1、 XiaoBenKeCheng德順小學校本課程編委會策劃：李昌生 主審：王寨生 黎宏林主編： 王芳 宋茜芳責任編輯：王陽陽設 計：王陽陽內容簡介本書主要通過“機器人起步技術包”全面而詳細地介紹了慧魚機器人拼裝技巧以及編程方法，是專門為喜歡機器人的學生設計的，主要傳授機器人控制入門知識。利用說明書，學生能在很短的時間里組合各種模型，其中有烘手器、停車欄桿、焊接機器人等。模型和程序是通過智能接口板連接起來的，能很方便很快速地用圖形化編程軟件ROBO Pro 對模型編程。該組合包包含數量眾多的fischertechnik構件、馬達、燈泡、傳感器及齒輪箱。通過編程控制紅綠燈，移動門、沖壓機、停車欄桿，

2、不斷創新，不斷改進程序，使之達到最佳效果。該組合包配有實驗手冊。 前 言1964年，慧魚創意組合模型（fischertechnik）誕生于德國，是技術含量很高的工程技術類智趣拼裝模型，是展示科學原理和技術過程的理想教具，也是體現世界最先進教育理念的學具，為創新教育和創新實驗提供了最佳的載體。 慧魚創意組合模型主要有組合包、培訓模型、工業模型三大系列，涵蓋了機械、電子、控制、氣動、汽車技術、能源技術和機器人技術等領域和高新學科，利用工業標準的基本構件（機械元件/電氣元件/氣動元件），輔以傳感器、控制器、執行器和軟件的配合，運用設計構思和實驗分析，可以實現任何技術過程的還原，更可以實現工業生產和大

3、型機械設備操作的模擬，從而為實驗教學、科研創新和生產流水線可行性論證提供了可能，世界知名的德國西門子、德國寶馬、美國IBM等一大批著名公司都采用慧魚模型來論證生產流水線。慧魚創意組合模型體現不同學科知識點的各種組合包，不僅可以應用于中小學各個年級學科教學、還可以用于大學不同專業以及研究生工程實驗和技術創新活動，現在以清華大學、上海交通大學為代表的一批高校建立的慧魚創新實驗室就是利用慧魚模型組合包系列建立的工程技術實驗室，是創新教育的一個全新平臺。 慧魚創意組合模型的使用有三個階段，第一，是根據安裝操作手冊中的示范，簡單模仿，從而獲取技術知識；第二，是根據現有的模型做出合理科學的改進，從而發揮想

4、象力和創造力；第三，是根據實際應用和知識的擴展，創造出新的模型，從而實現前所未有的創新。通過慧魚模型的使用，不僅可以讓我們的孩子將多學科多領域的綜合知識融會貫通于實踐過程中，更重要的是培養了他們的創新意識和創新能力。 慧魚正日益為廣大中國教育界人士接受和認可！ 創新是一個民族進步的靈魂，而慧魚創意組合模型就是我們期待的創新教育的理想學具！慧魚創意組合模型大多數涉及到了物理相關知識，如電學、熱學，光學等，拼裝鍛煉了孩子的觀察、動手、動腦能力，編程培養了孩子的思維邏輯判斷能力，為學習數學、物理等知識打下了良好的基礎。 慧魚創意機器人只是創意組合模型的一部分，重點在于學習機器人技術及編程。本書既是孩

5、子們學習機器人的教材，也可作為家長了解機器人技術的讀物。 目 錄內容簡介11前 言12模塊一 入門級機器人17共5種組合包17項目一: 科技創新能力探究基礎17項目二:結構基礎萬能組合19項目三:仿生組合20項目四:懸臂式起重機組合22項目五:達芬奇機械組合23模塊二 提高級機器人244種組合包24項目六:機械結構基礎組合24項目七：環衛清潔機械組合25項目八：雷達車、輪履帶驅動工程機械組合27項目九：超級起重機組合28模塊三 專業版機器人29共4種組合包29項目十:能源技術組合29項目十一: 氣動技術組合31項目十二: 工業技術革命組合32項目十三: 電子技術組合33模塊四 高級版機器人35

6、共4種組合包35項目十四: 移動機器人組合35項目十五: 仿生機器人組合36項目十六: 工業技術革命組合38項目十七: 自動化機器人組合4027模塊一 入門級機器人 共5種組合包項目一: 科技創新能力探究基礎產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易磨 損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐 磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來 構建或者模擬現實發揮你的創意。利用 270 多個構件能夠拼接：3 種摩托車、3 種拖拉機、3 種賽車、3 種

