登陆注册
3165300000009

第9章 智能碰碰车设计

同学们都在游乐园或其他的游乐场所玩过碰碰车,你知道碰碰车为什么能动吗?碰碰车为什么好玩如果能够在机器人课堂学习中联系实际生活,对未知的科学知识产生兴趣和爱好,并对其进行进一步研究,找到解决问题的方法,那你的收获将非常大。

本单元的内容就是和大家一起动手制作非常有趣的智能碰碰车。

碰碰车的原理是怎样的?碰碰车直接通过垂直的电杆从天花板取电,车子底部的四周是橡胶做成的围墙,车子的重心很低。当发生碰撞时,车子底部的橡胶相碰,根据橡胶的性质,小车便发生反弹。

思考:为什么碰碰车底部的橡胶相碰时小车会发生反弹?

在物理学中,碰撞是指运动的物体相遇,在极短的时间内,通过相互作用,运动状态发生急剧变化的过程。

动量、冲量动量和冲量都是研究碰撞过程的物理量。动量是物体的质量和速度的乘积,即p=mv,式中的速度是指瞬时速度。冲量是作用在物体上的力F和力的作用时间f的乘积,I=Ft,它是引起物体动量变化的原因,是一个过程量。

碰撞过程中产生的力不仅与碰撞的时间有关,还与物体碰撞前后的运动速度有关。碰碰车底部的橡胶是为了增加碰撞时间,从而减小碰撞时产生的冲力。

碰撞的类型按照碰撞前后系统的总动量是否守恒,可将碰撞分为完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞、非完全弹性碰撞三类。

完全弹性碰撞中,碰撞前后两小车的总动量是相等的(如:当两车质量相等时,弹性碰撞将使两车交换速度);完全非弹性碰撞中,碰撞前后两车总动量不相等,但是碰撞后两小车的速度相同;在非完全弹性碰撞中,两车碰撞时一部分机械能转化为其他形式能,碰撞发生的部分形变在碰后不能恢复原状。

碰碰车碰撞过程中,部分的机械能转化为弹性势能,使车底部的橡胶发生形变,橡胶恢复形变时产生弹力使两车弹开。

制作智能碰碰车活动任务用提供的乐高器材制作一辆坚固的小车,看谁的小车最牢固,能够到达指定地点并返回到出发位置。活动准备个RCX、2个马达、2根导线、2个大轮、1个40齿齿轮、积木块若干。

活动步骤步骤一:搭建小车身体车身结构分析:碰碰车最重要的要求是要坚固。它可能会和别的碰碰车或墙壁相碰撞,所以在搭建小车时,需要把重点放在牢固程度上。

如何搭建小车才能使其牢固呢?小车的主要组成部分是:“大脑”(RCX)、“腿”(用轮来替代)、“手”(用传感器实现)。这样,关键问题就出现了:如何让小车身体的各个部分牢固地“粘连”在一起。

活动提示小车的“腿”必须正面和背面双向固定,这样才能够使小车“坚不可摧”。

活动提示步骤:编程——让智能碰碰车动起来(1)冒险测试请你把机器人从10cm的高度掉落在地上,你的机器人安然无恙吗?请根据测试情况把机器人检修好。

(2)让碰碰车动起来如何让小车在碰到障碍物时能躲避障碍物呢?这就需要用到触动传感器。下面给出参考程序。

①碰到障碍物时,小车停止前进并发出声音。

程序中功能是让RCX发出声音。数字5是声音类型修改量,利用声音类型修改量可改变声音。修改量值为1~6的整数,每个数字都代表一个内置声音。1.击键音;2.蜂鸣声;3.渐低音;4.渐高音;5.嗡嗡声;6.快速渐高音。此程序是当触动传感器被按下后,停止A、B、C三个马达,然后播放“嗡嗡声”。

②碰到障碍物后退。

③碰到障碍物后退,并且掉头。

程序中图标的功能是:等待一个随机秒数后执行下一个图标命令。使用修改量可以选择最大随机时间,这对延长灯和马达的运转时间有作用。默认的是等待从0~5s的随机时间。如:表示A马达转动0~5s之间的一个随机秒数后停止。③程序中马达A和C先逆时针转动,当连接在2端口的触感被按下后则顺时针转动,转动0~1.5s的随机时间后,马达A再次反向,逆时针转动,又经过0~1s的随机时间后,回到程序开始,马达C变为逆时针转动。

实践课堂检测小车加上它的“腿”——两个轮子之后还是不能“行走”,是什么原因呢小车的“手”是为了让智能碰碰车更智能,同学们在前面的课中了解到,它需要用到触动传感器,但设计一个什么样的结构才能使碰碰车避免与其他物体猛烈碰撞呢评估请各位同学将在该单元学习过程中的收获和疑问写到便签中。便签格式如下:

小组名:姓名:

收获:

疑问:

知识链接资料.乐高组件和ROBOLAB软件在工程学中的应用[M]。北京:西觅亚公司答案提示阅读与思考思考:碰碰车在碰撞过程中,部分的机械能转化为弹性势能,使碰碰车底部的橡胶发生形变,橡胶恢复形变时产生弹力使两车发生反弹。

