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VEX EDR机器人创客教程

2020-1-30 13:55| 发布者: admin| 查看: 4| 评论: 0

摘要: 《VEX EDR机器人创客教程》系统介绍了VEX EDR机器人的搭建、机器人编程等内容,每个主题从核心问题入手,通过对目标概要、动手体验、成果评估、思维训练和学习活动的详细介绍告诉读者如何设计机器人、控制机器人,以 ...
VEX EDR机器人创客教程


出版社: 机械工业出版社 

ISBN:9787111577553

品牌:机工出版

包装:平装

丛书名: VEX机器人系列丛书 

开本:16开

出版时间:2017-10-01

字数:409000

正文语种:中文

产品特色

编辑推荐

适读人群 :VEX EDR机器人初学者、机器人教师与机器人比赛参赛学生、竞赛培训教练和竞赛裁判

VEX品牌拥有者,创首国际公司副总裁余河清倾情作序推荐。

VEX机器人大赛官方推荐教材,VEX EDR机器人创客教程可以帮助读者快速掌握VEX EDR机器人的方方面面,系统讲解了从零件、传感器、搭建、编程到遥控等各项知识与技巧,同时内含新赛季竞赛规则及竞赛实战搭建案例,帮助读者更好参赛,获得更好成绩。

内容简介

作为全球教育机器人潮流的品牌,VEX机器人的产品、培训和竞赛在过去的十多年为包括我国在内的世界数以百万计的青少年带来了STEAM 教育的极为有效的工具和手段。目前全世界参加VEX 机器人比赛的队伍达到了16000 多支,人数达到上百万,我国目前有上千支队伍参加各级比赛。

VEX品牌拥有者,创首国际公司副总裁余河清倾情作序推荐。

《VEX EDR机器人创客教程》系统介绍了VEX EDR机器人的搭建、机器人编程等内容,每个主题从核心问题入手,通过对目标概要、动手体验、成果评估、思维训练和学习活动的详细介绍告诉读者如何设计机器人、控制机器人,以及如何编程,帮助读者更好地参加比赛获得好成绩。

《VEX EDR机器人创客教程》可以作为VEX EDR机器人初学者的学习用书,也可以作为机器人教师与学生准备机器人比赛的参考用书,学校开展机器人教学的教材,比赛举办方培训教练员、裁判员的教材和中国创客教育认证教材。

作者简介

覃祖军,副研究员,1999年获得北京师范大学发展与教育心理学博士学位,2009年完成教育信息技术学博士后研究工作顺利出站。现为北京教育网络和信息中心研究指导部主任。兼任“中国教育技术协会智慧学习工作委员会”秘书长、香港远程教育学会督导委员会副主席、“国际HOU组织”北京负责人、“ IFIP国际信息处理联合会TC3”通讯委员等职务。长期从事教育信息化规划、教育教学课题研究指导、国际科教合作项目协调、竞赛项目组织实施等工作。目前主要研究创新思维发展规律及智慧学习技术。

