《微型机器人设计》教学教案—多传感器的机器人设计.pdf

在《微型机器人设计》的教学教案中，我们关注的重点是多传感器的机器人设计，特别是如何将多个传感器集成到轮式移动机器人上，实现更高级别的功能。在这个学习情境中，任务是设计一个具备躲避障碍和循迹功能的微型机器人。这个设计涉及到的关键知识点包括： 1. **多传感器数据处理**：在机器人设计中，使用了4个传感器，其中2个光电式接近传感器用于探测前方障碍物，而另外2个反射式光电传感器则用于识别场地路线。传感器的信号处理和融合是关键，确保机器人能够正确解析来自不同传感器的信息，以便做出决策。 2. **功能优先级**：在遇到障碍物和需循迹的情况同时发生时，设计中强调了躲避障碍物的优先级高于循迹。这意味着在程序设计时，要考虑到这两个功能的冲突处理，确保机器人在检测到障碍时能及时调整路径以避免碰撞。 3. **程序设计**：示例代码展示了如何利用单片机（如8051系列的REG51）来控制机器人。定义了各传感器和电机控制的位定义，如DIR0、DIR1、PWM0和PWM1，用于决定机器人前进、后退或转向。通过条件判断，根据传感器输入来改变电机的运行状态，以实现避障和循迹功能。 4. **延迟函数**：Delay10ms函数用于延时，确保电机动作的稳定。在机器人控制系统中，适当的延时可以确保动作的准确性和协调性。 5. **任务实施与演示**：在理论讲解的基础上，通过实训环境的演示，帮助学生直观地理解设计理念和操作流程，增强他们的感性认知。 6. **讨论与互动**：鼓励学生模仿教师的讲解，进行讨论，促进知识的深入理解和消化。这有助于激发学生的主动学习和团队合作能力。 7. **任务评价与作业**：互评环节让学生自我表达和评估他人理解，提升批判性思维。教师的总结和评论则能纠正错误，巩固学习成果。作业部分要求学生结合课堂内容进行思考和实践，以理论联系实际，强化技能掌握。 这个教学教案涵盖了从理论到实践的完整过程，旨在让学生掌握多传感器机器人设计的基本原理和实现方法，通过实际操作和反思，提升其在机器人设计方面的综合能力。