青少年机器人技术等级考试知识点
青少年机器人技术等级考试面向青少年群体的年龄为8-18周岁，学级为小学2年级至高中3年级。各级别要掌握的知识点如下。
一级 机器人基本结构、认知和搭设能力
能够合理使用三角形、杠杆、齿轮、滑轮等搭设简单无动力结构，具备基本结构搭设的能力
| 知识点 | 掌握要求 |
| 机器人常识 | 了解主流的机器人影视作品及机器人形象 |
| 重心 | 理解重心的概念 |
| 楔和螺纹 | 理解楔和螺纹的基本特性 |
| 结构稳定性 | 掌握稳定结构和不稳定结构的特性 |
| 杠杆 | 理解杠杆原理五要素，掌握省力杠杆和费力杠杆 |
| 齿轮 | 了解齿轮的种类，理解齿轮传动的特性，掌握齿轮组变速比例的计算 |
| 滑轮 | 理解动滑轮、定滑轮、滑轮组的基本特性 |
| 链传动 | 理解链传动的基本特性 |
二级 机器人驱动与传动系统、认知和搭设能力
能够合理使用直流电机、棘轮机构、连杆机构、凸轮机构等搭设动力驱 动结构，具备复杂结构搭设能力
| 知识点 | 掌握要求 |
| 机器人常识 | 了解中国及世界机器人领域的重要历史事件及重要的科学家 |
| 直流电机 | 了解直流电机的基本工作原理，掌握通过电池盒控制直流电机完成旋转、往复动作 |
| 伯努利定理 | 了解伯努利定理在现实生活中示例的基本工作原理 |
| 摩擦力 | 理解摩擦力分类及摩擦力产生的基本条件 |
| 前驱和后驱 | 理解前驱和后驱的基本特性 |
| 棘轮机构 | 理解棘轮机构的基本工作原理，掌握结构中棘轮机构的合理应用 |
| 曲柄机构 | 理解曲柄机构的基本工作原理，掌握结构中曲柄机构的合理应用 |
| 皮带传动 | 理解皮带传动的基本工作原理，掌握结构中皮带传动的合理应用 |
| 凸轮机构 |
理解凸轮机构的基本工作原理，掌握结构中凸轮机构的合理应用 |
| 间歇运动机构 |
理解间歇运动机构的基本工作原理，掌握结构中间歇运动机构的合理应用 |
开源主控板是青少年机器人技术等级三、四级指定用主控板。
主控芯片采用ATmega328P芯片，输入输出引脚编号与Arduino开源UNO/NANO控制板一致的主控板。
三级 机器人基础控制能力
基于图形化编程平台，应用顺序、循环、选择三种基本结构，通过编程 实现简单交互装置，实现简单软硬部件协同，具备基础自动控制能力
| 知识点 | 掌握要求 |
| 机器人常识 |
了解机器人领域的相关理论、相关人物及前沿科技时事 |
| 主控板 |
了解开源主控板的基本性能 |
| 基本电路 |
理解串联电路、并联电路的基本特性，掌握串联电路、并联电路的搭设 |
| 导电材料 |
了解导体、半导体、绝缘体的基本特性及常用分类 |
| 欧姆定律 |
理解电流、电压、电阻的概念及三者间的相互关系 |
| 图形化编程平台使用 |
掌握图形化编程平台使用，能够进行程序的编写、调试、上传 |
| 信息处理基本流程 |
理解“输入、处理、输出”信息处理基本流程，掌握通过图形化编程，实 现简单交互程序的编写 |
| 基本编程技能 |
图形化环境下，掌握程序设计顺序、选择、循环三种基本结构、变量的 定义、数学运算符、比较运算符、逻辑运算符的使用 |
| 数字信号 |
理解数字信号的基本概念，掌握图形化编程环境下数字信号的读写 |
| 模拟信号 |
理解模拟信号的基本概念，掌握图形化编程环境下模拟信号的读写 |
| 流程图 |
掌握程序流程图的绘制 |
| 分立器件 |
了解LED、按键开关、光敏电阻、电位器等常见分立器件的基本工作原理，掌握通过图形化编程实现数据读写操作 |
| 传感器模块 |
了解超声波传感器、红外遥控传感器的基本工作原理，掌握通过图形化编程实现数据读取操作 |
| 执行器模块 | 了解舵机的基本工作原理，掌握通过图形化编程实现数据写入操作 |
四级 机器人自动控制能力
基于C/C++代码编程，通过编程实现传感器数据读取、控制执行器 运动，实现较复杂软硬部件协同，具备自动控制能力
| 知识点 | 掌握要求 |
| 机器人常识 |
了解机器人领域的相关理论、相关人物及前沿科技时事 |
| 主控板 |
理解开源主控板的基本性能 |
| 数制 |
掌握数值在二进制、十进制和十六进制之间进行转换 |
| 基本编程技能 | 采用代码编程，掌握程序设计顺序、选择、循环三种基本结构、变量的 定义、变量的作用域、数学运算符、比较运算符、逻辑运算符的使用 |
| 数字信号 |
掌握数字信号的基本概念，掌握高低电平、上拉电阻电路、下拉电阻电 路的基本概念，掌握采用代码编程实现数字信号的读写 |
|
模拟信号 |
掌握模数转换的基本原理，掌握PWM模拟输出的基本原理，掌握采用 代码编程实现模拟信号的读写 |
| 类库 |
理解类库的概念，掌握类库的安装及类库成员函数的调用 |
| 传感器模块 |
理解灰度传感器、按键模块、触碰传感器、超声波传感器、红外遥控传感器的基本工作原理，掌握通过代码编程实现数据读取操作 |
| 执行器模块 |
理解舵机、直流电机马达驱动模块的基本工作原理，掌握通过代码编程实现对执行器的运动控制 |
| 三极管 |
了解三极管的基本特性，掌握通过代码编程，通过三极管控制电路通断 |
| 机器人控制 |
理解开环控制和闭环控制的基本概念，掌握简单开环和闭环机器人制作 |
物联主控板是青少年机器人技术等级五、六级指定主控板。
主控芯片采用ESP32-D0WD芯片，输入输出引脚编号与 ESP32开源 DevKitC 控制板一致的主控板。
