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案例十三:语音识别叉车

案例简介

制作一个语音识别叉车,通过语音控制叉车行驶与车叉抬升与放下。

教学准备

名称图示
哪吒Pro AI机械动力套装

教学目标

完成语音识别叉车的搭建,掌握叉车底盘、货叉升降机构与语音识别传感器的组装与连接方法,实现通过语音控制叉车的前进、后退、货叉升降。

理解语音识别传感器与电机(控制底盘、货叉)的协作原理,学会编程将特定语音指令(如 “叉车前进”“货叉上升”)与叉车动作关联。

在调试货叉升降高度、语音识别距离的过程中,培养动手能力、编程逻辑和问题解决能力,学会解决货叉升降卡顿、语音指令响应延迟的问题。

激发对工业智能设备的兴趣,感受 “语音控制” 在物流场景的应用潜力,建立 “科技提升物流效率” 的认知。

故事导入

赶到核心机房外,大家发现大门被沉重的合金板挡住了。“‘大力士’叉车能移开它!” 守卫机器人喊道,“但它只认语音指令,现在像聋子一样!”​ 孩子们对着叉车的麦克风尝试:“启动!” 叉车毫无反应。阿极调试着语音模块:“它需要清晰的指令,就像士兵听命令一样。试试说‘升起货叉’。”

学习探究

叉车的货叉升降需要依赖哪个部件(如电机、舵机)?如何通过语音指令控制货叉的升降高度?

尝试设置 “连续指令”(如 “叉车前进→货叉上升→叉车后退”),编程时如何确保动作按顺序执行而不混乱?

如果叉车在执行 “货叉上升” 指令时同时移动,可能是哪些原因导致的?(如编程时动作逻辑冲突、传感器误识别)

对比真实叉车与模型的操作方式,真实叉车的驾驶员如何控制货叉?语音控制的叉车在物流仓库中能解决什么问题(如减少驾驶员操作步骤)?

搭建步骤

硬件连线

将语音识别传感器连接到哪吒Pro扩展板的IIC接口,将三个智能电机连接到哪吒Pro扩展板的M1、M2、M3接口。

代码编程

进入“makecode.microbit.org”,点击新建项目

在弹出窗口输入项目名称并点击创建

点击代码抽屉中的扩展

在弹出界面输入nezha pro并点击搜索图标,在显示nezha pro软件库后点击。同样的方式加载PlanetX软件库。

示例程序

程序链接:https://makecode.microbit.org/_7hWct7a1pe1m

你也可以通过以下网页直接下载程序。

下载程序

使用 USB 线连接 PC 和 micro:bit V2。

连接成功后,电脑上会识别出一个名为 MICROBIT 的盘符。

点击左下角的,选择Connect Device

点击

点击

在弹出窗口选择 BBC micro:bit CMSIS-DAP,然后选择连接,至此,我们的 micro:bit 就已经连接成功。

点击下载程序

案例演示

开启电源后,根据语音控制叉车开始运行。

Full speed ahead 前进 Reversing 后退 Turn left 左转 Turn right 右转 Start device 抬起叉子 Turn off device 放下叉子

扩展知识

  1. 真实叉车的应用:真实叉车是物流仓库、工厂的核心搬运设备,用于货物的装卸、搬运,按动力可分为电动叉车、燃油叉车,本案例用电机模拟电动叉车的 “动力驱动” 和 “货叉控制” 功能。
  2. 智能物流的发展:现代物流仓库开始采用 “无人叉车”(AGV 叉车),结合语音识别、视觉识别技术,能实现自主导航、自动装卸货,减少人工成本,提高搬运效率(如亚马逊仓库的无人叉车)。
  3. 语音控制的工业优势:在工业场景中,工人可能需要同时操作多个设备,语音控制可解放双手(如无需按按键),同时实现 “远距离指挥”(如在仓库外控制叉车搬运货物),提升操作安全性。