陀螺

S6智能机器人基础 · 第1课 · 学生手册

课堂引入：什么是机器人？

🤔 马路上的小汽车是机器人吗？

机器人不是电影里的人形机器，而是能感知环境、自己做决定、完成任务的机器！

机器人的三大部分

👁️
传感器

像眼睛耳朵
感知周围环境

🧠
主控（大脑）

EV3主控
做决定发命令

💪
执行机构

电机、轮子
动起来干活

角色扮演小游戏：老师当机器人，你发命令！"左转一点""往前走3步"——命令必须准确，机器人才能做对！

课前热身：你来当机器人指挥官

想一想：要让陀螺转得飞快，机器人需要哪三部分？

今天我们要完成什么？

1
认识EV3主控：端口A/B/C/D，大电机vs中电机
2
搭发射器底座：固定主控和中型电机
3
搭齿轮二次加速：大齿轮带小齿轮，转速飞起来！
4
做陀螺：大车轮当陀螺，球形轴销连接
5
写程序：电机启动→加速→陀螺飞转！

搭建指导 先思考再看答案

任务1：固定主控和电机

点击展开思考问题和参考图

先想一想：

  • EV3主控上有哪几个端口？（A、B、C、D四个）
  • 中型电机要固定在主控哪边？（侧面）
  • 用什么零件把电机固定住？（孔梁+摩擦销）
EV3 M电机 EV3主控 + 侧面中型电机

温故知新：齿轮怎么搭配？ 复习旧知

想一想：大齿轮带小齿轮，和小齿轮带大齿轮，速度有什么不一样？
组合方式谁是主动轮效果生活例子
大带小大齿轮主动转加速！小齿轮转得飞快自行车、陀螺发射器
小带大小齿轮主动转减速！大齿轮转得慢但有力汽车雨刮器、吊车
⚙️大 → ⚙️小 = 加速！
⚙️小 → ⚙️大 = 减速！
💡 口诀：大带小，跑得快（加速）；小带大，力气大（减速）。今天陀螺要转得快，所以用大带小！

任务2：齿轮二次加速

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先想一想：

  • 大齿轮带小齿轮，速度变快还是变慢？（变快！）
  • 要让陀螺转得飞快，需要几次加速？（两次！）
  • 40齿大齿轮配8齿小齿轮，速度变成几倍？（5倍！）
⚙️→ ⚙️→ ⚙️
40齿 8齿 40齿 8齿 陀螺轴↑

▲ 两层长梁夹住齿轮，大齿轮→小齿轮→大齿轮→小齿轮，两次加速！

任务3：做陀螺

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先想一想：

  • 用什么当陀螺的"身体"？（大车轮！质量大惯性大）
  • 陀螺底部用什么零件让它转得更顺？（球形轴销）
  • 陀螺插在哪里？（顶部红色轴上）
大车轮陀螺 + 球形轴销

编程逻辑：电机怎么控制？

认识电机三种模式 基础

模式长什么样做什么用
有限制运行A 以75%速度运行 1圈转到指定圈数就停
无限制启动A 以100%启动电机一直转，直到手动停
停止电机A 停止电机立刻停下

第一步：电机怎么转？

想一想：怎么让中型电机转起来？
开始
选端口：电机接在A口
功率100% 启动电机A
电机转起来！

对应EV3积木：

运动 端口A 100% 启动电机

第二步：怎么控制方向和速度？

想一想：正数和负数有什么区别？
  • 正数（如75%）→ 顺时针正转
  • 负数（如-75%）→ 逆时针反转
  • 数字越大 → 转得越快！
试试：把75%改成100%，陀螺是不是转得更快？改成-50%，方向反过来了！

第三步：陀螺怎么发射？

想一想：先让电机猛转，再放陀螺？还是一起转？
开始
电机A以100%启动
等2秒（电机加速到最快）
把陀螺放在轴上
陀螺飞转！

拓展：试试改成"以100%运行5圈后停止"，看陀螺能转多久！

知识点回顾 课后复习

知识点1：机器人由哪三部分组成？
传感器（感知环境）、主控（大脑做决定）、执行机构（电机等干活）。
知识点2：中型电机和大型电机有什么区别？
中型电机转速快但力量小；大型电机转速慢但力量大。我们陀螺要用快的，选中型电机！
知识点3：齿轮二次加速是什么意思？
大齿轮带小齿轮=加速！连续两次大带小，转速变成5×5=25倍，陀螺飞起来！
知识点4：功率正负号控制什么？
正数正转（顺时针），负数反转（逆时针），数字大小控制速度快慢。
知识点5：EV3主控有哪几个端口？
A、B、C、D四个输出端口，电机接在哪个口，程序里就要选哪个口！

随堂小测试

课后拓展思考

思考1：如果用大型电机代替中型电机会怎样？
大型电机力量大但转得慢，陀螺可能转不起来！所以要选合适的电机。
思考2：怎么让陀螺转得更久？
用更大更重的车轮（惯性大）、齿轮加速比更大、电机速度调到100%！
思考3：生活中哪里用到了齿轮加速？
自行车！脚踏板大齿轮带后轮小齿轮，踩一圈后轮转好几圈。还有手摇钻、打蛋器！
思考4：试试让电机反转，陀螺会怎样？
功率改成-100%，电机反转，陀螺倒着转！试试看能不能转起来。

🌟 趣味拓展：机器人三原则 拓展视频

🤖 科幻作家阿西莫夫在70多年前就给机器人定下了三条铁律，所有科幻电影里的机器人都遵守它！

第一原则：机器人不能伤害人，也不能看到人受伤而不管。

第二原则：机器人必须服从人的命令，除非命令和第一原则冲突。

第三原则：在不违反前两条的前提下，机器人要保护自己。

💡 想一想：如果有人命令机器人"去伤害别人"，机器人会听吗？（不会！因为第一原则最大！）
▶ 点击看B站视频：机械骷髅·崩解的机器人三定律

（视觉化讲解，3分钟看懂机器人三原则）