五级 机器人通信交互能力
在四级基础上，通过编程实现中断控制、数据位读写操作、串口通信， 具备基本的数据交互能力
| 知识点 | 掌握要求 |
| 机器人常识 |
了解机器人、微控制器领域的相关理论、相关人物及前沿科技时事 |
| 主控板 |
理解物联主控板的基本性能，掌握利用物联主控板进行数字信号、模拟信号读写操作 |
| 中断 |
理解中断的运行机理，掌握中断回调函数的使用 |
| 数组 |
掌握一维数组、二位数组的应用 |
| 位操作 |
掌握数据位的操作 |
| UART串行通信 |
理解UART串行通信基本工作原理，理解报文的含义和组成，掌握利用串口Serial类库进行串口数据的读写操作 |
| 字符串 |
掌握利用字符串String类库对字符串进行解析处理 |
| 按键消抖 |
掌握通过软件实现按键消抖 |
| 移位寄存器芯片 |
理解移位寄存器芯片74HC595的基本工作原理，掌握通过移位寄存器芯片74HC595进行一位数码管、四位数码管、８x８点阵的显示控制 |
| E2PROM |
E2PROM 理解 E2PROM 的基本工作原理，掌握利用 E2PROM 类库进行数据读写 |
| 蓝牙通信 |
理解经典蓝牙通信的基本工作原理，掌握通过蓝牙进行数据接收、 发送 |
六级 机器人物联网控制能力
在五级基础上，通过编程利用I2C和SPI进行串行通信，并具备WiFi连接控制和通过Web服务器进行数据交互，具备较完备的软硬协同闭环控制能力
| 知识点 | 掌握要求 |
| 机器人常识 |
了解机器人、微控制器领域的相关理论、相关人物及前沿科技时事 |
| I2C串行通信 |
理解I2C串行通信基本工作原理，掌握通过类库进行数据交互 |
| SPI串行通信 |
理解SPI串行通信基本工作原理，掌握通过类库进行数据交互 |
| 姿态传感器 |
理解姿态传感器 MPU6050的基本工作原理，掌握通过类库进行数据交互 |
| 液晶显示屏 |
掌握通过类库对SSD1306OLED显示屏进行操作 |
| 互联网基础 |
了解TCP/IP协议、IP地址、端口、URL基础知识，理解 HTML文档基本结构 |
| WiFi |
理解 Wifi类库，掌握通过 WiFi类库以STA、AP模式实现WiFi连接 |
| Web服务器 |
掌握利用 WiFi类库实现 Web服务器的建立、数据读入和输出 |
| 步进电机 |
理解步进电机的基本工作原理，掌握通过类库实现步进电机运动控制 |
| 机器人控制 |
了解PID控制器的基本工作原理，掌握利用中断读取码盘数据，通过比例控制，实现机器人按照指定线路运动 |
七级 机器人智能处理能力基础
基于Python语言编程，掌握基本数据结构及路径规划算法，掌握通过OpenCV进行图像处理，具备机器人智能信息处理的基础能力
| 知识点 | 掌握要求 |
| Python语言基本编程技能 |
掌握缩进、注释、变量、命令和保留字等基本语法，掌握整数类型、浮点 数类型、字符串类型、列表类型、元组类型、字典类型，掌握采用分支结 构、循环结构使用，掌握异常处理程序编写，掌握函数的定义、调用及 使用，掌握类的定义和使用，掌握第三方库的安装及使用 |
| 数据结构 |
理解堆、栈、队列、树、图的基本概念 |
| 排序和查找 |
掌握一种以上的排序和查找算法 |
| 递推及递归 |
掌握编写带有递推和递归的程序 |
| 最短路径 |
掌握Dijkstra算法 |
| OpenCV |
掌握通过 OpenCV获取图像，并对获取的图像进行处理和特征提取 |
| Linux基础 |
掌握Linux基本的用户管理、文件和目录管理命令、网络命令 |
| ROS基础 |
了解ROS的基础知识，理解ROS的节点、节点管理器、话题、服务 |
| ROS编程基础 |
掌握通过编程控制小海龟的运动 |
智能主控板是运行Linux操作系统，能够完成基本机器学习的主控板，该主控板不指定主控芯片型号。可选树莓派微型电脑。
八级 机器人智能处理能力
基于ROS平台，实现机器人图像识别、语音交互、自主导航避障，具备机器人智能信息处理能力和系统工程思维
| 知识点 | 掌握要求 |
| 人工智能常识 |
了解人工智能的发展过程，了解机器学习、神经网络、深度学习之间的 相互关系及基本知识 |
| 主控板 |
理解智能主控板的基本性能，掌握利用智能主控板进行数字信号、模 拟信号读写操作，掌握通过智能主控板和外部器件进行数据通信 |
| 机器人移动平台 |
掌握基于ROS实现机器人移动平台的精确位置控制 |
| 机器人视觉 |
掌握基于ROS实现机器人图像识别 |
| 机器人听觉 |
掌握基于ROS实现机器人语音识别和交互 |
| 机器人导航 |
掌握基于ROS实现机器人自主导航和避障 |
- 文章链接：https://www.xpstem.com/article/10402
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评论涨知识
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万向节即万向接头，英文名称universal joint，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置
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