感器，一個燈,遙控器和少量的其它附件。
圖4.8 角度傳感器
角度傳感器是如何工作的呢？
因為角度傳感器有四種不同的狀態，所以會返回四種不同的值。我們稱之為A，B，C和D。對于每一次完整的旋轉，它經過了四種狀態各四次—這也就是我們為什么要用十六來計數的原因。如果角度傳感器是順時針旋轉，它會讀序列ABCD…，如果是逆時針旋轉，讀取的結果會是ADCBA…，RCX會時刻檢測傳感器，當RCX檢測到狀態發生變化時，它不但可以推斷出角度傳感器已經轉動，而且還可以知道所旋轉的方向。舉例來說，從A轉變到B，或從D轉變到A，計數器將增加一個單位，然而，從D到C，或者是從A到D，計數器將減少一個單位。
角度傳感器，顧名思義，是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當連結到RCX上時，軸每轉過1/16圈，角度傳感器就會計數一次。往一個方向轉動時，計數增加，轉動方向改變時，計數減少。計數與角度傳感器的初始位置有關。當初始化角度傳感器時，它的計數值被設置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復位。
通過計算旋轉的角度，你可以很容易的測出位置和速度。當在機器人身上連接上輪子（或通過齒輪傳動來移動機器人）時，可以依據旋轉的角度和輪子圓周數來推斷機器人移動的距離。然后就可以把距離轉換成速度，你也可以用它除以所用時間。實際上，計算距離的基本方程式為：
距離=速度×時間
由此可以得到：
速度=距離/時間
如果把角度傳感器連接到馬達和輪子之間的任何一根傳動軸上，必須將正確的傳動比算入所讀的數據。舉一個有關計算的例子。在你的機器人身上，馬達以3:1的傳動比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達上。所以它與主動輪的傳動比也是3:1。也就是說，角度傳感器轉三周，主動輪轉一周。角度傳感器每旋轉一周計16個單位，所以16*3=48個增量相當于主動輪旋轉一周。現在，我們需要知道齒輪的圓周來計算行進距離。幸運地是，每一個LEGO齒輪的輪胎上面都會標有自身的直徑。我們選擇了體積最大的有軸的輪子，直徑是81.6CM(樂高使用的是公制單位)，因此它的周長是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。現在已知量都有了：齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然后再乘以256。我們總結一下。稱R為角度傳感器的分辨率（每旋轉一周計數值），G是角度傳感器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉一周角度傳感器的增量。即：
I=G×R
在例子中，G為3，對于樂高角度傳感器來說，R一直為16.因此，我們可以得到：
I=3×16=48
每旋轉一次，齒輪所經過的距離正是它的周長C，應用這個方程式，利用其直徑，你可以得出這個結論。
C=D×π
在我們的例子中：
C=81.6×3.14=256.22
最后一步是將傳感器所記錄的數據-S轉換成輪子運動的距離-T，使用下面等式：
T=S×C/I
如果光電傳感器讀取的數值為296，你可以計算出相應的距離：
T=296×256.22/48=1580
距離（T）的單位與輪子直徑單位是相同的.
實際上，在程序不僅僅會用到乘法和除法的數學運算，還有更多的需要多留心（有關內容我們將在第12章進行進一步的討論）。
使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發現障礙物。原理非常簡單：如果馬達運轉，而齒輪不轉，說明你的機器已經被障礙物給擋住了。此技術使用起來非常簡單，而且非常有效；唯一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數太多），否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它:在驅動輪旋轉的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。
在許多情況下角度傳感器是非常有用的：控制手臂，頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是，當運行速度太慢或太快時，RCX在精確的檢測和計數方面會受到影響。事實上，問題并不是出在RCX身上，而是它的操作系統，如果速度超出了其指定范圍，RCX就會丟失一些數據。Steve
Baker用實驗證明過，轉速在每分鐘50到300轉之間是一個比較合適的范圍，在此之內不會有數據丟失的問題。然而，在低于12rpm或超過1400rm的范圍內，就會有部分數據出現丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內時，RCX也偶會出現數據丟失的問題。

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樂高光電傳感器：樂高教程教案模板（共4篇）

第1篇：樂高齒輪基礎教程
樂高齒輪基礎教程
(2013-01-31 09:32:23) 標簽： 分類： 機器人競賽班
齒輪
中文樂高
傳動比
科技
樂高
教育
從根本上說，齒輪是將旋轉運動從一根軸傳遞到另一根軸的裝置。某些形式的齒輪也可以將旋轉運動轉化成直線運動。在工業應用中，有幾十種不同形式的齒輪，其中的一些在樂高中被復制出來。樂高齒輪的出現，實際上比科技系列（Technic）和專家搭建系列（Expert Builder Line）還要早，可以追溯到上個世紀60年代的奇麗齒輪套裝（Samsonite gear wheels）。下面介紹下各種不同齒輪的功能和用法。 齒數比
看最簡單的例子，如果一對齒輪的齒數相同，輸入軸和輸出軸會以同樣的速度轉動。事實上，在大多數情況下，齒輪的作用是在保證優越的機械性能下改變各個軸的速度。就像在樂高中用的簡單齒輪一樣，只要數出每個齒輪的齒數，用輸出齒輪的齒數除以輸入齒輪的齒數，我們就能計算出齒數比。例如，輸入齒輪是8個齒、輸出齒輪是24個齒，那么齒數比就是24/8=3。標準表達方法是用與1相比較的帶分號表達式，寫成3:1。
齒數比3:1是什么意思呢？首先，這是軸的轉速比，齒數少的齒輪轉的更快些，在這個例子里，8齒齒輪的速度是24齒齒輪的3倍。其次，扭矩比與齒數比是反比例關系，在這個例子里，8齒齒輪的扭矩是24齒齒輪的1/3。
