作為引領(lǐng)全球教育機(jī)器人潮流的知名品牌，VEX機(jī)器人的產(chǎn)品、培訓(xùn)和競賽在過去的十多年為包括我國在內(nèi)的世界數(shù)以百萬計的青少年帶來了STEAM 教育的極為有效的工具和手段。目前全世界參加VEX 機(jī)器人比賽的隊伍達(dá)到了16000 多支，人數(shù)達(dá)到上百萬，我國目前有上千支隊伍參加各級比賽。
VEX品牌擁有者，創(chuàng)首國際公司副總裁余河清傾情作序推薦。
本書系統(tǒng)介紹了VEX EDR機(jī)器人的搭建、機(jī)器人編程等內(nèi)容，每個主題從核心問題入手，通過對目標(biāo)概要、動手體驗、成果評估、思維訓(xùn)練和學(xué)習(xí)活動的詳細(xì)介紹告訴讀者如何設(shè)計機(jī)器人、控制機(jī)器人，以及如何編程，幫助讀者更好地參加比賽獲得好成績。
本書可以作為VEX EDR機(jī)器人初學(xué)者的學(xué)習(xí)用書，也可以作為機(jī)器人教師與學(xué)生準(zhǔn)備機(jī)器人比賽的參考用書，學(xué)校開展機(jī)器人教學(xué)的教材，比賽舉辦方培訓(xùn)教練員、裁判員的教材和中國創(chuàng)客教育認(rèn)證教材。
前言
VEX EDR機(jī)器人創(chuàng)客教程系統(tǒng)介紹了VEX EDR機(jī)器人的搭建、機(jī)器人編程等內(nèi)容，每個主題從核心問題入，通過對目標(biāo)概要、動手體驗、成果評估、思維訓(xùn)練和學(xué)習(xí)活動的詳細(xì)介紹告訴讀者如何設(shè)計機(jī)器人以及如何將機(jī)器人與學(xué)科課程相結(jié)合。VEX EDR機(jī)器人創(chuàng)客教程突出的特點(diǎn)就是在案例講解中，注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，如系統(tǒng)思維、計算思維、創(chuàng)意思維、量子思維等
VEX機(jī)器人大賽又稱VEX機(jī)器人世錦賽.級別有地方賽（如北京賽）、中國賽、亞洲公開賽和世界錦標(biāo)賽，是一項旨在通過推廣教育型機(jī)器人，拓展中小學(xué)生和大學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的興趣，提高并促進(jìn)青少年的團(tuán)隊合作精神、領(lǐng)導(dǎo)才能和解決問題的能力的多級別大賽。這一比賽所涉及的機(jī)器人不僅可用于比賽，同時也是學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人、進(jìn)行科技創(chuàng)新活動的平臺，可以讓教師和學(xué)生了解并開展與STEAM有關(guān)的課程，從而更好地發(fā)揮他們的聰明才智。目前全世界參加VEX比賽的隊伍達(dá)到了16000多支，人數(shù)達(dá)到上百萬，僅北京市就有200多所學(xué)校組隊參加此項比賽，所以VEX機(jī)器人市場需求量大。
作者根據(jù)多年關(guān)于機(jī)器人教學(xué)和比賽的經(jīng)驗，系統(tǒng)介紹了VEX EDR機(jī)器人的搭建、機(jī)器人編程等內(nèi)容，告訴了讀者如何設(shè)計機(jī)器人以及如何將機(jī)器人與學(xué)科課程相結(jié)合。介紹了作者在機(jī)器人教學(xué)中的探索。VEX EDR機(jī)器人創(chuàng)客教程所使用的機(jī)器人是VEX EDR智能機(jī)器人套裝，簡單易學(xué)，能夠搭建出復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)；使用ROBOTC for VEX Robotics Graphical軟件，這是美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)專為中小學(xué)生開發(fā)的一種簡易的圖形化編程軟件。它通過像搭積木一樣的方法，利用“控制”“動作”“函數(shù)”“外觀”“聲音”等模塊中的積木，做出自己的算法或者人機(jī)交互，可以用它創(chuàng)造屬于你自己的機(jī)器人及其運(yùn)動行為。VEX EDR機(jī)器人創(chuàng)客教程以授課的形式，通過大量的機(jī)器人實例和搭建配圖，講解機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建，詳細(xì)介紹了機(jī)器人搭建的基本技術(shù)原理和應(yīng)用，并且鼓勵學(xué)生去想象和思考，從而構(gòu)建出自己的機(jī)器人。同時特別注意在輔導(dǎo)學(xué)生動手學(xué)習(xí)的同時，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，并使其具備互聯(lián)網(wǎng)思維的意識。