检测与评估检测:

没有打开;程序没有下载;硬件连接端口和软件中所设定的端口不一致。

该结构能够将触动传感器四周包围起来,触动传感器周边最好有较长的触须,以便于触动传感器的触发。

同类推荐
  • 能源宝库

    能源宝库

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。科学教育,是提高青少年素质的重要因素,是现代教育的核心,这不仅能使青少年获得生活和未来所需的知识与技能,更重要的是能使青少年获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养。科学教育,让广大青少年树立这样一个牢固的信念:科学总是在寻求、发现和了解世界的新现象,研究和掌握新规律,它是创造性的,它又是在不懈地追求真理,需要我们不断地努力奋斗。
  • 奇妙生物之谜(求知探索)

    奇妙生物之谜(求知探索)

    恐龙的祖先恐龙最早出现在三叠纪晚期,因此它们的祖先只能生活在二叠纪或三叠纪早期。具有双孔类型头骨的一种动物是称作“槽齿类”的小动物,叫杨氏鳄,它是从南非二叠纪晚期的地层里发现的,样子有点像现代的蜥蜴。
  • 音乐常识速读(速读直通车)

    音乐常识速读(速读直通车)

    音乐是大自然最原始的声音,是生活中的一股清泉,陶冶性情的熔炉,是带走寂寞的使者。音乐有着很多的形式,不同的乐器和演奏方式带来的音乐感受会有所不同,让我们一同走入音乐的这个充满魔力的世界,去了解和感受它吧!
  • 探索世界:寻访历史宝藏

    探索世界:寻访历史宝藏

    久很久以前,地球上曾经有这样一个帝国:这里的人民相貌普遍十分俊美,他们不需要劳作就可以过上惬意富足的生活,甚至那个时期还出现了充满传奇色彩的“美人鱼”“机器人”……然而,就在公元前一万六千年的某一天,这个近乎完美的帝国在一夜之间消失了……
  • 寻找尼斯湖水怪大冒险(科学大探险)

    寻找尼斯湖水怪大冒险(科学大探险)

    来自二十三世纪的小朋友,带着他的宠物猪寻找尼斯湖水怪!他们来到了苏格兰去尼斯湖探险。他们采用守株待兔的方法还潜入了水底,陷入了淤泥、遇到了鳄鱼的追赶……这几个小朋友到底还会遇到多少危险,能不能找到尼斯湖水怪呢?
热门推荐
  • 尸心不改

    尸心不改

    控尸门的欢乐二缺弟子江篱炼了一具美得人神共愤引得天雷阵阵的男尸,以为好日子开始了,结果没想到门派惨遭灭门。--情节虚构,请勿模仿
  • 鬼公主的秘密

    鬼公主的秘密

    想他盗墓无数,还对着她咧嘴,而他却说那是‘笑’,死人更是不必说了!高的矮的胖的瘦的男的女的有钱的没钱的有头的没头的多了去了,这个人真的好好,和她说了很多话;但是他也挺胆小的,但是,看见自己飘在空中竟然大叫一声就跑出去了。她要不要跟着他一块儿出去玩一玩呢?看起来很好玩的样子。这样的还真的没有见过!难道这是皇家的新的避暑招数?将人养在坟墓里?金龙皇朝还没有穷到这个地步吧?!她本应是金龙皇朝一人之上万人之下的长公主,但是因为恶人的阴谋让她十几年来一直过着不见天日的幽暗生活,见过的市面可多了,从来都没有想到要出去玩!没想到,这个从小洞里面钻出来的男人虽然身上脏兮兮的,“你是谁?!”他看着眼前的物体
  • 一切从改变开始

    一切从改变开始

    才把自己给忽略、给耽误、给遗忘了。其实,每个员工都是最优秀的,只是你不敢相信自己,差别就在于如何认识自己、如何发掘和重用自己。所以每个追求梦想,渴望成功的员工,都应该时刻记住:最优秀的人就是你自己!然而要知道,在这个世界上,最优秀的人就是你自己,没有什么东西是轻而易举就可以获得的,这就要求我们在工作和生活中,要不断承受来自外界和自身的压力
  • 傻子王爷无情妃

    傻子王爷无情妃

    一只毒蝎子,彻底断送了她年轻的生命!别人只知道,那个软弱没主见的女人被迫嫁给一个痴傻呆闷的七皇子。殊不知,她早已不再是“她”!面对痴傻只会憨笑的美男,她气愤难填!你傻,本美女就医好你,谁知医好后,遭到嫌弃,却换来一纸休书,气愤之下,她恨不得与他同归于尽……
  • 无敌大小姐