當你使用齒輪提高轉速時，扭矩會減小，這叫做“齒輪增速”，可以用這種方式來保護下游的組件，使其免受電機大扭矩的沖擊。當使用齒輪降低轉速時，扭矩會增大，這叫做“齒輪減速”，可以使用這種方法利用小電機或曲柄來提升重物。有時，你也會選擇既不增速、也不減速，只是使用齒輪將扭矩從一點傳遞到另一點，在這一過程中轉速和扭矩都不會發生變化。 直齒輪
直齒輪用于兩根平行的軸上。在下面的動畫演示中，安裝在綠色軸上的灰色齒輪是驅動輪，安裝在黃色軸上的紅色齒輪是從動輪。注意看，這兩個齒輪的的速度比是3:2，這和它們的齒數比24:16是一樣的。再注意看，齒輪上每個齒的輪廓不是平直的，我們稱之為漸開線，這種形狀可以使齒輪做相對的轉動，而不是滑動，這樣可以最大限度地減少摩擦力，提高傳動效率。我們還會看到，每根軸都有兩個Technic磚塊像軸承一樣起支撐作用。一般來說，每根軸至少需要2個軸承支撐來平衡齒輪的載荷（盡管每個軸銷都可能降低使用效率）。軸承（就像黑色的磚塊）越靠近齒輪，其支撐作用就越有效。在齒輪的兩側設置支撐軸承（就像藍色的磚塊）效果要好于把軸承設置在齒輪的一側。一對直齒輪的作用之一，就是讓輸出軸與輸入軸以反方向做旋轉運動，這一點在動畫演示中可以清楚地看到。直齒輪是Technic組建中最常見的齒輪。
在科技系列（Technic）和專家搭建系列（Expert Builder Line）出現之前，就已經有直齒輪了，它們出現在上個世紀60和70年代，是9到42齒的大型齒輪（如下圖）。本文對此不作詳細介紹。
下圖是“標準”的直齒輪。3個淺灰色的（8齒、24齒和40齒）出現于1977年，目前仍在生產。16齒的淺棕色齒輪1979年面世。深灰色的24齒齒輪，出現于1998年，是老式24齒齒輪更強壯的替代品。白色的24齒齒輪是“離合”齒輪，當扭矩超出限值時，會產生滑動，在1997年開始被使用。所有這些直齒輪都具有相同的齒形，任意兩個齒輪都可以配合使用。同時，這些齒輪的齒數都是8的倍數，在計算齒數比時，非常方便。
“雙錐面”齒輪也可以當做直齒輪使用。我們將在錐齒輪部分詳細介紹它們。“雙錐面”齒輪的輪齒比普通直齒輪更寬，因此能傳遞更大的扭矩。
錐齒輪
錐齒輪用在兩根軸不平行的情況中。錐齒輪可以在兩根軸成任意角度的情況下使用，但是LEGO的錐齒輪只使用于兩根軸垂直的情況。在下面動畫演示中，安裝在黃色軸上的紅色齒輪是驅動輪，安裝在綠色軸上的藍色齒輪是從動輪。兩個齒輪的齒數相同，這兩根軸的轉動速度也相同。錐齒輪的輪齒形狀復雜，在支撐軸上產生的力也很復雜。因此，相對于直齒輪來說，在錐齒輪的支撐軸上使用合適的軸承更為重要。一般來說，每根軸至少需要2個軸承支撐來平衡齒輪的載荷（盡管每個軸銷都可能降低使用效率）。軸承越靠近齒輪，其支撐作用就越有效。在動畫演示中，使用了一個特殊的齒輪箱來實現這個支撐作用。Technic組件中錐齒輪是第二大常用齒輪類型。
下面的圖片中，是基本的錐齒輪。淺灰色的14齒錐齒輪生產與1980年，已經使用了很多年，是老款差速器組件的一部分。1995年，這個淺灰色的錐齒輪被12齒錐齒輪所代替，就是下圖中的淺棕色齒輪。這個齒輪強度更高，被用于新款的差速器中。20齒的深灰色錐齒輪并不常見，1999年開始生產。
下圖展示的“雙錐面”齒輪，是因為齒輪的兩面都被設計成了斜面，這就使得它比常規的錐齒輪有更廣泛的應用范圍。它的厚度是普通錐齒輪的兩倍，會占用更大的空間。“雙錐形”齒輪從1999年開始生產，有12齒、20齒和36齒3種規格。
渦輪
可以把渦輪想象成只有1個齒的齒輪。樂高的渦輪是與直齒輪配合使用的，兩根軸相互垂直。渦輪具有一些和其他齒輪不同的特性。首先，渦輪只有1個齒，渦輪組的齒數比就是配合齒輪的齒數，如，1個渦輪和40齒的直齒輪配合使用，齒數比就是40:1，因此使用渦輪可以實現很大程度的減速。其次，與其它齒輪相比，渦輪的摩擦力較大（傳動效率也較低），這是因為渦輪的齒面與相配合的齒輪齒面之間是滑動摩擦，負載越大，摩擦力也越大。最后，渦輪不能（一般來說）被反向驅動。在動畫演示中，是綠色軸上的蝸輪在驅動紅色軸上的藍色直齒輪，但是如果你轉動紅色軸，蝸輪是無法被驅動的。這個特點在需要鎖止位置的場合很有用，比如使用曲柄升降閘門時。最后要注意的是，蝸輪會沿著支撐軸產生推動渦輪移動的軸向力（如動畫演示中的綠軸），因此需要在軸上設置防止其滑動的裝置，動畫演示中黃色的齒輪箱就是一種方法。
1個渦輪的長度比2個樂高單位略短一些。可以把多個渦輪連成一列，做成更長渦輪螺桿。也可以用渦輪和齒條配合使用，但這并不是合理的搭配。
齒條
可以把齒條理解為將一個直齒輪展平。使用齒條，可以把直齒輪或小齒輪的旋轉運動轉換成直線運動。這里沒有傳統意義上的齒數比，但驅動輪的齒數越少，傳遞給齒條的功率就越大。齒條的橫向移動距離與小齒輪的齒數成正比。齒條一般被用于小車的轉向控制結構中，也會被用于其他方面，如吊車的伸縮吊臂中。
齒條有多種長度類型。最常見的是4個樂高單位長度的齒條，要通過方梁上的來固定。
第2篇：樂高機器人教案
認識樂高藍牙機器人系統____NXT
參加教師 活動目的：
1、認識NXT主要配件，并將其與RCX核心配件作比較，學習和掌握新型樂高機器人；
2、搭建藍牙機器人；
3、知道NXT控制器各按鈕的作用，初步學會在NXT是編寫簡單程序，理解傳感器的功能 活動過程：
一、樂高機器人—— MINDSTORMS NXT與RCX的比較
1、處理器由8位升到32位
丹麥樂高（LEGO）將于2006年9月上旬推出樂高公司和美國麻省理工學院共同開發的機器人組件新款“教育用LEGO Mindstorms NXT”。Mindstorms是將配備微處理器的LEGO公司的塑料積木組裝起來，通過個人電腦制作的程序來控制的機器人。此前的RCX的微處理器為8位，而NXT配備32位處理器等，提高了性能。 表格1列出RCX和NXT的比較。
圖1：安裝4個傳感器和3個伺服馬達的LEGO NXT
圖4：LEGO NXT系統目前提供的4種傳感器全家福
5、改進了編程軟件 NXT程序用軟件“ROBOLAB ver.2.9”，跟ROBOLAB原來的版本一樣，是基于NI LabVIEW開發的。該軟件不僅可以制作NXT用的程序，也可以完成RCX用的程序。此前要操作接近400個圖標進行編程，這次減少為約40個，從而使得編程更為簡單。OS為“Windows2000”以上和“Mac OS X”。
圖5：樂高網站給出的ROBOLAB 2.9的樣圖，跟以前版本相比，變化較大
二、快速認識NXT
1、按鈕
NXT正面有四個按鈕，它們分別是開關、運行；導航和返回。
2、NXT顯示器上各圖標的意義
最上一行，相當于狀態欄，從左到右依次表示了：藍牙、USB、NXT控制器名、運行狀態、電 池電量以及聲音音量的情況。
狀態欄的下面是六個主控操作面板，相當于主菜單，它們依次是：“My Files我的文件”、“Try me測試”、“Settings設置”、“Bluetooth藍牙”、“View查看”、“NXT Program NXT程序”。
