機(jī)器人實訓(xùn)建設(shè)方案

1、機(jī)器人創(chuàng)新實訓(xùn)室建設(shè)方案建設(shè)機(jī)器人創(chuàng)新實訓(xùn)室的現(xiàn)實意義隨著社會對人才需求的發(fā)展，我們的教學(xué)方式也希望能提供比較多的系統(tǒng)的工程應(yīng)用訓(xùn)練和工程創(chuàng)新訓(xùn)練，同時渴望探索尋求新的教學(xué)方法，開發(fā)新的課程體系，以培養(yǎng)高素質(zhì)，強(qiáng)實踐能力，受企業(yè)歡迎的畢業(yè)生。在探索新的教學(xué)方法，課程體系的時候，我們考慮尋找一個能進(jìn)行綜合系統(tǒng)的創(chuàng)新實踐的平臺。機(jī)器人是非常典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，它融合了機(jī)械、電子、傳感器、計算機(jī)軟硬件、控制、人工智能和造型技術(shù)等眾多的先進(jìn)技術(shù)，是高等學(xué)校開展工程訓(xùn)練、教學(xué)實驗、課外創(chuàng)新活動和科研最為理想的平臺。機(jī)器人創(chuàng)新實訓(xùn)室的建設(shè)可以為學(xué)生和教師提供一個綜合的創(chuàng)新教育平臺和教學(xué)研究平臺，引導(dǎo)學(xué)生

2、進(jìn)行單片機(jī)和微控制器、數(shù)字電子和模擬電子、數(shù)字邏輯、檢測技術(shù)與傳感器、工業(yè)控制、機(jī)器人學(xué)等課程的學(xué)習(xí)和實踐，并通過采用系統(tǒng)的方法對實驗教學(xué)內(nèi)容、方法和手段進(jìn)行創(chuàng)新，使學(xué)生既能了解基本原理，又能了解實際的測控方法和對象，理論聯(lián)系實際，科學(xué)主導(dǎo)工程；提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力，提升整個專業(yè)的教學(xué)水平，廣泛性的激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣和激情。同時為學(xué)校參加中國大學(xué)機(jī)器人電視大賽和中國機(jī)器人大賽等提供硬件和軟件支持，使學(xué)生能夠廣泛適用于機(jī)電一體化、電氣工程、自動化工程等方向的就業(yè)需求，同時滿足高校專業(yè)教學(xué)實驗和科學(xué)研究的要求。因此，采用機(jī)器人作為機(jī)電、自動化、計算機(jī)、檢測與控制技術(shù)的教學(xué)實驗平臺是各相關(guān)工程

3、專業(yè)的最佳選擇，這就是我們建設(shè)專業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新實訓(xùn)室的目的和動因。實訓(xùn)室建設(shè)總體目的為機(jī)電工程、自動化工程、信息工程、電氣工程和系統(tǒng)工程等主要工程專業(yè)的學(xué)生提供一個以機(jī)器人為實驗對象的創(chuàng)新基地，課程教學(xué)內(nèi)容、方法和手段全面引進(jìn)先進(jìn)教學(xué)實驗?zāi)Ｊ?，使學(xué)生能在“做中學(xué)、學(xué)中做”，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力，提升整個教學(xué)實驗水平，并不斷的擴(kuò)展和延伸，使之能夠廣泛適用于各個專業(yè)教學(xué)實踐和創(chuàng)新要求?？偟膩碚f，機(jī)器人創(chuàng)新實訓(xùn)基地的建設(shè)是為了達(dá)到如下目的：達(dá)到教育部提出的“高等教育要重視培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神”的創(chuàng)新教育的要求。與一流大學(xué)辦學(xué)模式接軌，從單純傳授知識向培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力、獲