7、飛機 12 個標準參考模型；培養 孩子的動手能力、對事物的認知能力與思考力，培養孩子對產品的手感和興趣，激發創新思維和探究意識。產品部分實例模型：項目二:結構基礎萬能組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易 磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐 磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構 建或者模擬現實發揮你的創意。利用 400 多個構件能夠拼接：三輪車、手推車、單軸拖拉機、載貨車、牽引車、雪犁、賽車、帶汽 車的車庫、帶汽車的升降

8、臺、電視塔、風扇、風車、飛機、雙翼飛機、直升飛機、游了場、大型轉臺、 大型搖架、離心機、旋轉式搖架、天平、桿秤、信秤、攪拌機、電動廚具、縫紉機、螺旋夾鉗、虎鉗、 刨床、沖床、壓力機、車間起重機、龍門吊、材料電梯、滑輪組、港口起吊機等 41 個標準參考模型；獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。通過不同模型的創意和拼接增加了學生對機械和工程結構的基礎知識的認識和理解。通過模型學生可以了解一些齒輪傳動、杠桿原理、滑輪原理、結構和力的關系、結構的穩定性等知識。產品部分實例模型：項目三:仿生組合產品描述:制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼

9、龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構建或者模擬現實發揮你的創意。利用300多個構件能夠拼接：兩足行走的小雞、四足行走的小狗、牛、和六足爬蟲、雙節六足爬蟲等6個標準參考模型；可以模擬和模仿自然界的兩條腿、四條腿、多條腿動物的行走，模擬動物行走時各關節之間的聯動性和控制方法。獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。通過不同模型的創意和拼接增加了學生對機械傳動和結構知識理解，增強靈活應用知識

10、的能力。產品部分實例模型：項目四:懸臂式起重機組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易 磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐 磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構 建或者模擬現實發揮你的創意。利用 670 多個構件能夠拼接：三種不同的懸臂式起重機 3 標準模型；獨特的設計可實現隨心所欲的組合 和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。可選配電機組合包、電源組合包。通過模型的創意和拼接，讓學生了解機械、力和杠桿滑輪組、電

11、機控制等相關知識。培養學生的思考能 力和解決問題的能力。項目五:達芬奇機械組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易 磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐 磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構 建或者模擬現實發揮你的創意。利用 230 多個構件能夠拼接：機翼、鍛鉗、帶有制動爪的吊車、彈射器、戰車、云梯、擂鼓車、旋轉橋 等 10 個標準參考模型；獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的 產品。通過

12、不同模型的創意和拼接使學生理解藝術和設計的關系，創新思維和機械結構設計的關系，增強學生 對知識的綜合應用能力。塊二 提高級機模器人 4種組合包項目六:機械結構基礎組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構建或者模擬現實發揮你的創意。利用 360 多個構件能夠拼接：傳動欄桿、轉臺、曲柄傳動機構、汽車、帶鏈條的齒輪傳動機構、帶轉向裝置的汽車、變速器、齒輪機構、

13、錐齒輪傳動、差速機構、車輛升降機、移動升降云梯、車床、刮雨器、四活結鏈、弓鋸、工作臺、人字梯、橋梁、高腳凳、起吊機等 30 個標準參考模型；獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。涵蓋機械原理相關知識點；通過模型學生可以了解汽車內的動力傳動方式、汽車中的檔位變換-剖析變速器、各個檔位的變速比計算、汽車轉向的實現-轉向裝置的結構；后輪驅動與四輪驅動；差動齒輪的工作原理。產品部分實例模型：項目七：環衛清潔機械組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼

14、接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構建或者模擬現實發揮你的創意。利用 310 多個構件能夠拼接 5 個不同的清潔車模型。獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品產品部分實例模型：項目八：雷達車、輪履帶驅動工程機械組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼

15、接體”這種開放的零件，來構建或者模擬現實發揮你的創意。利用 740 多個構件能夠拼接：雷達車、4 輪履帶驅動工程車、掃雪車、道路清障車、推機等 5 個標準模型；獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。通過模型的創意和拼接，讓學生了解工程機械要具備的某些特質和在特殊環境的應用，怎樣設計特殊用途的機械，培養學生的思考能力和解決問題的能力。產品部分實例模型：項目九：超級起重機組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐

16、磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構建或者模擬現實發揮你的創意。利用 2000 多個構件能夠拼接：移動的大型龍門起重機、重載起重機、建筑用起重機等 3 個大型模型。每個模型臂長大于 1.1 米，配備無線遙控控制系統。支持 4 路遙控信號，四路獨立的電機和動力。可以手動控制、電動控制、無線遙控控制；吊斗可以上下升降、前后移動；吊臂可以 360 度自由旋轉。獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。通過生產線模型的創意和拼接增加了學生對滑輪組、杠桿、傳動、無線遙控等相關知識的綜合應用的掌握。是結構工程、機