三、NXT Prpgram(NXT程序) 不需要在電腦上，通過NXT就可以編寫簡單的控制程序。
1、進入NXT Program
2、屏幕顯示傳感器和馬達的連接方式；
3、確定后，進入五步編程
第一步主要是設置運動方式：前后、后退、左轉、右轉等 第二步主要是設置傳感器 第三步 也是運動方式設置 第四步 傳感器感應設置 第五步 設置停止或循環運行
四、活動研究任務
1、研究前進5，前進的時間是多少？前進的距離是多少？ 前進5，前進的時間是
；前進的距離是 。
你的機器人能走直嗎？你們是怎么讓它走直的？
2、前進5，再右轉2，看看你的機器人怎么運動？
3、組內合作完成下列任務：
每組四個同學，分別位于四方形的四邊，要求用nxt編程，將機器人駛向自己的隊友。
（1） 隊長將機器人駛向程序員； （2） 程序員讓機器人左轉駛向機械師 （3） 機械師讓機器人按直線退到研究員 （4） 研究員再讓機器人轉彎退回隊長。 第三課 嘗試NXT編程 教學目的：
1、了解NXT編程軟件界面；
2、知通如何創建一個新文件；
3、認識移動圖標，了解移動圖標的設置面板中各選項的意義
4、會用它控制機器人的運動狀態（前進、后退、轉彎運動）；
5、學會如何下載，并運行機器人。 教學過程：
今天我們學習用電腦編寫第一個程序，控制機器人按我們的意愿運動。
一、進入編程環境
1、雙擊桌面圖標，進入NXT編程環境；
2、一個出現下列程序進度條，調入程序；
二、編寫程序 有FLASH步驟
按下例操作步驟編寫程序
三、下載程序
1、機器人與電腦的連接 用USB連線將機器人與電腦連接。 注意：下載程序時，NXT必須打開。
三、移動圖標參數設置面板
四、運行機器人
按下列操作步驟運行機器人
演示編寫、下載、運行一個前進——左轉——再前進的程序
活動研究任務
1、研究能量級為75%時機器人1秒鐘，前進的距離是多少？大約_________樂高單位
2、能量級為100%時機器人1秒鐘，前進的距離是多少？大約_________樂高單位
2、組內合作完成下列任務：
每組四個同學，分別位于四方形的四邊，要求用nxt編程，將機器人駛向自己的隊 友。
（1） 隊長將機器人駛向程序員，前進2秒鐘；
（2） 程序員讓機器人前進5秒，左轉駛，再前進5秒，駛向機械師；
（3） 機械師讓機器人按直線后退，到研究員，時間根據距離調整； （4） 研究員再讓機器人后退5秒，轉向，再直線回到隊長所在位置。
第四課 機器人的計步器 教學目標：
1、學習和理解馬達內置角度傳感器
2、理解移動模塊和馬達模塊的屬性面板
3、能準確控制機器人的運動距離和角度
4、通過活動理解馬達內置角度傳感器的應用 教學過程：
一、你知道嗎？__________NXT使用技巧
1、關閉藍牙功能，可以讓NXT更省電
2、刪除NXT中多余的程序，可節約空間。
二、研究活動——————用時間控制機器人的運動 比較：
1秒鐘內馬達能量為75%行駛的距離大約是厘米； 1秒鐘內馬達能量為100%行駛的距離大約是
1秒鐘內馬達能量為75%行駛的距離（填）馬達能量為100%行駛的距離； 不同組的機器人1秒鐘內馬達能量為100%行駛的距離相同嗎？同）。
三、NXT馬達的內置角度傳感器 用時間控制機器人的運動非常不準確，當電池能量足時機器人跑得快，當電池能量
不足時，機器人跑得慢。為了解決這個問題，在NXT機器人的馬達中安裝了一個角度傳感
器，它可以記錄機器人行走的距離。馬達里的角度傳感器相當于機器人的計步器。
3、機器人的計步器是怎么計算機器人行走的距離的呢？ 第一：它可以記錄機器人輪子轉過的圈數，根據輪子的周長，就可以計算出機器 人行走的距離。
觀察學習環境中的常用面板中的向前驅動。 例如，我們機器人的輪子周長約為17厘米 機器人輪子轉1圈，前進的距離是
機器人輪子轉2圈，前進的距離是機器人輪子轉5圈，前進的距離是 厘米。機器人輪子轉10圈，前進的距離是 厘米。
第二：記錄機器人輪子轉過的角度，根據角度，計算出機器人行走的距離。
我們知道，一個是360度，如果機器人的輪子轉過半周，那么它轉過的角度就是180度，走過的距離就是輪子周長的一半，大約8.5厘米。
四、學習電機模塊
移動模塊雖然也能控制機器人做轉彎運動，但由于不能準確地控制單個馬達的能量級，因為機器人的轉彎運動很難精確控制。為此，我們可以使用電機模塊。
1、電機模塊 位置、屬性
2、下面，我們用電機模塊控制機器人轉直角： 方法一：一個電機停，一個電機運動 方法二：一個電機快，一個電機慢 方法三：兩個電機向相反方向運動
五、挑戰任務
想辦法讓你的機器人沿一塊地磚走50*50的正方形 第五課 機器人的眼睛
發表時間：2008-10-17 20:04:51 來源：龍小分校 編輯：龍小分校 點擊/評論：1944/0 教學目標
1、認識樂高光電傳感器，知道光電傳感器的作用；
2、初步理解光電傳感器的原理；
3、會利用光電傳感器測試不同物體表面反射光的光值
4、初步學會利用光電傳感器控制機器人啟動或停止。 教學過程
一、引入
想一想，我們人的眼睛都能看到和分辯什么？（主要功能） 第一， 我們能分辯物體的顏色 第二， 我們能分辨物體的形狀和大小 第三， 我們能分辯物體的遠近
機器人要能模擬人的眼睛的功能，也應該能做到分辯物體的顏色、形狀、大小和遠近。但機器人的的眼睛的功能沒有人眼功能這么強大的全面。因此，我們常常需要給機器人安裝多個眼睛。比如我們安裝一個或多個光電傳感器來分辨物體的顏色；安裝一個超聲波傳感器來判斷物體的距離；安裝一個火焰傳感器來識別火焰等。
機器人眼睛功能比較單一，為實現不同的功能，需要安裝不同功能的眼睛。
二、初步認識傳感器
三、NXT藍牙機器人光電傳感器
光電傳感器是機器人的眼睛，它是主要元件是一個發光二極管和一個光敏管。我們看到光電傳感器有兩個燈，工作時，一個燈發紅光，一個燈不發光只接收反射回來的光線。當光電傳感器照到不同顏色的表面時，接收到的反射
光的強弱不同，控制器就可以據此判斷出物體表面的顏色。 NXT的光電傳感器工作時還可以關閉發光燈。
1、NXT光電傳感器的安裝
可參考學習面板中“檢測黑線”的方法安裝
光電傳感器屬于信息輸入，因此它可以接在NXT的
1、
2、
3、4輸入端的
任何一個輸入口中。通常我們插在3號端口。
2、直接從NXT顯示屏上查看接收光的返回值 （1） 在主菜單中選擇View（顯示）
（2） 再選擇Reflected light (反射光)或Ambient light（環境光）
（3） 最后選擇Port（端口）號，如Port 3 （4） 讀出光的反射值。
3、研究活動
分別測出距離樂高積木大約5毫米處，不同顏色的積木塊的反射光值和環境光
4、從光電傳感器屬性面板中查看接收光的返回值 （1） 拖拉一個光電傳感器模塊到程序流程線上； （2） 從屬性面板的反饋控制箱中讀中接收光的返回值
5、研究活動