4、取知識的能力、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)的能力轉(zhuǎn)變。與國際先進(jìn)教學(xué)方法接軌，提倡參與式教學(xué)、體驗式學(xué)習(xí)，將轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力的重要實驗室。改革傳統(tǒng)的以驗證性實驗為主的實驗教學(xué)模式，向綜合性實驗、設(shè)計性實驗和研究性實驗轉(zhuǎn)變。與機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢相結(jié)合，用機(jī)器人取代傳統(tǒng)的電子、電路等分立式實驗儀器，增強(qiáng)實驗的開放程度和系統(tǒng)性，為學(xué)生提供一個可以發(fā)揮自己想象力、創(chuàng)造力和展現(xiàn)才能的空間。為學(xué)校參加中國機(jī)器人大賽等提供配套得硬件和軟件支持，激勵學(xué)生投身工程科技的熱情和提高學(xué)校的知名度3 機(jī)器人實訓(xùn)室建設(shè)思路結(jié)合我專業(yè)目前的教學(xué)特點和現(xiàn)狀，可以分兩大部分來進(jìn)行機(jī)器人創(chuàng)新實訓(xùn)室建設(shè)：創(chuàng)新教育實訓(xùn)：面向全體學(xué)生

5、面向體初入門學(xué)生，以各種教育機(jī)器人為對象的基礎(chǔ)創(chuàng)新教育實訓(xùn)，在認(rèn)識和學(xué)習(xí)機(jī)器人結(jié)構(gòu)原理的過程中結(jié)合教師講授形成系統(tǒng)化的認(rèn)識，將所學(xué)到的電路、信號、檢測、控制、軟件與系統(tǒng)等課程的內(nèi)容融會貫通，理論聯(lián)系實踐，建立系統(tǒng)的概念，理解學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識，讓理論知識與實際工程實體緊密結(jié)合；面向基礎(chǔ)良好有興趣的低年級學(xué)生和中高年級學(xué)生，建立 專業(yè)創(chuàng)新教育實訓(xùn)，重點培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)動手、分析能力。通過多種中高級教育機(jī)器人的制作學(xué)習(xí)，訓(xùn)練工程技術(shù)的應(yīng)用的能力；并通過機(jī)器人的創(chuàng)新制作課，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的工程項目能力，及創(chuàng)新思維?？蒲芯C合應(yīng)用：2.主要面向高年級學(xué)生和碩士研究生，以及教師和學(xué)生研究課題工作，建立 科研綜

6、合應(yīng)用實訓(xùn)室，主要以智能自主機(jī)器人、自平衡機(jī)器人等為教學(xué)、 研究對象，結(jié)合以學(xué)科方向特點，完成具有深層開發(fā)性質(zhì)的研究課題，并為教師和學(xué)生提供良好的軟硬件平臺，為參加全國機(jī)器人大賽奠定基石，激勵學(xué)生投身工程科技的熱情，提高學(xué)校的知名度。在這兩個層次的基礎(chǔ)上，加以相關(guān)的課程設(shè)計的定向?qū)嵱?xùn)課程，配套相應(yīng)的教材和技術(shù)服務(wù)，真正結(jié)合我們的教學(xué)工作，最大限度的發(fā)揮實訓(xùn)室的作用。配套課程體系介紹：基礎(chǔ)機(jī)器人制作與編程、 C51 機(jī)器人制作與C 語言編程 、 機(jī)器人創(chuàng)意與制作、 智能移動機(jī)器人的制作與編程。這套課程體系由淺及深、循序漸進(jìn)、相輔相承。理論知識穿插在以機(jī)器人為平臺的工程實踐之中，從實踐工程中學(xué)習(xí)理

7、論知識，應(yīng)用理論知識，從創(chuàng)新實踐中培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。平臺功能配套課程 資源教學(xué)實踐目的能力培養(yǎng)目標(biāo)備注認(rèn)知訓(xùn)練基礎(chǔ)機(jī)器 人制作與 編程通過組裝、調(diào)試、初 級編程實訓(xùn)等讓學(xué)生 了解對典型的嵌入式 系統(tǒng)及常用傳感器有 完整、初步的認(rèn)識知其然，建立系統(tǒng) 的工程意識面向全體學(xué)生，BS2 控 制 器 ， BASIC 編程環(huán)境核心專業(yè)基礎(chǔ)課 /專 業(yè) 課 學(xué)習(xí)平臺C51 機(jī)器人制作與 C 語言編程將課程教學(xué)、實踐置 于機(jī)器人系統(tǒng)對象中 進(jìn)行，提高學(xué)習(xí)興趣 和效果知其所以然，掌握 核心環(huán)節(jié)的工作機(jī) 理面向全體學(xué)生，C51 單片機(jī)、C 語言編程環(huán)境創(chuàng)新制作平臺機(jī)器人創(chuàng) 意與制作通過幾十種機(jī)器人應(yīng) 用案例的制作與

