内 容 简 介 　　本书是面向中小学生教与学的机器人实战用书，旨在探究机器人的传感技术、搭建过程和程序设计等。书中以情景创设、发现问题、探究问题、解决问题、应用拓展、科普阅读的思路编排内容，以“探究”、“实验”、“思考”、“观察”、“动手”、“交流”等形式贯穿整个学习过程。全书内容分为有趣的玩伴、生活小帮手、学习好助手三个单元，每个单元由若干个贴近中小学生学习、生活、玩耍的机器人实战例子组成。 　　本书适合中小学生机器人课程教学，可作为相关课程教材或自学参考用书。

前　　言 依技术于作，凌艺术而感。 随着第四次工业革命的到来，以智能制造为核心的工业现代化必将走向工业自动化之路，而机器人的广泛应用正是实现工业自动化的重要标志。 代表着祖国未来的青少年朋友们有幸立足于工业4.0时代，更应该从小接受科技的熏陶，从而驾驭技术，用科学、技术来武装头脑，为祖国的现代化建设添砖加瓦。在这样的时代感召下，笔者结合十多年的教育教学经验，编著了《与机器人交朋友》一书。 全书以自主学习、自主探究为线索，引导读者在做中学、玩中学。笔者将跨学科的知识、技能渗透到本书中，将本书打造成广大青少年朋友、中小学生学习与实践的指导用书。本书分三个单元，共十节，以最通俗易懂的语言表述机器人的基本原理，以翔实、有创意的例子描述机器人的实战应用。 书中每节内容均以情景创设、发现问题、探究问题、解决问题、应用拓展、科普阅读的思路进行编排，以“探究”、“实验”、“思考”、“观察”、“动手”、“交流”等形式贯穿其中。学习目标置于每书开始，是每节的核心概括；情景创设部分均以小鸣的所见所闻所感开始叙事，作为发现问题的引子；探究问题部分主要引导读者探究如何利用机器人来解决问题，其关键是通过探究、实验、观察、动手等手段实施对各种传感器的认知、学习。这些传感器包括音量传感器、超声测距传感器、光电传感器、录放音传感器、人体感应传感器、红外测距传感器、红外复眼传感器、触碰传感器、光敏测量传感器、温湿度传感器等；解决问题部分包括机器人的硬件分步搭建的详细步骤和程序编写的逻辑思路的讲解。为使读者更深刻体会知识、能力的迁移，应用拓展部分设计了一些应用拓展练习，供学有余力者继续探究。此外，在科普阅读部分里还精选了时下热门的科技话题片段，以飨读者。 书中字字句句均是一线教师在实际教育教学过程中的心血结晶，有着先进的教育理念和独特的教学视角。因此，该书不仅可以作为广大青少年朋友的科普读物，还可以作为新课改下机器人进课堂的学习指导书，是一本真正面向中小学生课堂学习的读本。 为了广泛普及机器人技术在课堂教学中的应用，本书例子所用器材均使用中鸣公司的科学风暴套装和创意系列的传感器，其他产品的搭建过程可以参照步骤描述原理依次搭建。 依托机器人技术展开写作，感受凌驾于写作艺术之上的墨香，这是笔者完成本书的切实感受。本书在编写过程中得到了中山市科协、中山市第一中学、中山市华侨中学、中鸣数码科技有限公司、巴巴机器人活动中心等的大力支持。参加本书编写的人员有赵超鸿、赵唱玉、潘焕炎、童灿钊、陈明全、万杰、潘志韧、赵柏源、赵友娥、李建民、赵正才、赵世才等。由于时间仓促，难免会有错漏，欢迎广大读者不吝指正！ 编 者 2015年 元宵

目 录 第一单元　有趣的玩伴 1.1　创意小灯 2 1.1.1　颜色的原理 3 1.1.2　设计创意小灯方案 4 1.1.3　彩灯模块 5 1.1.4　探究循环结构 6 1.1.5　创意小灯的实现 11 1.1.6　应用拓展 21 1.1.7　科普阅读 21 1.2　智能计时器 23 1.2.1　智能计时器的设计 24 1.2.2　音量传感器 24 1.2.3　时间的表示 27 1.2.4　if判断结构 30 1.2.5　智能计时器的实现 34 1.2.6　应用拓展 39 1.2.7　科普阅读 39 1.3　机器人走迷宫 40 1.3.1　迷宫的设计 41 1.3.2　迷宫的走法 44 1.3.3　超声测距传感器 45 1.3.4　探究超声测距传感器 47 1.3.5　设计机器人走迷宫的方案 50 1.3.6　应用拓展 60 1.3.7　科普阅读 60 1.4　闻歌起舞的机器人 61 1.4.1　构思闻歌起舞的机器人 61 1.4.2　再探音量传感器 62 1.4.3　计算图标的使用 64 1.4.4　闻歌起舞机器人的设计方案 66 1.4.5　应用拓展 76 1.4.6　科普阅读 77 1.5　小鸣兄弟的创意机器人 78 1.5.1　探究光电传感器 79 1.5.2　两兄弟的设计方案 83 1.5.3　小鸣的创意机器人 84 1.5.4　小军的创意机器人 92 1.5.5　应用拓展 97 1.5.6　科普阅读 98 第二单元　　生活小帮手 2.1　小护士机器人 100 2.1.1　小护士机器人的设计 100 2.1.2　探究录放音传感器 101 2.1.3　探究人体感应传感器 108 2.1.4　设计小护士机器人的方案 110 2.1.5　应用拓展 115 2.1.6　科普阅读 115 2.2　机器人找钥匙 116 2.2.1　找钥匙的方法 117 2.2.2　找钥匙的关键—— 红外测距传感器 117 2.2.3　探究红外测距传感器 118 2.2.4　设计机器人找钥匙的方案 120 2.2.5　应用拓展 129 2.2.6　科普阅读 130 2.3　灭火机器人 131 2.3.1　小鸣模拟的灭火场景 132 2.3.2　利用光电传感器走黑线 132 2.3.3　探究红外复眼传感器 133 2.3.4　小鸣的灭火方案 137 2.3.5　应用拓展 145 2.3.6　科普阅读 145 第三单元　　　学习好助手 3.1　利用机器人研究加速度 148 3.1.1　打点计时器的比较 148 3.1.2　小鸣的设计方案 150 3.1.3　探究触碰传感器 151 3.1.4　设计机器人小车 155 3.1.5　研究加速度 158 3.1.6　应用拓展 168 3.1.7　科普阅读 170 3.2　节能教室机器人 171 3.2.1　节能教室的设计 171 3.2.2　探究光敏测量传感器 173 3.2.3　探究温湿度传感器 175 3.2.4　节能教室的设计方案 178 3.2.5　应用拓展 185 3.2.6　科普阅读 185