分別測出距離樂高積木大約5毫米處，不同顏色的積木塊的反射光值和環境光 值
四、挑戰任務
1、下面的黑線表示車站，讓你的機器人直線前進，看到車站（黑線）后 STOP！ 分析：我們并不知道離黑線有多遠，所以用角度傳感器和時間都無法控制機器人行走的距離。因此，我們只能考慮利用光感，讓機器人一直前進，直到
它看到黑線，立即STOP。 程序： 課后記：
今天的教學很成功，通過幾周的訓練，同學們基本都適應了這樣的研究和挑戰模式。在兩種測光值的研究中，同學們的積極性很高，方法也比較得當。
在挑戰任務中，由于機器人看到黑線就停，效果明顯。因些同學們的研
究熱情也很高。 第六課 機器人的耳朵
發表時間：2008-11-12 14:01:05 來源：龍小分校 編輯：龍小分校 點擊/評論：1317/0 教學活動目的
1、知道機器人的耳朵實際上是一個聲音傳感器。聲音傳感器，能夠使機器人象人一樣具有聽覺。
2、會利用聲音傳感器控制（啟動）機器人運動或停止；
3、編寫程序讓機器人沿黑線行走 教學過程
一、引入 光電傳感器使機器人有了視覺，能分辨物體的顏色，那么，能不能讓機器人象人一樣有聽覺，能聽到環境的聲音呢？ 當然可以，我們可以給機器人安裝一個聲音傳感器。
二、NXT聲音傳感器
聲音傳感器實際上就是一個類似話筒（耳麥）的設備，它能接收聲音信息。 聲音的大小常用音量表示，單位是分貝。一般的聲音傳感器只能感受到有無聲音和音量的大小，而不能分辨語義。比如，我們制作一個聲控機器人，要求它聽到聲音就開始前進。現在，我們啟動機器人，當我們說“停”它同樣開始前進。這對人來說是一件很有趣的事。 聲音傳感器能夠檢測到的聲壓大于90分貝。因為聲壓的等級非常復雜，所以在Mindstorms NXT上顯示的時比例(%).數字越小，聲音越小。例如： ? 4-5% 大約是安靜的臥室 ? 5-10% 從較遠距離聽人的談話
? 10-30% 較近距離的正常談話，或者正常音量下的聲音播放器 ? 30-100% 人們的喊叫聲，或者大音量的音響 聲音傳感器的安裝
參見NXT常用面板中的“聲音控制”。 探索活動
1、試試各種聲音效果，并記錄下NXT接收到的聲音大小值。 操作方法：
（1） 將聲音傳感器連接到NXT輸入端口2； （2） 在NXT顯示器上選擇 View 子菜單，選擇聲音傳感器的圖標和聲音傳感器連接到的接口；
（3） 向聲音傳感器說話，看看顯示屏的效果；
挑戰任務
制作一個聲控機器人，要求啟動后原地不動，聽到聲音后開始運動，再次聽到聲音后停止運動。
分析：啟動機器人后，讓機器人進入等待狀態，當聲音值達到預設的閥值后，機器人前進，同時，再次監聽聲音，如果再次聽到聲音，則STOP！
聲音傳感器屬性設置 第七課 機器人的眼睛（2）
發表時間：2008-11-12 14:06:18 來源：龍小分校 編輯：龍小分校 點擊/評論：1279/0 教學目標
1、認識樂高超聲波傳感器，知道超聲波傳感器的作用；
2、初步理解超聲波傳感器的原理；
3、初步學會利用超聲波傳感器控制機器人走迷宮。 教學過程
一、引入
光電傳感器讓機器人能分辨物體的顏色，但它不能判斷物體的遠近，為了幫助機器人判斷物體的遠近，我們可以給機器人安裝一只超聲波傳感器。
二、樂高超聲波傳感器
樂高超聲波傳感器，有由一個超聲波發射器和一個超聲波接收器組成，通過檢測發射聲波（類似于聲納）和反饋聲波延遲的的時間，測算障礙物離自己的距離。
（1） 屏幕顯示機器與最近物體的距離值，單位為厘米或英寸； （2） 超聲波傳感器的檢測距離為0-250厘米； （3） 超聲波傳感器通常接在輸入端口4；
三、超聲波傳感器的安裝 參見超聲波測距
第17/21頁 研究任務
請你編寫一個程序，讓你的機器人向墻靠近，直到離墻20厘米處停止。試一試，當你設置機器人停止的觸發值為20厘米時，機器人停下時，距離墻的實際距離是多少？如果我們要機器人停下的位置距離墻剛好20厘米，程序中實際停止的觸發值是多少？
挑戰任務
你能做一個簡單的迷宮機器人，讓它從下圖中的入口進，出口出嗎？ 第18/21頁
第八課 能識別路線的機器人
發表時間：2008-11-12 14:18:40 來源：龍小分校 編輯：龍小分校 點擊/評論：1616/0 教學目標：
1、光電傳感器的靈活應用
2、學習和理解循環和分支程序結構 教學過程：
一、師引導
我們的機器人已經具有類人的視覺功能，通過光電傳感器，可以識別顏色，通過超聲波傳感器感受物體的遠近。
今天我們通過一個實際任務來比一比，看誰的機器人最能干。
二、任務描述
讓機器人沿固定的黑跑道行走，看誰的機器人走完全長所用時間最短。
第19/21頁
三、任務分析
黑色跑道是單路線，沒有叉道，因此我們可以采用單光感走黑線。 單光感走黑線原理：在黑線上往白色區域走，在白色區域往黑線走。即走“之”字形。
觀看“跟隨暗線”視頻，理解單光感走黑線的原理。
四、程序分析
1、分析
如果在黑線上： C走， B停 即右轉； 如果在白色區域： B走，C停 即左轉。 上述動作反復重復執行。
2、循環程序
需要反復執行的一段程序我們可以放在一個循環中。
在生活中循環執行某一任務的例子很多，比如跑繩、拍皮球等。
3、條件分支程序
在這個任務中，我們要根據機器人所處位置決定機器人重復執行那一段程序，象這樣的程序叫條件分支程序。
第20/21頁
五、試運行
1、如果機器人認不了黑線，說明你的條件分支中黑白分界閥值設置不正確，應重新測定黑、白區域的光值，再取平均值。
2、如果機器人左右搖擺太大，說明你的機器人轉角弧度太大，可適當減小馬達的能量。
第17/21頁 研究任務
請你編寫一個程序，讓你的機器人向墻靠近，直到離墻20厘米處停止。試一試，當你設置機器人停止的觸發值為20厘米時，機器人停下時，距離墻的實際距離是多少？如果我們要機器人停下的位置距離墻剛好20厘米，程序中實際停止的觸發值是多少？
挑戰任務
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第八課 能識別路線的機器人
發表時間：2008-11-12 14:18:40 來源：龍小分校 編輯：龍小分校 點擊/評論：1616/0 教學目標：
1、光電傳感器的靈活應用
2、學習和理解循環和分支程序結構 教學過程：
一、師引導
我們的機器人已經具有類人的視覺功能，通過光電傳感器，可以識別顏色，通過超聲波傳感器感受物體的遠近。
今天我們通過一個實際任務來比一比，看誰的機器人最能干。
二、任務描述
讓機器人沿固定的黑跑道行走，看誰的機器人走完全長所用時間最短。
第19/21頁
三、任務分析
黑色跑道是單路線，沒有叉道，因此我們可以采用單光感走黑線。 單光感走黑線原理：在黑線上往白色區域走，在白色區域往黑線走。即走“之”字形。
觀看“跟隨暗線”視頻，理解單光感走黑線的原理。
四、程序分析
1、分析