8、編程 實踐，充分理解傳感 器的應(yīng)用技巧和系統(tǒng) 編程技巧構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)，培 養(yǎng)綜合應(yīng)用編程及 創(chuàng)新能力面向中高年級學(xué)生和部分基礎(chǔ)好的學(xué)生，可用于課外創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計和創(chuàng)新比賽課題；控制器 PIC/C51/A VR 可選拓展研究智能移動 機(jī)器人的 制作與編 程等實驗 教材等以 RoboCup 足球比賽為應(yīng)用項目，研究智能控制、多傳感器融合等課題構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)，培 養(yǎng)綜合應(yīng)用與創(chuàng)新 能力主要面向高年級學(xué)生和部分有基礎(chǔ)的學(xué)生，以及教師和學(xué)生研究課題，VC，二層智能控制結(jié)構(gòu)4 機(jī)器人實訓(xùn)室構(gòu)建方案創(chuàng)新教育機(jī)器人實訓(xùn)室基礎(chǔ)創(chuàng)新實訓(xùn)室可滿足各年級學(xué)生對嵌入式微控制器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、數(shù)電和模電、數(shù)字邏輯、檢測技術(shù)與傳感

9、器、控制技術(shù)、軟件硬件系統(tǒng)基礎(chǔ)等基本工程概念的理解和學(xué)習(xí)。根據(jù)相關(guān)教材的指導(dǎo),通過對各種教育機(jī)器人實驗對象的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行親自組裝、基本電子電路的搭建，信號檢測和分析調(diào)試，編寫控制軟件，控制機(jī)器人的各種行為，完成對教育機(jī)器人系統(tǒng)的各種演示、驗證和創(chuàng)新實驗，使學(xué)生了解基礎(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)造、控制原理、傳感器技術(shù)和軟件編程思路和方法，能夠?qū)⑺鶎W(xué)到的電路、信號、檢測、控制、軟件與系統(tǒng)等課程的內(nèi)容融會貫通，理論聯(lián)系實踐，科學(xué)主導(dǎo)工程，建立機(jī)電系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的概念，領(lǐng)會機(jī)電、信息、控制與系統(tǒng)的內(nèi)涵，激發(fā)學(xué)生對工程科學(xué)與技術(shù)的熱情，提高創(chuàng)新能力。有了基本的認(rèn)知學(xué)習(xí)后,可要求學(xué)生綜合系統(tǒng)的運用已有的機(jī)電、自動

10、化方面的專業(yè)課程知識，以高級教育機(jī)器人為平臺進(jìn)行相關(guān)的的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成、測控電路、信號分析處理、基礎(chǔ)運動控制等實訓(xùn)鍛煉，使學(xué)生在擬定的任務(wù)下自主開展相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)及資料收集等工作，為今后參與工程項目進(jìn)行“預(yù)熱”。相關(guān)設(shè)計選題可以由老師結(jié)合專業(yè)方向進(jìn)行安排。創(chuàng)新教育機(jī)器人創(chuàng)新實訓(xùn)產(chǎn)品配置平臺硬件：各種基礎(chǔ)創(chuàng)新教育機(jī)器人套件：寶貝機(jī)器人(BS2/C51/AVR) 、步行機(jī)器人爬行轉(zhuǎn)換套件，坦克履帶轉(zhuǎn)換套件高級創(chuàng)新教育機(jī)器人套件:六自由度機(jī)械手機(jī)械電子套件；兩自由度四/六腳鐵甲蟲機(jī)器人、兩自由度四/六腳柱狀鐵甲蟲機(jī)器人、三自由度野外重載鐵甲圓形機(jī)器人、三自由度野外重載鐵甲六腳機(jī)器人、多達(dá)十多種的各類擴(kuò)