目录

丛书序

前 言

主题一 系统思维:安全与流程 1

核心问题 2

目标概要 4

动手体验 5

成果评估 5

思维训练 5

  立体性 7

  动态性 8

  综合性 9

学习活动 9

  一、搭建机器人安全操作指南 9

  二、操作安全检查表项 10

  三、项目管理.计划 11

    1 工程流程 11

    2. “工程”概念的种种定义 11

    3. 迭代式开发 12

    4. 原型评估 13

    5. 工程日志 13

主题二 计算思维:ROBOTC编程 15

核心问题 15

目标概要 16

动手体验 16

成果评估 17

思维训练 17

学习活动 18

  一、程序员& 机器人 18

    1. 拖拉机机器人 18

    2. 迷宫机器人 19

    3. 机器人的角色 19

    4. 程序员的角色 20

    5. 内容小结 20

  二、规划& 行为 21

    1. 明确问题 21

    2. 解决方案 21

    3. 将解决方案拆解为小的行为 21

    4. 将更小的行为以编程语言的形式表达 23

    5. 构成与分析 23

    6. 简单的伪代码 24

    7. 进阶伪代码 24

    8. 内容小结 24

  三、伪代码和流程图 24

    1. 代码 24

    2. 流程图 25

  四、ROBOTC编程规则 26

    1. ROBOTC是基于文本的编程语言 26

    2. 语句 27

    3. 空白符 28

    4. 分号 28

    5. 方括号 29

    6. 圆括号 29

    7. 控制结构 30

    8. 注释 30

    9. 数据类型(Data Types) 31

    10. 常用指令 31

    11. 内置编译器 34

  五、VEX控制器和LCD显示屏 39

    1 .VEX控制器 39

    2. VEX LCD显示屏 41

  六、VEX电机套件 41

    1. 电机控制器模块 42

    2. 电机技术规格 43

    3. 高速度的选择 44

    4. 电机规格说明 44

  七、VEX传感器套件 45

    1. 传感器种类 45

    2. VEX传感器套件 46

    3. 电位计套件 50

    4. 超声波测距仪 51

    6. 巡线器套件 54

主题三 创意思维与量子思维: ClawBot搭建技巧 56

核心问题 56

目标概要 56

动手体验 56

成果评估 56

思维训练 56

学习活动 56

  一、工具的使用 59

  二、常用机构件的安装 61

  三、ClawBot搭建手册 62

  四、带传感器ClawBot搭建手册 70

  五、系统配置 80

    1. 固件下载. 更新Cortex和ROBOTC固件 80

    2. 更新VEXnet遥控固件 75

    3. 建立VEXnet连接 78

    4. 常见的故障 83

  六、下载示例程序 84

    1. 通过VEXnet下载 84

    2. 通过USB线下载 86

  七、编程挑战 91

    1. 迷宫挑战 91

    2. 雷区挑战 91

  八、摇杆映射 93

    1. 遥控器校准 93

    2. 摇杆映射赋值 95

    3. 实时控制 97

    4. 数值映射 98

    5. 时间和计时器 101

    6. 遥控器按键介绍 103

    7. 按键控制 104

    8. 机械臂控制(基础)104

  九、全能挑战 107

    1. 设计描述 107

    2. 机械臂限制 108

  十、碰触传感器 115

    1. 安装与配置 115

    2. VEX LCD 118

    3. 超声波传感器 126

  十一、巡线传感器 129

    1. 阈值 132

    2. 遇黑线停 134

    3. 基础算法 135

    4. 分段优化算法 138

  十二、数线 140

    1. 赋值语句 140

    2. 基本算法 142

    3. 断点调试 142

    4. 延迟优化 144

    5. 最终优化 145

  十三、ROBOTC 146

    1. 自然语言 146

    2. Until(直至)功能 156

    3. 特殊功能 164

  十四、RVW基本介绍 165

    1. 系统配置要求 165

    2. 安装及使用 165

    3. RVW功能支持 168

附 录 184

附录A 基础部分ClawBot搭建步骤 184

附录B 带传感器的ClawBot机器人搭建步骤 197

附录C 创客工具的使用 221

附录D VEX EDR In the Zone(步步为营)竞赛规则 226

附录E 新赛季赛车搭建案例 249

附录F VEX实验室构建案例 252

前言/序言

前言

VEX EDR机器人创客教程系统介绍了VEX EDR机器人的搭建、机器人编程等内容,每个主题从核心问题入,通过对目标概要、动手体验、成果评估、思维训练和学习活动的详细介绍告诉读者如何设计机器人以及如何将机器人与学科课程相结合。VEX EDR机器人创客教程突出的特点就是在案例讲解中,注意培养学生的创新思维能力,如系统思维、计算思维、创意思维、量子思维等

VEX机器人大赛又称VEX机器人世锦赛. 级别有地方赛(如北京赛)、中国赛、亚洲公开赛和世界锦标赛,是一项旨在通过推广教育型机器人,拓展中小学生和大学生对科学、技术、工程和数学领域的兴趣,提高并促进青少年的团队合作精神、领导才能和解决问题的能力的多级别大赛。这一比赛所涉及的机器人不仅可用于比赛,同时也是学生学习机器人、进行科技创新活动的平台,可以让教师和学生了解并开展与STEAM有关的课程,从而更好地发挥他们的聪明才智。目前全世界参加VEX比赛的队伍达到了16000多支,人数达到上百万,仅北京市就有200多所学校组队参加此项比赛,所以VEX机器人市场需求量大。