如果在黑線上： C走， B停 即右轉； 如果在白色區域： B走，C停 即左轉。 上述動作反復重復執行。
2、循環程序
需要反復執行的一段程序我們可以放在一個循環中。
在生活中循環執行某一任務的例子很多，比如跑繩、拍皮球等。
3、條件分支程序
在這個任務中，我們要根據機器人所處位置決定機器人重復執行那一段程序，象這樣的程序叫條件分支程序。
第17/21頁 研究任務
請你編寫一個程序，讓你的機器人向墻靠近，直到離墻20厘米處停止。試一試，當你設置機器人停止的觸發值為20厘米時，機器人停下時，距離墻的實際距離是多少？如果我們要機器人停下的位置距離墻剛好20厘米，程序中實際停止的觸發值是多少？
挑戰任務
你能做一個簡單的迷宮機器人，讓它從下圖中的入口進，出口出嗎？ 第18/21頁
第八課 能識別路線的機器人
發表時間：2008-11-12 14:18:40 來源：龍小分校 編輯：龍小分校 點擊/評論：1616/0 教學目標：
1、光電傳感器的靈活應用
2、學習和理解循環和分支程序結構 教學過程：
一、師引導
我們的機器人已經具有類人的視覺功能，通過光電傳感器，可以識別顏色，通過超聲波傳感器感受物體的遠近。
今天我們通過一個實際任務來比一比，看誰的機器人最能干。
二、任務描述
讓機器人沿固定的黑跑道行走，看誰的機器人走完全長所用時間最短。
第19/21頁
三、任務分析
黑色跑道是單路線，沒有叉道，因此我們可以采用單光感走黑線。 單光感走黑線原理：在黑線上往白色區域走，在白色區域往黑線走。即走“之”字形。
觀看“跟隨暗線”視頻，理解單光感走黑線的原理。
四、程序分析
1、分析
如果在黑線上： C走， B停 即右轉； 如果在白色區域： B走，C停 即左轉。 上述動作反復重復執行。
2、循環程序
需要反復執行的一段程序我們可以放在一個循環中。
在生活中循環執行某一任務的例子很多，比如跑繩、拍皮球等。
3、條件分支程序
在這個任務中，我們要根據機器人所處位置決定機器人重復執行那一段程序，象這樣的程序叫條件分支程序。
第20/21頁
五、試運行
1、如果機器人認不了黑線，說明你的條件分支中黑白分界閥值設置不正確，應重新測定黑、白區域的光值，再取平均值。
2、如果機器人左右搖擺太大，說明你的機器人轉角弧度太大，可適當減小馬達的能量。 祝孩子們成功！
1、如果機器人認不了黑線，說明你的條件分支中黑白分界閥值設置不正確，應重新測定黑、白區域的光值，再取平均值。
2、如果機器人左右搖擺太大，說明你的機器人轉角弧度太大，可適當減小馬達的能量。 祝孩子們成功！
第3篇：樂高機器人教案
樂高機器人活動教案課程名稱活動課題
百變工程建筑工地
日
期
2015.3.20
教
師
學員活動目標
知識目標：
1.了解塔吊的作用
2.學會什么是中心點（重心）3.掌握什么是平衡
能力目標：
1.了解能夠找到平衡的中心點2.掌握用基礎零件搭建平衡支架
3.熟練掌握積木塊、梁、輪軸和輪運用
4.會利用車輪等零件搭建穩固能夠運動的塔吊
情感目標：合作意識，情感交流與小朋友一起建筑工地。建筑工地、工頭、鏟、鉆孔、設備
9206早期技術工程組合、9090duplo大型散件組合、安全警示牌剪紙活動步驟
學員操作
情景引入，誘發聯想。小朋友回答
吊上去等各種各樣的答案，，引出主題“塔吊”。專門建樓的地方就是工地
情景導入，開
闊思維，有利于小朋友順暢地搭建自己沒有見過實際工地上的塔吊。
備注關鍵詞匯活動材料
導入：小朋友都見過高樓嗎，你們見過最高的樓有幾層呢，那么高的樓是怎樣蓋起來的呢？
工人叔叔是在在建筑工地上蓋大樓的，他們都是怎么工作的呢？那么多的磚、很重的水泥板怎么遠送到那么高的聯系地方去？
塔吊！【提出問題】
出示圖片，讓學生仔細觀察。1.塔吊有幾個臂？2.為什么有兩個呢？
3.塔吊為什么能夠站的住不到？4.你還學過見過哪些類似的呢？看了圖片中的塔吊你也一定能
夠搭建一座自己設計的塔吊。北京慧佳機器人技術培訓中心
提出問題，使小朋友注意力集中，依次回答老師提出的問題。1.兩個臂
2.不容易到，保持平衡3.鏟、鉆孔等其他設備
引發興趣，積極動手。
1.2.建構
【提出要求】
搭建塔吊，怎么才能把塔吊搭建的很高呢？（用積木塊或機械臂）3.【試一試】4.塔吊搭建完成后請搭建工
地上其他的建筑設備，如：車、鏟、鉆孔等。5.【想一想】
6.①我們之前還學過什么樣的
車，這些車能放在建筑工地里嗎。
7.②自己搭建的塔吊是否能夠
保持平衡？8.【展示】
9.請小朋友們講述自己的工具車
是什么車？是怎么工作的？并演示一下。10.【搭建拓展】
11.將塔吊搭建成可移動的塔吊
車。如果你搭建的塔吊掛上重物后向一邊傾斜是為什么，怎么解決？
1.使用積木塊累建塔吊的主體，注意磚結構，搭建的過程中要求穩固；2.使用機械臂架搭建塔吊的“平衡”臂，搭建的過程中注意中心點，不能歪也不能傾斜；
3.使用駕駛艙等零件，搭建與實際中接近相像的塔吊。
因小朋友一般都沒有機會自己的到工地上親自見到塔吊，所以即便是在圖片的引導下也不能夠完成搭建。
此處搭
4.搭建完成后請小朋友自建時要對動己在塔吊的一邊試著吊掛作慢的小朋一些“重物”。友降低要求，
只要能夠平
5.使用輪搭建小車，用4衡即可。個輪子保持平穩。反思因為重心不穩找平衡
工地上有很多的建筑工具，其他人進去會非常危險，不安全！小朋友們搭建延續一個圍欄，并把安全警示標簽放到積木上，請大家把自己的車開進工地去。如：
本本的鏟車米多的推土機強強的挖掘機
,,
1.一起用duplo積木和柵
欄搭建一個建筑工地圍起來，中間散放一些2*2的積木塊。
2.用積木制作一個“安全
警示”牌。
建筑工地安全嗎？工人叔叔都是怎么保護自己的呢？（安全帽），提醒小朋友們平時不要去建筑工地上玩，很危險。北京慧佳機器人技術培訓中心 照片樣例課后反思活動總結課中問題
5.16課程中，由于前部分玩了一個搭柱子的游戲，小朋友的思維集中在柱子上，對于搭建塔吊，特別是如何安裝機械臂架，使之即找到了中心點又掌握了在“柱子”的基礎上塔吊的平衡，所以浪費了很多時間。最后搭建拓展部分，即：大家一起搭建建筑工地的活動無法進行，只能臨時改成了《認識建筑工地安全標示》的活動。解決方發
1.只搭建柱子，先不做游戲。
2.形象啟發，自己的身體是“柱子”，兩臂展開是平衡，兩腳并攏是中心點。3.左右手的重量一樣就平衡，相應人體器官對應相應的器材零件。
教師對小朋友的認知水平認識不夠，備課的時候沒有注意備學生這個環節。1.有的小朋友不認識塔吊,如果塔吊結構沒有講的很詳細的話，小朋友都搭不出
來，會很浪費時間，導致后邊的環節不能順利進行。
改善：在看圖片的過程中，帶小朋友們詳細認識一下圖中塔吊的構造，讓他們想象一下用哪種器材可以搭出哪個部分。【問題】
本本小朋友這節課搭建的時候注意力不是太集中，可能是對塔吊不了解，接觸的少，沒有很鮮明的想法，所以會多用一些時間來搭建.
