本書是為了廣大參與中國青少年機(jī)器人競賽活動的教練員們編寫的實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)手冊。本書從怎樣成為一名優(yōu)秀機(jī)器人競賽教練到什么是機(jī)器人及機(jī)器人比賽,再到目前幾個機(jī)器人大賽,講述了一名教練應(yīng)具有的素質(zhì)和應(yīng)做的準(zhǔn)備,介紹了國內(nèi)外青少年機(jī)器人競賽概況,以及機(jī)器人綜合技能比賽、創(chuàng)意比賽、工程挑戰(zhàn)賽、足球比賽等的競賽規(guī)則、流程、參賽指導(dǎo)方法。
中國青少年機(jī)器人競賽活動是中國科協(xié)主辦的面向21世紀(jì)青少年的系列科技創(chuàng)新活動之一。該活動始辦于2001年,競賽旨在以豐富多彩、形式多樣的機(jī)器人探究項(xiàng)目,培養(yǎng)青少年的創(chuàng)新精神和動手實(shí)踐能力,激發(fā)他們對科學(xué)技術(shù)以及機(jī)器人研究應(yīng)用的興趣,提高他們的科學(xué)素質(zhì)。同時,該活動還選拔國內(nèi)優(yōu)秀的青少年參與國際青少年機(jī)器人競賽和交流活動。競賽組委會由主辦單位與承辦單位共同組成。競賽組委會辦公室設(shè)在中國科協(xié)青少年科技中心,負(fù)責(zé)競賽日常工作。
第 一 章了解機(jī)器人和機(jī)器人比賽1
1.1什么是機(jī)器人2
機(jī)器人的構(gòu)成2
制作機(jī)器人的一般流程4
制作機(jī)器人的器材5
1.2什么是機(jī)器人比賽6
比賽項(xiàng)目類型6
一般比賽流程7
比賽的目的是什么7
第 二 章競賽教練員9
2.1成為一名優(yōu)秀的機(jī)器人競賽教練員10
理解技術(shù)但不必精通10
做好打持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備10
以賽帶訓(xùn)11
耐心和冷靜11
競賽不僅是競賽11
善于表現(xiàn)12
積累資料12
2.2與學(xué)校、同事和家長打交道12
學(xué)校12
同事12
家長13
2.3布置訓(xùn)練室13
一般布局13
預(yù)算清單14
保持整潔有序15
2.4招募和遴選隊(duì)員16
宣傳16
報名16
遴選16
2.5獲取技術(shù)支持17
機(jī)器人器材廠商的技術(shù)人員17
互聯(lián)網(wǎng)17
本地有經(jīng)驗(yàn)的老師17
2.6參加全國比賽18
自我保護(hù)和財產(chǎn)意識18
風(fēng)度和禮貌18
第 三 章中國青少年機(jī)器人競賽19
3.1什么是中國青少年機(jī)器人競賽20
概述20
主辦單位、承辦單位、協(xié)辦單位20
歷史沿革21
組織機(jī)構(gòu)22
比賽時間22
參賽對象及組團(tuán)方式22
獎項(xiàng)設(shè)立22
參賽申報22
3.2比賽項(xiàng)目23
3.3競賽器材24
西覓亞(樂高器材)24
東莞博思26
廣州中鳴27
杭州納英特29
上海未來伙伴29
第 四 章機(jī)器人綜合技能比賽31
4.1了解比賽規(guī)則32
機(jī)器人賽臺及場地32
可能的機(jī)器人任務(wù)及得分34
對參賽機(jī)器人的要求35
賽制35
比賽過程35
記分36
獎勵36
4.2日常訓(xùn)練36
選擇機(jī)器人器材36
基礎(chǔ)培訓(xùn)37
多樣化活動37
建立淘汰機(jī)制38
4.3賽前準(zhǔn)備38
賽前集訓(xùn)38
模擬比賽38
賽前心理調(diào)整38
4.4競賽方案搭建策略39
穩(wěn)定壓倒一切39
讓學(xué)生親自調(diào)試40
4.5實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)40
分析賽題40
編寫程序41
分段調(diào)試41
局間調(diào)試41
第 五 章機(jī)器人創(chuàng)意比賽43
5.1了解比賽規(guī)則44
參賽隊(duì)伍44
參賽作品的器材要求44
參賽作品的體現(xiàn)要素44
參賽流程45
評分標(biāo)準(zhǔn)46
5.2指導(dǎo)中學(xué)生的項(xiàng)目流程47
研讀比賽主題48
討論初步創(chuàng)意48
項(xiàng)目查新48
可行性分析49
初步設(shè)計49
詳細(xì)設(shè)計49
搭建、編程、調(diào)試49
外圍場景的建設(shè)50
整理研究報告50
模擬演示介紹50
5.3指導(dǎo)小學(xué)生的項(xiàng)目流程51
挖掘生活中的小問號51
好的問題就是好的選題52
如何評估初步的設(shè)想52
讓機(jī)器人發(fā)揮作用53
結(jié)構(gòu)與動作54
計算機(jī)編程54
5.4如何選題55
研究競賽主題55
背景調(diào)查和分析56
注意比賽要求58