17、械工程和電子的綜合應用能力的訓練。產品部分實例模型：模塊三 專業版機器人共4種組合包項目十:能源技術組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構建或者模擬現實發揮你的創意。利用 260 多個構件能夠拼接：水輪鍛機、水輪發電機、風力發電機、太陽能油泵、太陽能旋轉搖架、太陽能起重機、太陽能制導裝置、太陽能汽車等 8 個標準參考模型；獨特的設計可實現隨心所欲的組合

18、和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。涵蓋自然能源技術相關知識點；通過模型參與者可以了解：電是如何產生、儲存；又是如何帶動這些模型運轉起來的；涵蓋了太陽能、風能、水能等自然能源。各種能源之間的轉換和利用。各種自然能源的優點及缺點；能量的定義、計算、功及功率的計算、能量的存儲等。培養學生的環境意識，認識低碳經濟的發展中清潔能源的利用。產品部分實例模型：項目十一: 氣動技術組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業

19、燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構建或者模擬現實發揮你的創意。利用 400 多個構件能夠拼接：氣動升降臺、空氣壓縮機、彈射器、氣動滑動門、氣動工作轉臺、直線氣動進給裝置、車架、管道鋪設機、雪犁、裝載機、挖掘機等 9 個標準參考模型；獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。涵蓋氣動技術相關知識點；通過模型參與者可以了解：空氣產生運動和力的傳遞；壓力、壓強的概念；氣缸、充氣閥、手動閥和空氣壓縮機等氣動元件工作原理。產品部分實例模型：項目十二: 工業技術革命組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼

20、龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構建或者模擬現實發揮你的創意。利用 270 多個構件能夠拼接：安全電梯、電動機、發電機、直升飛機、雨刮器、萬向軸、莫爾斯電報機、毛發濕度計等 12 個標準參考模型； 通過模型的創意和拼接使學生了解文藝復興時期工業技術革命對人類生活的改變，和推動人類社會發展的作用，激發學生發明和創造的思維意識，增強靈活應用知識的能力。產品部分實例模型：項目十三: 電子技術組合產品描述: 制作套件采用拼插式結

21、構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構建或者模擬現實發揮你的創意。 利用 300 多個構件和各類傳感器能夠拼接：手電、邏輯門電路、冰箱照明燈、樓梯間照明燈、通斷路檢測器、電梯、串并聯電路、簡易閃光燈、信號燈塔、沖壓機、信號燈控制器、自動車庫門、報警設備、柵欄電動門、烘手機、分揀機等 16 個標準參考模型；獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。 涵蓋

22、電子技術、傳感器應用及檢測、單片機及編程相關知識點；通過模型參與者可以了解：簡單電路；各類傳感器應用與檢測；圖形化和 C 語言交互式界面編程；電機的控制；各類通訊等知識。 傳感器包括：接觸傳感器、數字溫度傳感器、紅外傳感器、接觸傳感器。產品部分實例模型：模塊四 高級版機器人 共4種組合包項目十四: 移動機器人組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構建或者

23、模擬現實發揮你的創意。利用 460 多個構件和各類傳感器能夠拼接：尋光機器人、巡跡探索機器人、避障機器人、步行機器人等 6 個標準參考模型；獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。2控制器：帶 128×64 點陣液晶顯示器，8 路數字接口，4 路模擬接口，4 路I C接口、4 路 9V/2A大電流輸出的功率電機接口、8 路伺服電機輸出、4 路同步計數器、單總線接口等。可接聲音、超聲波、顏色、紅外測距、指南針等傳感器。產品部分實例模型項目十五: 仿生機器人組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不

24、易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六面都可拼接。利用“六面可拼接體”這種開放的零件，來構建或者模擬現實發揮你的創意。利用 300 多個構件能夠拼接模仿自然界的一些生物，能夠拼接甲殼蟲、螃蟹、四足動物、雙足、多足動物等 4 標準參考模型；應用傳感器使拼接的仿生模型智能化。獨特的設計可實現隨心所欲的組合和擴充，使其成為真正的想象無限，創意無限的產品。控制器：帶 128×64 點陣液晶顯示器，8 路數字接口，4 路模擬接口，4 路I2C接口、4 路 9V/2A大電流輸出的功率電機接口、8 路伺服電機輸出、4 路同步計數器、單總線接口等。可接聲音、超聲波、顏色、紅外測距、指南針等傳感器。通過不同模型的創意和拼接增加了參與者對機械和工程結構知識的認識和理解。掌握機械傳動和電子工程控制，編程和算法等知識的應用。產品部分實例模型：項目十六: 工業技術革命組合產品描述: 制作套件采用拼插式結構，根據構件的用途不同，部件采用優質尼龍制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復拆裝的同時不影響模型結合的精確度。易于拼接、顏色鮮艷亮麗、能耐炎熱和高寒、耐磨、韌性好等優點。構件的工業燕尾槽設計使六