米多小朋友這節課可能是對塔吊不了解，接觸的少，沒有很鮮明的想法，所以在搭建上多耗費了一些時間.北京慧佳機器人技術培訓中心
第4篇：樂高積木電子教案
第  周第
課時 上課時間
月  日（星期
）累計教案 1 個 課題（內容）：
介紹樂高積木
第
課時
教學目標：
1、學生初步了解樂高積木，培養興趣。
2、介紹樂高積木的有關歷史。
教學重難點：
學生初步了解樂高積木，培養興趣。
板書設計：
初識樂高積木 教學過程：
1、欣賞導入、激發興趣：
同學們，一張白紙可以繪出美麗的世界，那一塊白布可以做些什么呢？在大家看看桌上的材料后，應該可以猜出個大概了吧。請大家先來看看老師的幾幅作品。展示樂高積木圖片(小組傳閱，部分貼在黑板上)，現在大家知道我們今天所要實踐的到底是什么呢？（引出課題）今天我們所要學習的是樂高積木，它是積木的一種。同學們知道樂高積木的起源嗎？
2、介紹樂高積木的歷史來源：
樂高公司創辦于丹麥，至今已有85年的發展歷史，追本溯源，還得從它的金字招牌LEGO說起。商標“LEGO”的使用是從1932年開始，其語來自丹麥語“LEg GOdt”，意為“play well”（玩得快樂），并且該名字首先迅速成為樂高公司在Billund地區玩具工廠生產的優質玩具的代名詞。
多年來，“LEGO”圖標也變化了多種形式，最新的圖標是1998年制作，它是在1973年的版本基礎上稍作調整而成，使之更便于在媒體上傳播和識別。第一個生產地在丹麥的一所紅房子中，那里就是樂高開始的地方。近日，樂高樂高官方推出的一座大型主題空間，坐落在樂高的總部所在地丹麥比隆（Billund），占地  平米，離公司總部也不遠，LEGO Experience Center 將于今年正式開放，目前計劃中的具體時間是在九月份。(圖片展示)
3、介紹樂高積木的價值：
孩子們在接受樂高積木教育課程的時候，不僅僅鍛煉了動手能力，還讓他們對理科知識產生了初步的認知，增強了團隊協作的能力，培養了良好的思考以及實踐動手能力。
教學反思:
用課件引導學生學習，隨時評價學生的學習情況，可以使學生對課堂學習過程有一個較為清晰的認識，但平面靜止的圖片不夠生動形象，對學習的指導作用稍遜于動態影像。
第  周第
課時 上課時間
月
日（星期
）累計教案 2 個 課題（內容）：
樂高積木的認識
第
1   課時
教學目標：
1、介紹樂高積木的制作材料。
2、激發學生樂高積木的熱情。
教學重難點：
激發學生樂高積木的熱情。
教學過程：
1、展示樂高積木作品。
看了這么多如此美麗的樂高積木，許多人可能會產生這樣的想法：樂高積木是如此美麗，如此有誘惑力，到底難不難搭呢？答案是：不難。如果你會縫紐扣的話，那你就會搭制樂高積木了，你只需花一點點時間、一點點的耐心，再加上一點點用心，就能完成一幅令你自己也覺得很有成就感與驚奇的樂高積木的作品了。
（放大樂高積木。讓學生了解樂高積木。）
2、了解樂高積木需要的工具。
樂高有專門的城市系列，每個套裝（set）就是一個場景，大場景基本上是一棟樓及附屬設施和人仔，小場景也許就是幾個人仔和交通工具。
3、學習樂高積木的基本技法：
樂高教育認為：兒童是主動的學習者，他們的身上有著天然的興趣和本能，而發揮其本能的學習就是讓學生置身于充滿趣味性、刺激性、挑戰性的活動中，主動去探究知識的奧秘。學生積級地在“做”的過程，也就是知識在他們大腦中建構的過程。在“做”的過程中不斷獲得的新知識使他們有能力尋找更好的解決問題的方法，于是新的方法又會促進新的技能和知識的增長，從而形成一個學習知識和積累知識的螺旋式的發展。
美國哈佛大學教育學院的霍華德?加德納（Howard Gardner）教授提出：“學生積極主動地使用和研究有形的器材，并不斷對他們迫切想得到答案的事物提出問題時，處于最佳學習狀態，記憶最深刻。反之，如果只是被動地接受，很快就會忘記。
西摩?佩珀特(Seymour Papert)，麻省理工學院教授，人工智能實驗室的合作創立者，多媒體實驗室的創立者，LOGO編程語言的發明者，曾師從皮亞杰，長期從事利用計算機促進兒童智力發展的研究，提出了“Learning by making”的建構論（Constructionist）學習觀。他說“建構主義意味著在做的過程中學習，樂高，編寫程序，繪畫等都是做中學的例子。學生在做的過程中學到的知識，留下的印象更深，與任何人教的東西相比，它的根更深地扎在大腦里。”
教學反思 ：
用學習目標指導學生學習，隨時調整學生學習情況，可以使學生充分了解所學知識的難易程度，并能用這一目標衡量自己的學習情況，但要注意的是，對于需要課下完成的高級目標，教師應繼續保持對學生持續性的關注。
第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 3 個 課題（內容）：
精彩的車輪世界
第 課時
教學目標：
1．學會用螺絲刀來裝配東西理解車輪的作用。
教學重難點：
掌握樂高積木的技法與竅門
教學過程：
問孩子們：有誰開過汽車？汽車有幾個輪子？為什么我們需要汽車？有誰騎過自行車？自行車有幾個輪子？為什么我們要騎自行車？有誰騎過三輪車？三輪車上有幾個輪子？為什么我們需要三輪車？這里有誰見過單輪腳踏車？大卡車上有幾個輪子？推土機呢？卡車可以做些什么事情呢？
討論一下：許多交通工具都是有車輪的，這些輪子的大小都是不一樣的，但是他們都 是圓的。
從工程套裝中找出所有的輪子（拿一個給大家看）和輪胎（拿一個給大家看）。讓孩子們把輪子嵌到輪胎里面去。解釋一下交通工具的底盤是它的彩色身體。讓孩子們試著用套裝中的螺絲刀把輪子裝到底盤上去。
讓孩子們搭建一輛有兩個或四個輪子的交通工具，至少可以乘坐一個樂高娃娃。
教學反思：
在孩子們搭建的時候，讓他們測試一下他們的交通工具，確保輪子已經嵌入到底盤上去了，輪子是可以轉動的。
第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 4 個 課題（內容）：
吊鉤和橫梁   第
1  課時
教學目標：
1.理解推和舉用力的不同方向 2.研究吊鉤與橫梁的機械裝置
教學重難點：
學生掌握“樂高積木”的技法。
教學過程：
在孩子們面前放一把椅子,讓他們推動椅子。問孩子們：當我們推椅子的時候，椅子是離我們越來越遠，還是越來越近？
現在讓孩子們去拉椅子。問他們：椅子是在朝我們靠近，還是在遠離我們？
問：你們每個人能夠用兩手舉起你們的椅子嗎？椅子運動的方向是什么，向上還是向下？你們可以把椅子放低一點嗎？這時椅子運動的方向是什么：向上還是向下？
討論機器是如何來完成推,拉以及舉起和下降的工作的?
問題列舉： 什么機器可以做推的工作？那么拉，舉，下降，又是由哪些機器完成的呢？有誰在建筑工地上看見過起重機？它在做什么工作呢？有誰看到過小汽車被拖走呢？牽引機器的工作是什么呢？它是在推還是拖呢 ？
幫助孩子們搭建一個建筑工地上用的可以推、拖、舉東西的機器。讓他們使用吊鉤和橫梁。
教學反思
在孩子們搭的時候問他們,吊鉤有什么用？  第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 5 個 課題（內容）：
空中表演
第
1  課時
教學目標：
1．以小組形式制定計劃
2.理解螺旋槳,機翼在飛機飛行中的作用
教學重難點：
讓學生掌握樂高積木的技法與竅門。
教學過程：
講解搭小熊的方法
這個活動最好安排在孩子們已經進行過飛行機器活動之后。
問孩子們是否記得我們第一次學習飛機并在教室里面到處飛行？有時，飛行員會在一起飛行,上演一場空中表演。讓我們看看，我們一個班級的飛行員是否也能一起飛。讓孩子們都站起來，從左飛到右。讓一個學生帶頭繞著教室飛，其他人跟在后面。然后各自回到自己的座位上。
問孩子們：有沒有看見過空中表演？它是怎么樣的？那里的飛機是哪種飛機？飛機在做什么？什么是絕技？在空中表演的時候，還有些什么東西在飛機旁邊？如果沒有一個孩子看過空中表演,可以用照片或錄像來介紹整個過程。
討論空中表演的安全性。討論中應包括噪音,安全警戒線，第一救助站和安全防護裝置。
讓孩子們想想看在空中表演的現場，我們可以搭些什么有趣的東西（甜點站，嬰兒推車，紀念品商店等）。
讓孩子們合作一起搭一個巨大的空中表演場景，要有許多安全的裝置，現場還要有好玩的事情可以做。
第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 6 個 課題（內容）：
瘋狂的飛行員
第
1   課時
教學目標：
1、理解并運用飛行部件和機器
2、鍛煉口頭表述能力
教學重難點：
學習樂高積木搭法——全搭、半搭。
板書設計：
全搭、半搭 教學過程：
問孩子們：鳥是如何飛的？小鳥用什么東西才使得它能在空中飛翔？
和孩子們討論：是什么讓一架飛機飛起來的。提問：飛機上的什么零件可以幫助飛機飛起來？如果一架飛機的翅膀很小，它能飛嗎？如果飛機沒有發動機，它能飛嗎？如果能飛的話，飛機是如何飛到空中去的呢？如果飛機像一幢摩天大廈一樣大的話,它還能飛嗎？
問孩子們：如果搭了一架飛行器，但是永遠也不能飛起來。那是出現了什么問題呢？
如果它使勁想飛起來，會發生什么問題呢?
