教育拼装积木机器人教程20单传感器循迹小车.doc

在教育领域，拼装积木机器人是一种非常有效的教学工具，它可以帮助学生理解基础的机械原理、电子技术以及编程逻辑。本教程聚焦于“单传感器循迹小车”的制作与编程，这是一种利用简单传感器进行路径跟随的机器人设计。通过这个项目，学生能够学习到如何用最少的硬件资源解决实际问题。 在上一节中，我们使用了两个红外传感器来构建循迹小车，通过比较两个传感器的信号差异来调整小车的方向。然而，在这一节中，我们将简化设计，仅使用一个红外传感器来实现类似的功能。这样做不仅可以降低制作成本，还能让学生深入了解如何通过有限的信息进行决策。 单传感器循迹小车的工作原理基于传感器对黑线边缘的检测。当传感器位于黑线的一侧时，小车需要调整方向，使传感器靠近黑线；当传感器位于黑线上时，小车需要转向以避免驶离轨迹。因此，小车会采取类似“之字形”前进的方式，不断调整其行进路径。 在编程阶段，我们尝试了两种基本的运行模式。第一种模式下，小车根据传感器的检测结果进行持续的转弯操作，但由于缺少前进指令，小车只能原地摆动。第二种模式同样存在相同的问题，即小车无法进行直线前进。 解决这个问题的关键在于如何在转弯过程中同时让小车前进。为此，我们引入了一个创新的策略：在小车需要转弯时，让一侧的电机工作，另一侧的电机停止。例如，当小车需要向左转时，右侧电机启动，左侧电机暂停；向右转时，左侧电机启动，右侧电机暂停。这样的设计使得小车在转弯时能够通过非工作侧的电机进行推进，实现了前进与转向的结合。 下面是改进后的程序设计，它包含了在转弯时一个电机工作，另一个电机停止的逻辑。这种编程思路不仅锻炼了学生的逻辑思维能力，也让他们了解到在资源有限的情况下如何优化解决方案。 这个教程旨在教授学生如何运用单个传感器进行路径跟踪，并通过编程解决复杂问题。通过实践，学生将掌握基本的传感器应用、电机控制以及问题解决技巧，这些都是未来进一步探索机器人学和自动化技术的基础。这个过程不仅提高了学生的动手能力，也激发了他们的创新思维，是STEM教育中不可或缺的一部分。