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常州市武进区洛阳中心小学 瞿志坚
一、方案名称：机器人工程设计——全自动割草机机器人研究方案
二、方案目的：
通过组织学生参加机器人模型的设计、制作与演示，在学生中普及有关机器人技术的基础知识，使他们在活动中树立和培养一种意识，即在未来的社会中要更多地“让机器去做机器应该做的工作，让人生活在更为协调的环境中，去从事更富有创造性的工作”。培养学生热爱科学、热爱大自然、热爱祖国、热爱家乡、热爱劳动的优秀品质，从身边做起，了解机器人在社会发展和建设中的运用和懂得科学在其中的巨大作用，学习和掌握一些基本的机器人制作和编程的方法，并在其中获得科学知识和培养不断创新的精神。
三、方案内容、操作过程与步骤：
(一)方案内容
1、设计来源：
城市绿化是一个城市文明的重要标志，为了使我们城市的环境能得到改善，园艺工人与割草工人付出了辛勤的劳动。
目前，已经出现了许多新型割草机，有电动的割草机，有3.5HP 4冲程烧油的割草机，型号与式样繁多。但不管怎样，基本上都是手推式的，割草工人必须顶着烈日推着它来回走，要花很大的精力和体力，负担比较重。
我们以学校的草坪为例，在这块草坪上，定期有后勤部门的人推着割草机辛苦工作着，面积多，时间长，因此，减轻割草工人的劳动负担是摆在我们面前的一个重要问题。
2、设计思路：
(1) 设想制作内容：我们的设计分为三部分：模拟草坪、模拟割草机、乐高机器人。①模拟草坪：用绿色带表示，成“□”字型。②模拟割草机：能定时开启与关闭。③乐高机器人：由二个RCX、两个角度传感器、三个马达、一个触动传感器、一个摄像头和若干积木块组成。
(2) 设想操作程序：程序运行后，模拟割草机通过遥控器以马达A、C在草坪上行进，割草工人坐在显示屏前通过割草机上端的摄像头观察机器行进方向，割草时，按下遥控器上的触动传感器开动马达B开始割草。割草完成后关掉马达B的开关，控制机器离开草坪。
3、预计该设计的新颖性、科学性、实用性、先进性和项目未来价值：
(1)新颖性、科学性和先进性：自动控制，加了摄像头，割草工人可通过摄像装置进行摄像跟踪和进行正确的、有针对性的操作。这是一种科学技术的创新，把现有的设备进行改进，成为方便、快捷、省力的机器人，能在实际操作中较好地完成割草任务。
(2)实用性和项目未来价值：可以大大降低割草工人的工作量，对绿化城市有积极意义。
(二)活动过程与步骤
我校进行机器人训练已有一段时间了，也开设了这方面的兴趣小组。正是机器人给人带来了新奇，深深吸引着学生们，纷纷报名参加这个机器人兴趣小组，目前已有20多个学员了。通过本兴趣小组的活动，让学生了解机器人的相关知识，了解机器人在社会发展和建设中的运用和懂得科学在其中的巨大作用，通过一查、二看、三试、四议的学习活动，让学生学习和掌握全自动遥控割草机的制作和编程方法，并在其中获得科学知识和培养不断创新的精神。
一查：组织学生收集、调查有关的割草机的资料，了解它的工作原理。
二看：邀请割草工人来校作指导，讲讲他们的劳动情况，或者组织学生观察我校后勤人员割草时的情景。了解他们劳动的艰辛，
三试：学生对机器人已不再陌生，从观察中得到启示，加上有以前的经验，就会产生跃跃欲试的欲望，动手试一试、做一做。学生的机器人制作器材基本上以乐高产品为主，积木式的搭建拆装方便，便于学生动手制作和发明创造。乐高机器人编程语言使用的是ROBOLAB图形化编程语言——G语言，使用方便。图形化编程语言让学生对机器人进行编程时想怎么做就能怎么做。看着自己制作出来的割草机器人在自己的操纵下自动动起来了，虽然模样各异，所编程度并不完美，但学生将会非常兴奋——我有成就感!
四议：通过每一次活动，参加每一个试验，让学生谈谈自己的感受，并作好一定的记录。在这中间你懂得了什么？学到了什么？还有哪些值得探讨与改进的地方？自己的水平能不能有所提高？通过必要的讨论，对学生自己的机器人制作与编程水平都有所提高。
通过查、看、试、议和请进来、走出去开展好机器人制作创新活动，可以提高学生的科学素养，培养学生学习科技的兴趣，增长学生的知识，学到一些本领。又能激发学生的学习热情。
四、方案的优势与作用：
正因为我校进行机器人训练已有一段时间了，也积累了一定的经验，取得了一些成绩。例如在2004年江苏省“中国移动杯”青少年机器人大赛中，机器人轨迹赛获一等奖、机器人刺球与即兴等获三等奖、创意设计《马路通道车》获三等奖，学校获得团体奖；在“电信杯”2004常州市中小学生机器人大赛中，机器人轨迹获一等奖、创意设计《喷农药的机器人》获一等奖等，学校获优秀组织奖；等等。在一些兄弟学校里处于前位，有了一定的影响力，得到了学校领导在关心与大力支持，兄弟学校的帮助。也为我校的科技特色增添了一点亮色。开展这项活动，可以让学生了解机器人在社会发展和建设中的运用和懂得科学在其中的巨大作用，学习和掌握一些基本的机器人制作和编程的方法，并在其中获得科学知识和培养科学素养及不断创新的精神。
这种全自动割草机机器人如果真正运用到实际工作中去，那将大大减轻割草工人的劳动强度与负担，更好地为城市绿化作出贡献，推广意义极大，实用性强。
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苏公网安备 32041202001105号