讓孩子們搭建一架瘋狂（不安全）的飛行器,它不需要飛起來。讓孩子們試著用樂高零件來搭。
第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 7 個課題（內容）：
農作物噴藥機
第
1   課時
教學目標：
1、認識空氣撒播系統
2、學習螺旋槳是如何工作的
教學重難點：
學習樂高積木搭法——1/4搭搭、3/4搭搭、勾搭。
教學過程：
一、導入
在孩子們的面前放置一些空的杯子，在杯子里面放一些干豆子，再把這些豆子倒到工程套裝的深鏟子里。解釋現在這個鏟子里都裝滿了豆子。再讓孩子們把鏟子傾斜，把豆子都倒到杯子里去。
討論：人們設計的特殊飛行器，是如何讓它們裝滿水給森林滅火的？問孩子們人們為什么要用這種飛行器來裝水，給森林滅火呢？
問孩子們有沒有看見過農作物噴粉機。農作物噴粉機有什么用呢？粉末是由什么組成的？噴粉機是如何幫助農民的？有了噴粉機為莊稼撒農藥，農民花的時間是多了還是少了？
讓孩子們搭建一架飛機,可以裝滿一飛機的東西，還可以倒出來。
教學反思
本節課上學生人人都投入“樂高積木”工作，而且人人參與實踐制作，至于評價工作在這節課中得到重視，讓學生充分顯示自己能力及成功的喜悅。在課程結尾，我利用課件將收集到“樂高積木”信息資料展示給學生，讓其拓寬眼界，同時學生對樂高積木的興趣得到提高。 第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 8 個 課題（內容）：
客機
第
1  課時
教學目標：
1、學習比例
2、練習估算技巧
教學重難點：
學習樂高積木搭法——連續樂高積木搭、法蘭西結、平式花瓣搭。
教學過程：
一、導入
拿一根工程套裝中的長梁出來，給孩子們看。問孩子們：猜測一下多少塊 DUPLO 積木才能搭成這個長梁。讓他們猜，不要讓他們試。
解釋一下估計是一種很好的猜測的方法。拿三幅沒有翅膀的飛機的圖片，讓他們估計一下每架飛機可以乘多少乘客？
讓孩子們給一架小的飛機加上翅膀，并且使翅膀和機身成比例。如果機身比較小，那么翅膀也應該比較小；如果機身比較大，那么翅膀也應該比較大。讓孩子們給另外兩幅圖片上的飛機加上翅膀。
解釋一下：從飛機的一個翅膀的頂端到另一個翅膀的頂端就是翼展。讓孩子們伸出手臂來，扮演一架飛機。看看誰的翼展最大？先估計，然后再測量比較翼展大小。
第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 9 個 課題（內容）：
救護直升機
第
1   課時
教學目標：
1、理解機器工作的原理，并在搭建中靈活運用
2、學習螺旋槳與機翼相抗衡的知識
教學重難點：
提高學生的動手實踐能力
教學過程：
給孩子們講個故事，然后告訴孩子們當故事結束后，他們需要馬上搭建一樣東西去解決問題。
有一天，Sam 和 Sue 決定帶著他們的馬 Liberty 去遠足。他們在一個晴朗早上出發了。他們帶上了野餐的食物，也給 Liberty 帶了一瓶水。他們穿過一個叢林，來到一條小溪旁。他們徑直爬到了山上，坐在山頂上，美美的吃了一頓。當他們準備回家的時候，Sue 發現 Liberty 不見了。他們四處找他，叫它名字。Sam 還吹起了他那特別的口哨。那時，他們聽到了 Liberty 在后面叫。啊呀！Liberty 被卡在懸崖里了，孩子們也夠不到它。Sue 讓 Sam 陪著 Liberty，然后自己跑回去，叫了一架救護直升飛機，從山中把 Liberty 救了出來。
討論一下，直升飛機是如何升降盤旋的。相對于一般的飛機來說，這使得它能更好的進行營救工作，因為一般的飛機需要很大的地方來起降。
讓每一個孩子都搭建一架直升飛機來救 Liberty。他們是否需要吊鉤和起重機把它拉上來呢？他們是否需要一個吊桶把它裝進去？他們甚至可能需要慢慢的把馬送到山下去。告訴孩子們，這些完全都由他們來決定。
第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 10 個 課題（內容）：
建筑工地
第
1   課時
教學目標：
1、在理解機器、車輪和運動零件的基礎上靈活運用
2、使用問題解決的技能
教學重難點：
提高學生的審美情趣。
教學過程：
問孩子們：有沒有去過建筑工地？在工地上會發生一些什么？有沒有在工地上看見過不止一輛的推土機？還有沒有看見過其他的機器？誰在那里工作呢？工地上的負責人叫什么？
通過描述一個建筑工地來設置一個場景，在那里需要一些幫助。工地上有一塊非常大的石頭需要搬走，同時工地的樹上有一只小貓，下不來了。我們需要搭建許多特殊的機器完成這些任務。
讓每一個孩子搭建一輛裝有大輪子的汽車，車上配備了一些特殊的裝置能夠解決建筑工地上的一個問題。
教學反思 ：
在孩子們搭建的時候，問孩子們他們的機器可以在工地上完成哪些任務？
第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 11 個 課題（內容）： 倒垃圾
第
1  課時
教學目標：
1、學習可以用來鏟和傾倒的機器
2、練習分類
教學重難點：
1、懂得樂高積木的清潔和保護。
教學過程：
問孩子們：蘋果吃完以后，你會把蘋果核丟到哪里去呢？爸爸媽媽看完報紙后，他們會把報紙放到哪里去呢？你把垃圾丟到垃圾桶以后，那些垃圾會到哪里去呢？
問孩子們：是否知道什么是可再生的東西。解釋：某些材料例如：瓶子，報紙，汽車輪胎等都可以進行再次加工和重復使用。不要把這些東西丟掉，這樣你還可以節省垃圾站的空間。問孩子們是否知道什么是垃圾站。
讓孩子們把樂高零件分為兩堆：“可再生”和“垃圾”。用兩張標簽做記號，幫助孩子進行分類。
讓每個孩子找 5 個輪胎放到“可再生”的一堆里。告訴孩子們輪胎可以再生產為其它新的東西——例如新的輪胎。
讓孩子們找 5 塊積木作為食物，假裝吃完后，把它們放到垃圾堆里面去。告訴孩子們吃過的食物是垃圾，應該把它們扔掉，這樣也不會有人吃了會生病了，但是它們在垃圾站里最終仍會回到地里去。
讓孩子們搭建一輛倒垃圾的車，它有用來鏟垃圾的鏟子，有一個可以堆放垃圾的車廂或垃圾箱。 教學反思：
在孩子們搭建的時候，問孩子們家里可以重復利用的有哪些東西？
第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 12 個 課題（內容）：
鉆孔
第 1   課時
教學目標：
1、學習鉆孔機是如何工作的
2、研究鉆孔可以做的工作
教學重難點：
在操作中掌握樂高積木的搭法。
教學過程：
給孩子們玩一個“猜一猜”的游戲。把鉆子和鉆頭（或圖片）藏在毯子的下面，然后給他們一些線索，讓他們猜是什么東西。例如，可以告訴他們：我是一種可以幫助打洞的工具。我有一個很尖的頭，能夠不停的轉動。我可以在地上打很深的洞，即使碰到堅硬的石頭，我也不怕。當你的牙齒上需要打洞的時候，牙醫會用一個小的我來幫忙。當孩子們猜到是鉆孔機時，把毯子掀起來，揭曉答案。