    无敌大小姐

    当现代阴狠毒辣,手段极多的火家大小姐火无情,穿越到一个好色如命,花痴草包大小姐身上,会发生怎样的化学反应?火无情一醒过来就发现,自己竟然在众目睽睽之下上演脱衣秀。周围还有一群围观者。这一发现,让她极为不爽。刚刚穿好衣服,便看到一个声称是自家老头的老不死气势汹汹的跑来问罪。刚上来,就要打她。这还得了?她火无情从生自死,都是王者。敢动她的人,都在和阎王喝茶。于是,她一怒之下,打了老爹。众人皆道:火家小姐阴狠毒辣,竟然连老爹都不放在眼里。就这样,她的罪名又多了一条。蛇蝎美人。穿越后,火无情的麻烦不断。第一天,打了爹。第二天,毁了姐姐的容。第三天,骂了二娘。第四天,当众轻薄了天下第一公子。第五天,火家贴出招亲启事:但凡愿意娶火家大小姐者,皆可去火府报名。来者不限。不怕死,不想活的,欢迎前来。警示:但凡来此,生死皆与火家无关。若有残病者火家一律不负法律责任。本以为无人敢到,岂料是桃花朵朵。美男个个很妖娆一号美人:火无炎。火家大少爷。为人不清楚,手段不清楚。容貌不清楚。唯一清楚的是,他有钱。有多多的钱。火无情语录:钱是好东西。娶了。(此美男,由美瞳掩饰不了你眼神的空洞领养。)火老爷一气之下,昏了过去。家门不幸,家门不幸啊。二号美人:竹清月。江湖人称天上神仙,地上无月。大国师一枚。美得惊天动地。火无情语录:美人好,尤其是自带嫁妆又会预测未来的美人,娶了。(此美男,由东de琳琳领养)三号美人:轩辕子玉。当朝七皇子,游历四国。一张可爱无敌的脸。单纯至极。火无情语录:可爱的孩子好,可爱又乖巧的孩子更好。可爱乖巧又不用给钱的孩子,娶了。(此美男,由刘千绮领养)皇帝听闻,两眼一抹黑。他的儿啊。怎么就这么不争气呢。四号美人:天下第一美男。性格不详,籍贯不详。火无情语录:谜一样的美人,她喜欢。每天都有新鲜感。娶了。(此美男,由告别的爱情li领养。)五号美人:天下第一名伶。火无情语录:解风情的美男,如果没钱花把他卖了都不用调教。娶了。(此美男由伊眸领养。)六号美男:解忧楼楼主。相貌不详,身世不详。爱好杀人。火无情语录:凶恶的美人,她喜欢。娶了。(此美男由陈铭铭领养)七号美男:琴圣。貌如谪仙,琴音杀人。冷清眸子中,百转千回,说尽风流。(此美男由伊眸领养)夜杀:天下第一杀手。(此美男由静寂之夜领养)
  • 纯禽老公,请温柔

    纯禽老公,请温柔

    R市。一处新的别墅区,两旁树木林立,觥筹交错,斑斑的月光透过树叶,洒落而下,四周显得如此的静谧,这一片区共有5栋别墅,各种的风格各不相同。其中一栋最为高大的建筑物屹立在这一片区的最中间,显得如此的醒目。其建筑物中西结合,有中国古代紫禁城的大气和尊贵,显得古香古色之风,也有欧洲风格的时尚感和立体感,两者融合,仿佛置身于古今两个不同时代的建筑风格中。很有特色,很别具……
  • 七月半:百鬼宴

    七月半:百鬼宴

    阴历七月十五日,俗称七月半。相传那一天地狱大门打开,阴间的鬼魂会放禁而出。有子孙、后人祭祀的鬼魂回家去接受香火供养;无主孤魂就到处游荡,徘徊于任何人迹可至的地方觅食。然而这些孤魂野鬼,它们寻觅的食物究竟是什么?究竟是香火,还是活人的脑汁?
  • 崛起美洲1620

    崛起美洲1620

    十三香掠夺土鳖‘白皮’经济! 渔船+发动机可以掌控加勒比海航道! ‘洗衣粉油条’风靡贵族圈,‘黑心棉’倾销欧陆! ‘保护伞’公司成立,什么狗屁的东西印度公司全都歇菜! 让山寨产品,在1620年焕发光彩,见证一个帝国的崛起吧!扣扣群:65364139一起来愉快的玩耍吧!
  • 手刃天下如涅槃:王妃绝色临九天

    手刃天下如涅槃:王妃绝色临九天

    【已完结!】她,本该带着秘密死在现代,却意外穿越。一身杀手功夫,足睥睨天下。他,本该一世清欢无忧和乐,却未离命运。背负一身谜团,信手负天下。他,绝色天下,冷酷之下,却是对她的无限柔情,前尘许他又负他。她和他聪明无双,他和她共许江山,看霸道王妃,绝色皇帝,天真名士,谁得天下,谁许真心。
  • 我心爱的小天鹅

    我心爱的小天鹅

    钻戒名表没偷到,倒把自己的钱包、身份证落总裁豪宅里了!“总裁饶命!我愿意补偿你!”“你确定要补偿?”某女点头。总裁扬起一抹神秘的微笑,道:“我家里一应俱全!就缺个老婆!”总裁上下打量某女,目测后,勉强道:“我就将就吧!做我老婆,我就饶了你!”某女气炸!什么叫将就?她好歹也是人见人爱花见花开车见车爆胎的美女好不好!