VEX EDR機(jī)器人創(chuàng)客教程可以作為VEX機(jī)器人初學(xué)者的學(xué)習(xí)用書，也可以作為機(jī)器人教師與學(xué)生準(zhǔn)備機(jī)器人比賽的參考用書，學(xué)校開展機(jī)器人教學(xué)的教材，比賽舉辦方培訓(xùn)教練員、裁判員的教材和創(chuàng)客教育的認(rèn)證教材。由于編寫的資源內(nèi)容來自多個方面，加上編者水平有限，書中難免存在疏漏和問題，懇請廣大讀者批評指正！
叢書序
近幾年，新的一波工業(yè)浪潮隨著機(jī)器人、人工智能和虛擬現(xiàn)實等高科技的突破性發(fā)展，在世界范圍內(nèi)大有洶涌澎湃之勢。
為了促進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展和升級，應(yīng)對世界的挑戰(zhàn)，中國政府于2015年發(fā)布了一項宏大的十年規(guī)劃《中國制造2025》，計劃在2025年讓中國邁入世界制造強(qiáng)國之列。
制造業(yè)的創(chuàng)新和崛起需要大批具有綜合素質(zhì)的高素質(zhì)人才，而實踐證明，教育機(jī)器人是幫助學(xué)生發(fā)展和提高綜合素質(zhì)的更佳平臺！
作為引領(lǐng)全球教育機(jī)器人潮流的知名品牌，VEX機(jī)器人的產(chǎn)品、培訓(xùn)和競賽在過去的十多年為包括中國在內(nèi)的世界數(shù)以百萬計的青少年帶來了STEAM（Science科學(xué)、Technology技術(shù)、Engineering工程、Arts藝術(shù)、Mathematics數(shù)學(xué)）教育的極為有效的工具和手段。
隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷演進(jìn)，以及作為教學(xué)對象的新一代青少年對科技的認(rèn)知度的整體提升，社會上對機(jī)器人教材的需求也越來越多、越來越高。在這樣的大環(huán)境下，由覃祖軍博士主編的“VEX機(jī)器人系列叢書”實在是恰逢其時！
綜觀這套叢書，本人感到作者對于VEX的兩個產(chǎn)品系列（IQ和EDR）技術(shù)特點(diǎn)的理解與把握都十分精準(zhǔn)到位。體例上，每篇以問題為起點(diǎn)，以目標(biāo)為導(dǎo)向，結(jié)合動手體驗和成果評估，整個流程遵循了青少年學(xué)習(xí)科技知識的認(rèn)知規(guī)律。
這套叢書中更使人驚艷的特點(diǎn)是，作者把一系列與新科技思維相契合的思維訓(xùn)練，有機(jī)地與VEX教育機(jī)器人的教學(xué)相結(jié)合，書中列舉的思維訓(xùn)練包括比較思維、發(fā)散思維、聚合思維、大數(shù)據(jù)相關(guān)性思維、穿戴擴(kuò)展性思維、跨界思維和逆轉(zhuǎn)思維等，使讀者的眼界不再僅僅局限于技術(shù)技能的單純學(xué)習(xí)，而且擴(kuò)展到思維思考的綜合訓(xùn)練。
技能的訓(xùn)練固然是基礎(chǔ)，而思維的訓(xùn)練則是創(chuàng)造的根本。我可以預(yù)料，本書的讀者們?nèi)绻芡ㄟ^這些思維訓(xùn)練掌握思維的一些方法，必將在今后的職業(yè)生涯中受益匪淺。為此，我想說：本書的讀者們，你們有福了！
覃博士和本書的其他作者們，謝謝你們！
余河清
創(chuàng)首國際公司副總裁兼創(chuàng)首貿(mào)易公司總裁
2017年2月16日于美國得克薩斯州達(dá)拉斯市
覃祖軍，副研究員，1999年獲得北京師范大學(xué)發(fā)展與教育心理學(xué)博士學(xué)位，2009年完成教育信息技術(shù)學(xué)博士后研究工作順利出站。現(xiàn)為北京教育網(wǎng)絡(luò)和信息中心研究指導(dǎo)部主任。兼任“中國教育技術(shù)協(xié)會智慧學(xué)習(xí)工作委員會”秘書長、香港遠(yuǎn)程教育學(xué)會督導(dǎo)委員會副主席、“國際HOU組織”北京負(fù)責(zé)人、“ IFIP國際信息處理聯(lián)合會TC3”通訊委員等職務(wù)。長期從事教育信息化規(guī)劃、教育教學(xué)課題研究指導(dǎo)、國際科教合作項目協(xié)調(diào)、競賽項目組織實施等工作。目前主要研究創(chuàng)新思維發(fā)展規(guī)律及智慧學(xué)習(xí)技術(shù)。
叢書序
前 言
主題一 系統(tǒng)思維:安全與流程 1
核心問題 2