問孩子們：鉆孔機頭上的部分叫什么？（鉆頭）鉆子是怎么動的？當鉆頭旋轉得非常快時會發生什么事？當鉆頭轉得特別慢時又會發生什么？人們為什么要在地上打洞呢？
讓每一個孩子在樂高套裝里找一個很長的梁，然后使它站到肥皂上去。
讓孩子們搭建一輛帶鉆機的配有輪子的車子。然后幫助他們在肥皂上打洞，再把梁插到洞里去。
第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 13 個 課題（內容）： 推、推、推 第 1 課時 教學目標：
1、理解推的原理
2、理解大型推土機的用途
教學重難點：
樂高積木完成的后期工作。
教學過程：
先來玩一個兒歌的游戲。給孩子們念兒歌，如果有誰知道了兒歌中的大機器是什么，就可以舉手。
“我有兩個大輪子，可以壓出深印子。 我有兩個大輪子，向前向后多靈活。 我有一把大鏟子，推走垃圾不費力。 我有一把大鏟子，整天挖土大力士。”
討論一下：為什么這個機器可能是推土機，挖掘機，或是倒鏟機。告訴孩子們這些大的建筑用的機器都稱為重型推土機，它們可以清理泥土，這樣人們就可以建路或者建造不同的建筑。
讓孩子們每個人搭建一輛重型推土機，可以用工程套裝里的鏟子，輪子和底盤。也可以用其它套裝中的零件，做一個與眾不同的底盤。他們是否能裝一個鏟子，可以讓它向前后推東西？ 第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 14 個 課題（內容）： 怪物音樂 第 1 課時 教學目標：
1、學習去唱一個故事。
2、學習冒險故事的基礎。
教學重難點：
1、請孩子搭建自己的樣子模型和笨怪物一起走一走。
教學過程：
一、
幫助小朋友學唱這首歌（貝多芬第五首的音調） 哈哈哈哈！波波波波！ 我是一個怪物！你是誰？ 我出來走一走，我看見了什么？ 我會跟你走！你會跟我走！
我看見一頭牛！我看見一只狗！我看見一匹馬！我看見一只豬！ HA HA HA HA！BOO BOO BOO BOO！ I AM A MONSTER!WHO ARE YOU? I GO FOR A WALK.WHAT DO I SEE? I’LL WALK WITH YOU.YOU WALK WITH ME.I SEE A COW,I SEE A DOG,I SEE A HORSE, I SEE A HOG.
二、
讓孩子制作一個農場，再一次唱歌并把各種的動物放進農場或者創造新的抒情歌曲。請孩子創造一個怪物的歌舞并表演給家人看。請孩子在作業本上圈出在歌中出現的動物。
三、問題列舉：
你怎樣通過唱歌講述一個故事？
教學反思：
在小朋友建造的時候，問一下在什么地方能看到歌里的這些所有的動物住在一起？（嘉年華，游樂園等） 第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 15 個 課題（內容）： 驚奇又有趣！ 第 1 課時 教學目標：
1、學習怎樣的意料之外的事情可以稱之為有趣。
2、學習怎樣創造意外的組合。
教學重難點：
讓孩子創作并制作一個有趣的故事，如馬騎著人，雞騎著牛，或是房子造在汽車上等。
教學過程：
一、
讓請孩子討論什么東西能做成好吃的三明治（給孩子看你做的好玩三明治，問問是不是好吃的三明治。）討論是什么使這個三明治變的有趣？討論為什么有時候意料之外的事讓人叫人覺得有趣？
讓孩子說一個有趣的故事或笑話或是一個糊涂的故事或笑話。
二、
討論怎樣的意外事情發生讓故事變得有趣。
三、
邀請孩子合作制造一座有趣城，所有的有趣的騎者都生活在這里。 讓孩子制作一棵用各種意外的材料制成的有趣的樹。讓孩子在作業本上圈出不同尋常的騎者。
四、問題列舉：
哪個場景出人意料的：一個媽媽對著小寶貝唱歌還是小寶貝對著媽媽唱歌？
教學反思：
在孩子制作的時候，為什么馬騎著人很有趣？
第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 16 個 課題（內容）： 啵！啵！ 第 1 課時 教學目標：
1、知道悲傷的故事導致悲傷的情緒
2、能為別人而感動
教學重難點：
請孩子創造并制造一個故事或對話它能讓別的小朋友感覺情緒低落，如：兩個好朋友吵架了；一個男孩掉了他的小狗；朋友搬家了。
教學過程：
一、
讓孩子知道你要跟他們說幾個單詞請他們想象這些單詞。之后，請他們有什么情緒感受。
例如：一個大冰淇淋；在很累的時候爬進被窩；當爸爸媽媽對自己作的事情生氣的時候；當找不到自己心愛的玩具的時候。
討論他們過去感受到的不同情緒的稱呼。如生氣，高興等。 討論什么時候，什么人，什么事能讓自己感受到情緒低落。 分享一些別人說的事，他可能會傷害他人的情緒。
二、
讓孩子改掉他們故事或對話的結局，那樣大家就高興起來。請孩子創造一個能讓大家感覺開心的故事。請孩子在作業本上給人臉畫上微笑。
三、
問題列舉： 你能讓我看你的笑臉嗎？生氣的臉？第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 17 個 課題（內容）： 木偶聚會 第 1 課時 教學目標：
1、知道怎么做木偶。
2、在眾人面前練習表演。
教學重難點：
讓孩子給樂高積木貼上粘紙并用積木砌好用來站穩他們的小木偶。
教學過程：
一、
問小朋友有沒有人看過木偶表演？看過什么類型的木偶？描述木偶表演的情況。 討論什么樣的故事能做好的木偶表演故事。
二、
讓孩子給小木偶用布料和繩做頭發，薄紙做上衣或是別的衣物來裝飾他的木偶。在孩子用樂高軟積木搭好舞臺后，請他們表演一個關于木偶過生日的木偶秀。請其他孩子在每隊表演的時候做觀眾欣賞。讓所有人都享受聚會食物。
三、
請孩子做一個動物木偶和人物木偶，并創造一個他們之間的故事。請孩子在作業本上為小木偶作一頂聚會帽子。
四、問題列舉：
你能想出多少種不同的木偶？第  周第 課時 上課時間 月 日（星期  ）累計教案 18 個 課題（內容）： 猜一猜是什么？ 第 1 課時 教學目標：
1、通過轉動連接部分來學習運動。
2、知道猜的和知道的區別。
教學重難點：
讓孩子根據經驗用管道和玩具磚塊堆砌一個足以用來藏小球的結構，至少要有一個是用管道做的。
教學過程：
一、
讓孩子將一個小球藏在三個塑料杯子其中的一個里。
解釋你會猜小球在哪里：看第一個杯子，小球不在里面；看第二個杯子，小球也不在，這時你就知道小球在哪個杯子里了。向小朋友解釋什么是排除法。在孩子輪流看塑料杯子的時候，解釋什么是猜，什么是基于知道的基礎上的。
二、
讓孩子將球放進這些結構中。讓孩子作三次嘗試，找出別的孩子將球藏在哪里了。讓孩子用樂高積木建造一座房子并將樂高人物藏在里面。讓孩子在作業本上用顏色筆裝飾球。
三、問題列舉：
比如，你知道今天晚上會吃什么？是猜的還是已經知道了？
教學反思：
在孩子搭建的時候提問：能否將球隱藏在一個玩具的零件中？
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