作者根据多年关于机器人教学和比赛的经验,系统介绍了VEX EDR机器人的搭建、机器人编程等内容,告诉了读者如何设计机器人以及如何将机器人与学科课程相结合。介绍了作者在机器人教学中的探索。VEX EDR机器人创客教程所使用的机器人是VEX EDR智能机器人套装, 简单易学,能够搭建出复杂的机械结构;使用ROBOTC for VEX Robotics Graphical软件,这是美国卡内基梅隆大学专为中小学生开发的一种简易的图形化编程软件。它通过像搭积木一样的方法,利用“控制”“动作”“函数”“外观”“声音”等模块中的积木,做出自己的算法或者人机交互,可以用它创造属于你自己的机器人及其运动行为。VEX EDR机器人创客教程以授课的形式,通过大量的机器人实例和搭建配图,讲解机器人的机械结构搭建,详细介绍了机器人搭建的基本技术原理和应用,并且鼓励学生去想象和思考,从而构建出自己的机器人。同时特别注意在辅导学生动手学习的同时,发展学生的创新思维能力,并使其具备互联网思维的意识。

VEX EDR机器人创客教程可以作为VEX机器人初学者的学习用书,也可以作为机器人教师与学生准备机器人比赛的参考用书,学校开展机器人教学的教材,比赛举办方培训教练员、裁判员的教材和创客教育的认证教材。由于编写的资源内容来自多个方面,加上编者水平有限,书中难免存在疏漏和问题,恳请广大读者批评指正!


丛书序

近几年,新的一波工业浪潮随着机器人、人工智能和虚拟现实等高科技的突破性发展,在世界范围内大有汹涌澎湃之势。

为了促进制造业的发展和升级,应对世界的挑战,中国政府于2015年发布了一项宏大的十年规划《中国制造2025》,计划在2025年让中国迈入世界制造强国之列。

制造业的创新和崛起需要大批具有综合素质的高素质人才,而实践证明,教育机器人是帮助学生发展和提高综合素质的更佳平台!

作为引领全球教育机器人潮流的知名品牌,VEX机器人的产品、培训和竞赛在过去的十多年为包括中国在内的世界数以百万计的青少年带来了STEAM(Science科学、Technology技术、Engineering工程、Arts艺术、Mathematics数学)教育的极为有效的工具和手段。

随着机器人技术的不断演进,以及作为教学对象的新一代青少年对科技的认知度的整体提升,社会上对机器人教材的需求也越来越多、越来越高。在这样的大环境下,由覃祖军博士主编的“VEX机器人系列丛书”实在是恰逢其时!

综观这套丛书,本人感到作者对于VEX的两个产品系列(IQ和EDR)技术特点的理解与把握都十分精准到位。体例上,每篇以问题为起点,以目标为导向,结合动手体验和成果评估,整个流程遵循了青少年学习科技知识的认知规律。

这套丛书中更使人惊艳的特点是,作者把一系列与新科技思维相契合的思维训练,有机地与VEX教育机器人的教学相结合,书中列举的思维训练包括比较思维、发散思维、聚合思维、大数据相关性思维、穿戴扩展性思维、跨界思维和逆转思维等,使读者的眼界不再仅仅局限于技术技能的单纯学习,而且扩展到思维思考的综合训练。

技能的训练固然是基础,而思维的训练则是创造的根本。我可以预料,本书的读者们如果能通过这些思维训练掌握思维的一些方法,必将在今后的职业生涯中受益匪浅。为此,我想说:本书的读者们,你们有福了!

覃博士和本书的其他作者们,谢谢你们!

余河清

创首国际公司副总裁兼创首贸易公司总裁

2017年2月16日于美国得克萨斯州达拉斯市


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