VEX IQ机器人创客教程

作为引领优选教育机器人潮流的知名品牌，VEX机器人的产品、培训和竞赛在过去的十多年为包括我国在内的世界数以百万计的青少年带来了STEAM教育的极为有效的工具和手段。目前全世界参加VEX机器人比赛的队伍达到了16000多支，人数达到上百万，我国目前有上千支队伍参加各级比赛。本书系统介绍了VEXIQ机器人的搭建、机器人编程等内容，每个主题从核心问题入手，通过对目标概要、动手体验、成果评估、思维训练和学习活动的详细介绍告诉读者如何设计机器人以及如何将机器人与学科课程相结合。本书可以作为VEX机器人初学者的学习用书，也可以作为机器人教师与学生准备机器人比赛的参考用书，学校开展机器人教学的教材，比赛举办方培训教练员、裁判员的教材和中国创客教育认证教材。

覃祖军，副研究员，1999年获得北京师范大学发展与教育心理学博士学位，2009年完成教育信息技术学博士后研究工作顺利出站。现为北京教育网络和信息中心研究指导部主任。兼任“中国教育技术协会智慧学习工作委员会”秘书长、香港远程教育学会督导委员会副、“靠前HOU组织”北京负责人、“IFIP靠前信息处理联合会TC3”通讯委员等职务。长期从事教育信息化规划、教育教学课题研究指导、靠前科教合作项目协调、竞赛项目组织实施等工作。目前主要研究创新思维发展规律及智慧学习技术。

丛书序
前言
主题一VEXIQ机器人建造
核心问题
目标概要
动手体验
成果评估
思维训练
学习活动
一、机器人的构件
1.主控器
2.传感器
3.执行器
二、机器人的语言
1.图形化编程语言
2.把图形化编程语言转换成ROBOTC代码
三、搭建机器人
1.销、齿轮、滑轮和轮毂的搭建技巧
2.电机和连接件搭建技巧
3.机器人搭建的步骤
四、系统配置
1.VEXIQ系统固件更新
2.ROBOTC固件下载
五、无线配对设置
1.无线配对
2.两种图形化编程模式
3.常见故障与排除方法
主题二程序编写
核心问题
目标概要
动手体验
成果评估
思维训练
学习活动
一、图形化程序编写
二、给实体机器人下载、运行程序
三、虚拟机器人
1.给虚拟VEXIQ机器人下载、运行程序
2.虚拟世界控制按钮
主题三机器人简单运动
核心问题
目标概要
动手体验
成果评估
思维训练
学习活动
一、前进、后退
二、机械臂控制
三、编程挑战
1.机器人视察挑战（Sensorbot challenge）
2.基本运动挑战
四、转弯
1.原地转弯
2.直行和转弯
3.转弯挑战
主题四机器人的传感器
核心问题
目标概要
动手体验
成果评估
思维训练
学习活动
一、编码器
二、碰触传感器
1.碰撞传感器
2.颜色触摸传感器
3.布尔逻辑运算
4.挑战
三、距离传感器
1.避障运动1
2.避障运动2
3.挑战
四、角速度传感器/陀螺仪
1.粗略转弯
2.精确转弯
3.挑战
五、颜色传感器
1.红色检测
2.挑战
主题五机器人编程
核心问题
目标概要
动手体验
成果评估
思维训练
学习活动
一、循环
二、Repeat循环
三、RepeatUntil循环
四、While结构程序
五、if判断结构
1.if—else结构
2.挑战
六、重复判断
1.障碍物检测
2.挑战
七、巡线
1.巡线编程
2.挑战
主题六遥控机器人
核心问题
目标概要
动手体验
成果评估
思维训练
学习活动
一、远程控制
1.遥控器的值
2.电机控制
二、机械臂控制
三、操作协助
1.驾驶协助
2.自动抓取
主题七搭建手册
一、机器人搭建手册
二、特殊搭建
附录VEX IQ极速过渡竞赛规则

前  言本书系统介绍了VEX IQ 机器人的搭建、机器人编程等内容，每个主题从核心问题入手，通过对目标概要、动手体验、成果评估、思维训练和学习活动的详细介绍告诉读者如何设计机器人以及如何将机器人与学科课程相结合。本书突出的特点就是在案例讲解中，注意培养学生的创新思维能力，如比较思维、发散思维、聚合思维、大数据思维、跨界思维和逆转思维等。    VEX 机器人大赛又称VEX 机器人世锦赛，级别有地方赛（如北京赛）、中国赛、亚洲公开赛和世界锦标赛，是一项旨在通过推广教育型机器人，拓展中小学生和大学生对科学、技术、工程和数学领域的兴趣，提高并促进青少年的团队合作精神、领导才能和解决问题的能力的多级别大赛。这一比赛所涉及的机器人不仅可用于比赛，同时也是学生学习机器人、进行科技创新活动的平台，可以让教师和学生了解并开展与STEAM 有关的课程，从而更好地发挥他们的聪明才智。目前全世界参加VEX 比赛的队伍达到了16000 多支，人数达到上百万，仅北京市就有200 多所学校组队参加此项比赛，所以VEX 机器人市场需求量大。    作者根据多年关于机器人教学和比赛的经验，系统介绍了VEX IQ 机器人的搭建、机器人编程等内容，告诉了读者如何设计机器人以及如何将机器人与学科课程相结合，介绍了作者在机器人教学中的探索。本书所使用的机器人是VEX IQ 智能机器人套装，简单易学，能够搭建出复杂的机械结构；使用ROBOTC for VEX Robotics Graphical 软件，这是美国卡内基梅隆大学专为中小学生开发的一种简易的图形化编程软件。它通过像搭积木一样的方法，利用“控制”“动作”“函数”“外观”“声音”等模块中的积木，做出自己的算法或者人机交互，可以用它创造属于你自己的机器人及其运动行为。本书以授课的形式，通过大量的机器人实例和搭建配图，讲解机器人的机械结构搭建，详细介绍了机器人搭建的基本技术原理和应用，并且鼓励学生去想象和思考，从而建构出自己的机器人。同时特别注意在辅导学生动手学习的同时，发展学生的创新思维能力，并使其具备互联网思维的意识。    本书可以作为VEX 机器人初学者的学习用书，也可以作为机器人教师与学生准备机器人比赛的参考用书，学校开展机器人教学的教材，比赛举办方培训教练员、裁判员的教材和创客教育的认证教材。    由于编写的资源内容来自多个方面，加上编者水平有限，书中难免存在疏漏和问题，恳请广大读者批评指正！    编者2017 年３月于北京