讲 义
管道渗漏检测二 O一 O 年三月
玻璃纤维膨体纱目 录
第一章 基础知识部分 (3)
第二章 虚拟机器人程序设计初步 (8)
第三章 超声波传感器和触碰传感器的使用 (11)
第四章 红外传感器和光电传感器的使用 (14)
纺织机轴承第五章 机器人灭火程序分析 (19)
第一章 基础知识部分
学习目标
了解机器人的概念、机器人的应用、机器人发展与未来，介绍机器人教育进入我国 中小学现状分析、开展实体机器人教育的瓶颈，开展3D仿真虚拟机器人教育的优势等， 认识 3D 仿真虚拟机器人软件的组成，以及机器人场地和机器人模型的结构。掌握对机 器人场地和机器人模型的导入和新建的方法，掌握如何在 3D 仿真机器人软件中机器人 场地和机器人模型的编辑。 扩阴器重点和难点
1、教学重点：3D仿真虚拟机器人场地和机器人模型的运用。
2、教学难点：3D仿真虚拟机器人场地和机器人模型的编辑。
学习内容
一、 机器人的概念与应用
展示几组机器人图片，让大家了解机器人，在展示任务的同时提出问题，引导大家 认识我们生活中的各种机器人，归纳出机器人的概念。
图1-1 迎宾机器人 图1-2与机器人对话 图1-3 机器人“乐队”
（一）什么是机器人？
中国的科学家们把机器人定义为：机器人是一种自动化的机器，而且其具备一些与 人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有 高度灵活性的自动化机器。 （二）机器人的应用领域
从工业拓广到 农业、林、牧、渔，甚至进入寻常百姓家。机器人的种类之多，应 用之广，影响之深，机器人分为军用机器人和民用机器人。
（三）学校开展机器人教育的目的和意义
智能机器人融合了机械、电子、传感器、无线通讯、声音识别、图像处理和人工智 能等领域的先进技术。在中小学开展智能机器人实验活动可以培养学生的动手实践能 力、创新思维能力和团结协作能力，同时也能够适应新课程改革的需要，对提高中小学 生科技素养有着巨大的促进作用。
（四）开展实体机器的现状与瓶颈
中国科学技术协会自 2001 年开始举办第一届全国青少年机器人竞赛，教育部、中 央电化教育馆自 2004 年也把电脑机器人项目作为竞赛项目列入到全国中小学电脑作品 制作活动中，机器人科技教育项目进入我国各省市（包括香港和澳门特别行政区）中、 小学校已有10年的时间，参与的地区和人数均在逐年增加。
以广州市调查数据为例，现在广州市有1532所中小学校和73所中等职业学校，共
有 175 多万名中小学生、10 多万名中小学教师。而 2009 年广州市只有 116（93）所学 校开展了机器人实验活动，仅有 569（308）名学生和 152（130）名老师参加了机器人 教学和竞赛。 由此看出，
对于经济较发达的广州市开展机器人项目的学校不到十分之一、 参加学生不到万分之三、参与的老师不足千分之一，而对那些经济欠发达地区开展情况 则更不乐观。
虽然机器人实验进入中小学已有十年，但从现状分析在我国的机器人教育可称作是 一种“精英”教育。由于现在市场上所售各种品牌的实体机器人价格都比较昂贵，而且互 不兼容，开放度低，适用于各学段的性价比高的教育机器人产品却相当少。学校要想全 面普及机器人教育或者想在竞赛中取得较好成绩，每年都必须投入大批资金，但现在大 部分学校的现状是既缺乏资金又缺少师资，特别对那些经济不发达的农村中小学校困难 则更加突出，所以要想利用实体机器人在学校进行大面积地推广和普及机器人教育还比 较困难。
（五）开展 3D仿真虚拟机器人教育的优势
“易时代 3D 仿真虚拟机器人软件”是由广州市教育信息中心规划设计，委托广东南 方数码科技有限公司开发的一个集机器人教学、实验和竞赛管理于一体的虚拟机器人实
（证书号： 验平台，已获得由中国版权保护中心颁发的“计算机软件著作权登记证书”
2009R11L094163） 。该 3D 仿真虚拟机器人软件已作为“2009 年广州市中小学智能机器 人竞赛活动”的一个特实验项目，在广州市组织了多次教师培训和实战演练，该实验 项目在广州市中小学智
能机器人竞赛中取得了圆满成功。应用该软件开展机器人教育， 不需要购买价格昂贵的实体机器人，利用网络和计算机就可以让学生接受机器人教育， 学生利用该软件在计算机上进行机器人的设计、组装、图形化编程，让虚拟机器人在3D 仿真的虚拟现实场景中代替实体机器人完成相关实验任务。该软件具有模型形象逼真、 编程简单和演示场景真实感强等特点，具有一定的先进性、教育性、创新性。有利于培 养学生的创新思维能力、科学探究能力、自主学习能力和动手实践能力，有利用于提高 学生的信息科技素养、促进教师的专业发展和推进学校的素质教育，有利于促进教育创 新、教育均衡发展和缩小数字鸿沟，有利于机器人教育项目在各类学校的推广与普及。
二、3D仿真虚拟机器人软件的使用
（一）软件的下载、安装与注册
3D 仿真虚拟机器人系统也就是一套计算机软件，让大家掌握软件的下载、安装和 注册方法，并运行该软件，明确安装该软件对计算机的要求。并按以下步骤进行操作。
1、软件的下载
进入 ic网站的“通知文件”中，到“易时代 3D 仿真虚拟机器人软
”下载到本地硬盘后解压安装。
件（2009年12 月16日更新版本）
安装该软件的注意事项：计算机内容必须在256M以上内存，并且要安装显卡自带 的驱程序（而不是 Windows默认的驱程）。软件默认的安装在D盘的Virtual Robot 文件 夹下。
2、软件的注册和运行
安装完成后不用重启动运行该软件，
（1）开始——程序——Virtual Robot 出现软件注册框，在软件注册框中输入软件序 列号，注册必须要求联网在线才能注册成功，如果注册成功就可以顺利启动软件，否则 应检查单位的路由器是否已打开8089端口。
（2）软件启动成功后的运行界面如图4所示
棉絮加工
图1-4 3D 机器人运行界面 图1-5 3D 机器人场地界面
（二）软件的结构组成
1、机器人场地应用
（1）进入虚拟机器人场地操作界面
点击界面左上角“场地”标签，进入场地操作界面。如图15
（2）新建一个场地
图16 场地文件中新建场地 图17 新建场地对话框
新建场地文件，如图16。点击“新建”按钮，在新建场地对话框（图17）中选择 场地文件要保存的位置，一般保存路径为 D ：\VirtualRobot\Scenes 。在名称栏输入场 地文件名称，点击确定保存，如图17所示。
（3）打开已有场地文件
在图16中点击打开按钮，在打场地文件对话框中选取一个已有的场地文件打开即 可，如图18。
图17 新建场地图 图18 打开已有的场地图
（4）场地文件的编辑
多媒体控制器
如图19在障碍快捷工具栏中点击相应按钮就可在场地中添加体块、围墙、音源、 火焰和开始等对象。
图19 障碍快捷工具栏
图110 三维选择快捷工具栏
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