J01
机器人朋友见面会：握手与认识身体
初中 · 7–9 年级 · 10 课时 × 40–45 分钟
核心问题：机器人怎样“看见”你伸出的手，并安全地完成一次握手？
🎮 趣味玩法：破冰游戏「握手成朋友」：学生轮流把手伸到安全区，机器人对准、停住、轻合夹爪；握完获得「见面徽章」。
项目目标
- 能说出服务机器人感知、决策、执行、能源四大子系统及其关系
- 能按规范安全拆装侧刷、尘盒、轮组等结构件并完成测绘
- 能说出握手任务中的安全距离、接近方向与力度限制
- 能用图形化编程让清扫车原型完成直线清扫与碰撞转向
领域落点
AI：认识机器人的“感官”，体验传感器如何把环境变成可判断的信号
硬件：主控、电机与轮组、碰撞开关、红外传感器、电池、清扫机构
算法：顺序结构、条件判断、循环的初步使用
10 课时大纲
2 + 6 + 2| 课次 | 课题 / 驱动问题 | 关键知识点 | 学生任务 | 产出 |
|---|---|---|---|---|
| L01 | 第一次见面：和机器人握手 机器人怎样知道该把“手”伸到哪里？ | 握手任务的感知—决策—执行链路；末端位置、接近方向与安全距离；夹爪力度与急停规则 | 教师用八界机械臂演示握手：学生观察“对准—停住—轻合”三步，记录夹爪开口、手的位置和安全距离；随后在仿真中调整姿态复现。 | 握手观察记录 + 仿真截图 |
| L02 | 身体密码：四大子系统 它靠什么看、想、动？ | 感知、决策、执行、能源四大子系统；主控板与常见接口；子系统之间的信号流 | 观察教具与实机，给各部件贴标签，完成《结构—功能对照表》，并指出至少两条信号路径。 | 结构—功能对照表 |
| L03 | 安全拆解与结构测绘 一台机器由多少零件组成？ | 拆装规范与防静电；紧固件与模块化设计；草图测绘与爆炸图 | 在教师指导下拆下侧刷、尘盒、轮组，测量关键尺寸，绘制简易爆炸图并原样复原。 | 爆炸图 + 复原检查 |
| L04 | 让轮子转起来 两个轮子怎样配合转弯？ | 直流电机与减速箱；差速转向原理；PWM 调速 | 用图形化平台控制左右轮分别正反转，完成前进、后退、原地左转、原地右转四个动作。 | 四动作演示视频 |
| L05 | 碰一下就转身 撞到墙后机器人怎么知道？ | 碰撞开关的结构与数字输入；条件判断 if—else；随机转向与固定转向 | 编写“碰到就后退—转向—继续”的程序，记录 10 次碰撞后的转向结果，比较两种策略。 | 碰撞转向程序 + 测试记录 |
| L06 | 提前看见障碍 怎样在撞上之前躲开？ | 红外反射式测距原理；阈值与回差；多条件判断 | 给小车加装红外传感器，调节阈值使它在 15cm 处转向，并处理斜角与深色墙面的误判。 | 红外避障程序 + 阈值表 |
| L07 | 清扫机构：刷子与吸口 转动的刷子怎样把灰带走？ | 传动方式：齿轮、皮带、直连；转速与扭矩；结构件加固 | 组装侧刷与滚刷，测试不同转速下的拾取效果，用纸屑、米粒、毛发三类垃圾做对比。 | 清扫机构测试表 |
| L08 | 第一版清扫路线 怎样覆盖一块空地？ | 循环结构与边界条件；直线往返（弓字形）路线；计时与里程估算 | 用图形化编程实现弓字形路线，在 1.2m×1.2m 场地内清扫，记录漏扫区域。 | 弓字路线程序 + 场地照片 |
| L09 | 整机联调：续航与噪声 为什么扫一会儿就停了？ | 电池容量与放电；电流与堵转；能耗与噪声的权衡 | 测量满电续航与不同模式下的电流，找出最耗电的环节，提出一条改进措施并复测。 | 续航测试报告 |
| L10 | 发布会：我的第一台服务机器人 我们的设计解决了什么问题？ | 技术表达：问题—方案—证据；互评与迭代；从作品到产品 | 每组 3 分钟发布原型，展示任务流程、结构亮点与测试数据，接受同学提问并记录改进项。 | 发布 PPT + 互评表 |
说明：本页是教程副本（大纲级），不是完整课件。完整课件、教案、学案、代码与仿真场景按学校进度单独导出。