5.5實(shí)例分析58
優(yōu)秀案例60
偏題案例62
結(jié)構(gòu)創(chuàng)新案例65
優(yōu)秀作品的特點(diǎn)69
不建議的傾向70
在技術(shù)之外70
研究報告71
第 六 章FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽73
6.1賽事內(nèi)容74
比賽內(nèi)容74
機(jī)器人挑戰(zhàn)賽75
比賽場地75
賽臺76
機(jī)器人和器材77
任務(wù)說明78
課題研究80
技術(shù)問辯84
團(tuán)隊(duì)合作84
6.2八周訓(xùn)練計劃85
前期工作85
第一周85
第二周85
第三周86
第四周86
第五周86
第六周86
第七周87
第八周87
6.3實(shí)戰(zhàn)技巧87
總體設(shè)計87
善用能量與力88
具體方案89
第 七 章VEX機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽93
7.1了解比賽規(guī)則94
比賽場地與環(huán)境94
得分物品及得分95
賽制97
參賽隊(duì)排名98
7.2基本搭建技巧99
常用輪99
常見底盤結(jié)構(gòu)101
常見傳動機(jī)構(gòu)103
常見電機(jī)104
常見電池105
機(jī)械臂106
機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)件的選用108
常用遙控器108
7.4實(shí)戰(zhàn)技巧109
增加適當(dāng)?shù)墓ぞ?09
集思廣益109
搭建、測試、修改、完善110
訓(xùn)練流程110
人員和器材配置111
人才梯隊(duì)111
第 八 章機(jī)器人足球比賽113
8.1了解規(guī)則114
比賽場地和足球114
機(jī)器人115
參賽隊(duì)116
比賽116
8.2結(jié)構(gòu)設(shè)計117
底盤118
吸球裝置122
彈射裝置122
足球機(jī)器人的傳感器124
8.3基本程序設(shè)計128
四輪底盤的全向運(yùn)動控制策略129
8.4訓(xùn)練任務(wù)分解130
附 錄133
A中國青少年機(jī)器人競賽合作廠商聯(lián)系方式134
西覓亞科技有限公司134
上海未來伙伴機(jī)器人有限公司(原上海廣茂達(dá)伙伴機(jī)器人有限公司)134
廣州中鳴數(shù)碼科技有限公司134
東莞博思電子數(shù)碼科技有限公司134
杭州納英特科技有限公司134
B機(jī)器人DIY平臺135
簡介135
ARDUINO135
Raspberry Pi(樹莓派)137
結(jié)語139
C常見國際青少年機(jī)器人賽事簡介140
FIRST LEGO League(FLL)國際錦標(biāo)賽140
VEX機(jī)器人世界錦標(biāo)賽142
RoboCup Junior青少年機(jī)器人世界杯143
D圖片索引146
E表格索引150
本書是為了廣大參與中國青少年機(jī)器人競賽活動的教練員們編寫的實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)手冊。本書從怎樣成為一名優(yōu)秀機(jī)器人競賽教練到什么是機(jī)器人及機(jī)器人比賽,再到目前幾個機(jī)器人大賽,講述了一名教練應(yīng)具有的素質(zhì)和應(yīng)做的準(zhǔn)備,介紹了國內(nèi)外青少年機(jī)器人競賽概況,以及機(jī)器人綜合技能比賽、創(chuàng)意比賽、工程挑戰(zhàn)賽、足球比賽等的競賽規(guī)則、流程、參賽指導(dǎo)方法。
該書在內(nèi)容選擇上,主要涉及機(jī)器人競賽活動的基礎(chǔ)知識及長期指導(dǎo)活動的各個方面內(nèi)容。它不局限于分析具體的規(guī)則或者解決具體技術(shù)問題,而是著重展現(xiàn)機(jī)器人競賽活動的全貌和必要的技術(shù)思路,讓教練員們能輕松弄懂怎么開展活動。介于篇幅,且各個廠商會針對自有機(jī)器人器材提供詳細(xì)的入門技術(shù)參考資料,因此書中省略了對每一種競賽器材進(jìn)行非常詳細(xì)的技術(shù)指導(dǎo),只是簡明扼要的為教練員提供可操作性的做法和思路。
雖然本書篇幅不長,但內(nèi)容精練,更切合一線教師的實(shí)際環(huán)境。我們相信不同的人群閱讀的收獲也不一樣:對于剛?cè)腴T的教師,這是一本關(guān)于競賽活動快速上手的指南;對于有一定經(jīng)驗(yàn)的教師,這是一本查缺補(bǔ)漏的參考書;對于喜歡鉆研技術(shù)的教師,這是一本技術(shù)方案思路集;對于各級機(jī)器人活動行政主管來說,這是一本能全面了解機(jī)器人活動組織流程,以及如何為教練員提供指導(dǎo)的手冊。
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