《智能机器人与传感器》教案课程单元设计14 - 动作（舵机伺服器）

PAGEPAGE2《传感器技术与应用》一、教案头本次课标题：动作相关--舵机伺服器（机器人关节）授课班级16电子信息3-1上课时间课时：2上课地点知行楼5-413教学目标能力（技能）目标知识目标1、能使用舵机，能正确连接至驱动板上2、学会使用产生PWM脉冲3、学会改变PWM脉冲的占空比，进而改变舵机的旋转角度4、学会测试旋转的精度1、熟练掌握舵机伺服器工作原理；2、熟练掌握使用PWM脉宽控制舵机位置的原理3、熟练掌握使用程序产生PWM的方法4、掌握转动精度的测量方法5、了解多个舵机转动以及机器人运动能力训练任务及案例任务1：连接舵机至驱动板任务2：编程产生50HzPWM脉冲任务3：编程产生可调占空比：从1ms到2ms任务4：观察结果，是否从0度转到180度可变任务5：测试转动的精度参考资料【1】郭彤颖，张辉，《机器人传感器及其信息融合技术》，化学工业出版社，ISBN：9787122283658，2017年1月【2】贾海瀛,《传感器技术与应用》，ISBN:9787040422658，高等教育出版社，2015年9月【3】TeroKarvinen,etc.,《Make:Sensors》,ISBN:9781449368104，O'Reilly，2016【4】KimmoKarvinenandTeroKarvinen,《GettingStartedwithSensors》,ISBN：9781449367084，MakerMedia,Inc.,2014【5】树莓派官网：/【6】SPI库下载地址:/doceme/py-spidev【7】树莓派实验室：/2017/08/07/hexapod-walker-raspberry-pi.html二、教学设计步骤教学内容教学方法教学手段学生活动时间分配告知（教学内容、目的）1、熟练掌握舵机伺服器工作原理；2、熟练掌握使用PWM脉宽控制舵机位置的原理3、熟练掌握使用程序产生PWM的方法4、掌握转动精度的测量方法5、了解多个舵机转动以及机器人运动教师主讲多媒体听讲解5分钟引入（任务项目）舵机是可以通过编程的方法改变角度的电动机。机器人的关节大多数用的都是此类舵机。关键的技术就是利用电位器、通过ADC产生电位器对应位置的数值的方法得到转动角度的。教师主讲多媒体听讲解5钟操练（掌握初步或基本能力）1、讲解舵机伺服器工作原理；2、讲解使用PWM脉宽控制舵机位置的原理3、讲解使用程序产生PWM的方法4、讲解转动精度的测量方法5、讲解多个舵机转动以及机器人运动师生互动讨论小组讨论20分钟深化（加深对基本能力的体会）1、编程产生可变占空比、50Hz的PWM脉冲2、测试1ms到2ms这1ms内转动180度角的精度。教师主讲上机指导实际操作演示指导+实操25分钟归纳(知识和能力)作为第二个模拟量转数字量的应用的例子，伺服器将电位器的转动与电动机的转动关联上，利用电位器的电阻变化来对应精确的电动机转动大小的模拟量。师生互动小组讨论讨论小组讨论2分钟训练巩固拓展检验演示机器人多个关节的运动是如何结合起来产生机器人整体的姿势师生互动实际操作演示指导+实操15分钟总结通过学习单个舵机的工作原理及控制方法，进而学习由多个舵机构成的机器臂。以及如何通过控制多个舵机，让机