目標(biāo)概要 4
動手體驗 5
成果評估 5
思維訓(xùn)練 5
立體性 7
動態(tài)性 8
綜合性 9
學(xué)習(xí)活動 9
一、搭建機(jī)器人安全操作指南 9
二、操作安全檢查表項 10
三、項目管理.計劃 11
1 工程流程 11
2. “工程”概念的種種定義 11
3. 迭代式開發(fā) 12
4. 原型評估 13
5. 工程日志 13
主題二 計算思維:ROBOTC編程 15
核心問題 15
目標(biāo)概要 16
動手體驗 16
成果評估 17
思維訓(xùn)練 17
學(xué)習(xí)活動 18
一、程序員＆ 機(jī)器人 18
1. 拖拉機(jī)機(jī)器人 18
2. 迷宮機(jī)器人 19
3. 機(jī)器人的角色 19
4. 程序員的角色 20
5. 內(nèi)容小結(jié) 20
二、規(guī)劃＆ 行為 21
1. 明確問題 21
2. 解決方案 21
3. 將解決方案拆解為小的行為 21
4. 將更小的行為以編程語言的形式表達(dá) 23
5. 構(gòu)成與分析 23
6. 簡單的偽代碼 24
7. 進(jìn)階偽代碼 24
8. 內(nèi)容小結(jié) 24
三、偽代碼和流程圖 24
1. 代碼 24
2. 流程圖 25
四、ROBOTC編程規(guī)則 26
1. ROBOTC是基于文本的編程語言 26
2. 語句 27
3. 空白符 28
4. 分號 28
5. 方括號 29
6. 圓括號 29
7. 控制結(jié)構(gòu) 30
8. 注釋 30
9. 數(shù)據(jù)類型（Data Types） 31
10. 常用指令 31
11. 內(nèi)置編譯器 34
五、VEX控制器和LCD顯示屏 39
1 .VEX控制器 39
2. VEX LCD顯示屏 41
六、VEX電機(jī)套件 41
1. 電機(jī)控制器模塊 42
2. 電機(jī)技術(shù)規(guī)格 43
3. 高速度的選擇 44
4. 電機(jī)規(guī)格說明 44
七、VEX傳感器套件 45
1. 傳感器種類 45
2. VEX傳感器套件 46
3. 電位計套件 50
4. 超聲波測距儀 51
6. 巡線器套件 54
主題三 創(chuàng)意思維與量子思維: ClawBot搭建技巧 56
核心問題 56
目標(biāo)概要 56
動手體驗 56
成果評估 56
思維訓(xùn)練 56
學(xué)習(xí)活動 56
一、工具的使用 59
二、常用機(jī)構(gòu)件的安裝 61
三、ClawBot搭建手冊 62
四、帶傳感器ClawBot搭建手冊 70
五、系統(tǒng)配置 80
1. 固件下載. 更新Cortex和ROBOTC固件 80
2. 更新VEXnet遙控固件 75
3. 建立VEXnet連接 78
4. 常見的故障 83
六、下載示例程序 84
1. 通過VEXnet下載 84
2. 通過USB線下載 86
七、編程挑戰(zhàn) 91
1. 迷宮挑戰(zhàn) 91
2. 雷區(qū)挑戰(zhàn) 91
八、搖桿映射 93
1. 遙控器校準(zhǔn) 93
2. 搖桿映射賦值 95
3. 實時控制 97
4. 數(shù)值映射 98
5. 時間和計時器 101
6. 遙控器按鍵介紹 103
7. 按鍵控制 104
8. 機(jī)械臂控制（基礎(chǔ)）104
九、全能挑戰(zhàn) 107
1. 設(shè)計描述 107
2. 機(jī)械臂限制 108
十、碰觸傳感器 115
1. 安裝與配置 115
2. VEX LCD 118
3. 超聲波傳感器 126
十一、巡線傳感器 129
1. 閾值 132
2. 遇黑線停 134
3. 基礎(chǔ)算法 135
4. 分段優(yōu)化算法 138
十二、數(shù)線 140
1. 賦值語句 140
2. 基本算法 142
3. 斷點(diǎn)調(diào)試 142
4. 延遲優(yōu)化 144
5. 最終優(yōu)化 145
十三、ROBOTC 146
1. 自然語言 146
2. Until（直至）功能 156
3. 特殊功能 164
十四、RVW基本介紹 165
1. 系統(tǒng)配置要求 165
2. 安裝及使用 165
3. RVW功能支持 168
附 錄 184
附錄A 基礎(chǔ)部分ClawBot搭建步驟 184
附錄B 帶傳感器的ClawBot機(jī)器人搭建步驟 197
附錄C 創(chuàng)客工具的使用 221
附錄D VEX EDR In the Zone（步步為營）競賽規(guī)則 226
附錄E 新賽季賽車搭建案例 249
附錄F VEX實驗室構(gòu)建案例 252
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