跳到主要内容

案例09 旋风少年

简介​

本课程将引导学生理解和掌握控制 XGO Rider 执行顺时针或逆时针旋转运动的命令。通过理论讲解与实际操作相结合的方式，学生将学会如何精确地控制 XGO Rider 的转向动作，增强其在各种应用场景下的机动性和灵活性。

教学目标​

  • 了解顺时针和逆时针旋转运动的基本原理。
  • 学习控制 XGO Rider 执行顺时针和逆时针旋转的编程命令。

教学准备​

在开始教学之前，请确保您已经准备好以下必要的材料：

micro:bit V2
XGO-Rider 整机
USB 数据线
个人电脑（PC）

这些材料将为您提供一个完整的体验，确保您可以顺利地进行后续的操作和学习。如果您已准备好以上内容，我们可以继续进入下一步。

XGO Rider 开机后，为保持机身平衡，需要小幅度来回移动，请不要将 XGO Rider 放在桌子边缘或者危险的地方，避免损坏。

教学过程​

课程引入​

旋转运动是机器人导航和定位的基础。在本课程中，你将学习如何利用编程指令使 XGO Rider 执行精确的顺时针或逆时针旋转。这不仅会提升你对机器人控制逻辑的认识，还将帮助你在实际操作中更加自如地指挥机器人完成复杂的转向任务，无论是在开阔空间还是狭小环境中。通过本课的学习，你将能够更好地掌握机器人的运动控制技巧。

探究活动​

  • 机器人如何实现顺时针和逆时针旋转？
  • 如何通过编程指令控制 XGO Rider 进行精确的旋转运动？
  • 是否存在更高效的算法或方法来优化机器人的旋转路径规划？

开始编程​

添加 XGO Rider 软件库​

1. 进入“makecode.microbit.org”，点击新建项目。​

2. 在弹出窗口输入项目名称并点击创建。​

3. 点击代码抽屉中的扩展，在弹出界面的搜索框中输入 XGO Rider 并点击搜索图标，在显示 XGO Rider 软件库后点击。​

示例程序​

参考程序链接：https://makecode.microbit.org/_0izJkkJ0wJT2

因为 XGO Rider 的表演模式中有前进和后退，请将 XGO Rider 放置在宽敞的平地上运行。

下载程序​

1. 使用 USB 线连接 PC 和 micro:bit V2。​

2. 连接成功后，电脑上会识别出一个名为 MICROBIT 的盘符。​

3. 点击左下角的，选择Connect Device。​

4. 点击。​

5. 点击。​

6. 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。​

7. 点击下载程序。​

团队合作与展示​

  • 学生分成小组，共同完成 XGO Rider 旋转运动的程序编写。
  • 鼓励学生之间相互合作、交流和分享经验。
  • 每个小组有机会向其他小组展示他们编程完成的 XGO Rider，并演示。

预期效果：

总结与反思​

  • 回顾课程内容，提醒学生掌握了哪些知识和技能？

  • 引导学生讨论他们在制作过程中遇到的问题和困难，以及如何解决这些问题。

  • 引导学生思考并共同讨论如何更有效的确保双足机器人的旋转运动。

扩展知识​

双足机器人是一种模仿人类行走方式的机器人，其设计涉及到复杂的机械结构和先进的控制算法。

当谈到旋转运动控制时，关键在于使机器人围绕一个轴线旋转而不是直线前进。这可以通过以下几种方式实现：

  • 原地旋转：机器人抬起一只脚，使其绕另一只脚的垂直轴旋转。这种情况下，支撑腿是固定的，而摆动腿则沿着圆周路径移动。

  • 边走边转：机器人可以在行进过程中逐渐调整方向，实现旋转。这通常是通过改变每一步的方向来实现的，使得每次脚步都有一个小的角度偏移。

在实际应用中，旋转运动控制还需要考虑到地面摩擦力、机器人质量分布等因素的影响，以及实时调整控制策略以应对意外情况，比如地面不平或外力干扰等。此外，现代双足机器人通常还会结合人工智能技术，如机器学习，来提高其适应性和自主性。