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乐高EV3高级课程课件
目录
课程介绍与目标
EV3硬件组成与功能
编程基础与常用指令
机器人设计与搭建实例
传感器应用与编程实践
电机控制与运动规划
高级功能拓展与实战项目
课程总结与展望
01
课程介绍与目标
Chapter
乐高EV3是一款基于LEGOMINDSTORMS平台的教育型机器人套件。
它包含各种传感器、马达、连接件以及一个可编程的智能砖块（EV3Brick）。
通过EV3，学生可以学习编程、机器人设计、问题解决等技能。
01
深入理解EV3硬件和传感器的工作原理。
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掌握EV3软件的编程技巧和高级功能。
培养学生独立设计、搭建和调试机器人的能力。
鼓励学生创新思维，解决实际问题。
对乐高积木搭建有一定的了解和经验。
对基础编程概念（如变量、循环、条件语句）有一定的认识。
具备一定的问题解决能力和团队合作精神。
对机器人技术和相关领域有浓厚的兴趣。
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02
EV3硬件组成与功能
Chapter
EV3智能控制器是乐高机器人系统的“大脑”，负责控制机器人的所有动作和决策。
控制器
接口
存储
控制器通过USB、蓝牙等接口与电脑、手机等设备连接，实现编程和遥控操作。
内置SD卡插槽，支持扩展存储容量，用于保存程序和数据。
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检测机器人的碰撞、接触等物理信息，实现避障、抓取等功能。
触觉传感器
检测光线强度和颜色，用于环境感知和导航。
光电传感器
检测声音强度和频率，实现声音控制和语音识别。
声音传感器
检测红外信号，用于遥控操作和机器人间通信。
红外传感器
通过乐高EV3编程软件，可以方便地实现对电机的编程控制，实现各种复杂的动作和功能。
控制器内置电机驱动模块，可实现对电机的精确控制，包括速度、方向、旋转角度等。
EV3支持多种电机类型，如直流电机、伺服电机等，满足不同应用场景的需求。
不同类型的电机具有不同的特性，如扭矩、转速、精度等，需要根据实际需求进行选择。
电机驱动
电机类型
电机特性
电机编程
03
编程基础与常用指令
Chapter
界面布局
包括菜单栏、工具栏、编程区、模块区等
编程流程
拖拽模块、设置参数、连接模块、上传程序等
调试技巧
使用模拟器、单步执行、查看变量值等
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变量定义
命名规则、数据类型、作用域等
运算符
算术运算符、比较运算符、逻辑运算符等
数据类型
数字、字符串、布尔值、数组等
表达式
组合运算符和变量形成表达式，计算结果
if语句、switch语句等，根据条件执行不同代码块
for循环、while循环等，重复执行某段代码直到满足条件
break语句、continue语句等，用于控制循环流程
条件语句和循环语句可以相互嵌套，实现更复杂的程序逻辑
条件语句
循环语句
中断与跳出
嵌套结构
04
机器人设计与搭建实例
Chapter
明确机器人需要实现的功能，如移动、抓取、感应等。
确定机器人功能
根据功能需求，选择合适的乐高组件，如电机、传感器、结构件等。
选择合适的组件
在满足功能需求的基础上，发挥创意，设计出独特、有趣的机器人造型。
创新设计
了解并熟练掌握各种乐高组件的特点和使用方法。
熟练掌握组件
在搭建过程中，要确保机器人的稳定性，避免出现倾斜或散架的情况。
注意稳定性
在设计时，考虑为机器人留出扩展空间，以便在未来添加更多功能。
留出扩展空间
利用乐高EV3套件搭建一款能够自动寻迹、避障的智能小车。通过编程控制小车的运动，实现前进、后退、转弯等功能。
利用乐高EV3套件搭建一款仿人形的机器人。通过编程控制机器人的动作，实现行走、跳舞、打拳等功能。同时，可以为人形机器人添加语音识别、图像识别等功能，提高其智能化水平。
智能小车
人形机器人
05
传感器应用与编程实践
Chapter
超声波定位
通过多个超声波传感器的组合应用，实现机器人在二维平面内的定位与导航。
超声波测距
利用超声波传感器测量物体与机器人之间的距离，实现避障、跟随等功能。
超声波通信
利用超声波进行简单的数据传输，实现机器人之间的通信与协作。
03
循迹导航
利用颜色或光线传感器识别地面上的轨迹线，实现机器人的循迹导航功能。
01
颜色识别
通过颜色传感器识别不同颜色，实现机器人对环境的感知与响应。
02
光线强度检测
利用光线传感器检测环境光线的强弱，实现机器人对光环境的自适应调节。
06
电机控制与运动规划
Chapter
通过改变电机两端电压极性实现正反转，调节电压大小控制转速。
直流电机驱动原理
通过发送PWM信号控制电机转角和速度，实现精确位置控制。
伺服电机驱动原理
根据实际需求设置电机驱动电压、电流、功率等参数，确保电机稳定运行并满足性能要求。
电机参数设置
1
2
3
利用
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