11、展傳感器與模塊；平臺軟件：BASIC 編程平臺，易學(xué)易用，專門針對工程實踐教學(xué)的入門語言，國際現(xiàn)代工程實踐教育的主流平臺；C51 / C 語言 創(chuàng)新教育機(jī)器人系列功能及特點概述創(chuàng)新教育機(jī)器人系列專門為工程教學(xué)、實驗、實訓(xùn)、課外科技創(chuàng)新實踐、綜合設(shè)計等而設(shè)計，有如下特點：采用開放式金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計，所有教育機(jī)器人均可由學(xué)生自由拆裝，進(jìn)行制作與編程實訓(xùn)；也可進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計和實踐。提供系列化的中英文實訓(xùn)教材和部分面向信息類課程的教材。實訓(xùn)教材 非常淺顯易懂，適合自學(xué)；課程教材按照任務(wù)驅(qū)動的模式編排知識點?？刂破飨盗谢?，提供代碼級的開發(fā)接口，支持多種開發(fā)語言，便于教學(xué)、實踐與創(chuàng)新，可滿足多層次需求。所有

12、機(jī)器人現(xiàn)已支持PIC/BS 系列、 C51、 AVR等單片機(jī)；其中，PIC/BS 系列控制器采用BASIC 編程語言，其余的控制器可支持C 語言和匯編語言。這種產(chǎn)品規(guī)劃給學(xué)校的實驗室建設(shè)提供了巨大的便利和擴(kuò)展空間，使該實驗室既可滿足低年級學(xué)生的綜合認(rèn)知實訓(xùn)，也可滿足多種技術(shù)基礎(chǔ)課如單片機(jī)、C 語言、 AVR 單片機(jī)、等的教學(xué)平臺，也可作為各年級學(xué)生的創(chuàng)新實踐載體，也可作為綜合設(shè)計如單片機(jī)、C 語言 等課程的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的平臺。產(chǎn)品系列化，可滿足多層次需求。創(chuàng)新教育機(jī)器人有寶貝車機(jī)器人步行機(jī)器人、鐵甲蟲機(jī)器人、人形機(jī)器人等，寶貝車機(jī)器人還同時支持多種機(jī)械結(jié)構(gòu)套件，鐵甲蟲機(jī)器人的足數(shù)、自由度

13、數(shù)量、結(jié)構(gòu)類型有多種備選，一方面，可使學(xué)生對多種應(yīng)用形態(tài)有了解，另一方面，形成不同的難度，可滿足不同基礎(chǔ)的學(xué)生、不同專業(yè)的學(xué)生選用。提供了靈活和豐富的傳感器及傳感器接口方式，使擴(kuò)展應(yīng)用非常豐富，也使用途變得豐富多彩。通過標(biāo)準(zhǔn)的傳感器接口可支持20 多種傳感器模塊，通過小面包板可搭建簡單的傳感電路。提供了面包板，為綜合實訓(xùn)和擴(kuò)展應(yīng)用提供便捷的平臺。既可作為電子電路的基礎(chǔ)實訓(xùn)，也可作為傳感電路的實訓(xùn)平臺。2）部分產(chǎn)品圖片展示相撲機(jī)器人步行機(jī)器人野外載重圓形鐵甲蟲四腳柱狀鐵甲蟲六腳柱狀鐵甲蟲機(jī)器人人形機(jī)器人1） 教育機(jī)器人傳感器系列（部分）顏色傳感器指南針模塊熱電偶套件傳感器安裝云臺嵌入式藍(lán)牙通信模

14、塊4.1.2 教學(xué)實驗內(nèi)容通過基礎(chǔ)教學(xué)，學(xué)生逐步認(rèn)識機(jī)器人機(jī)電、測控綜合系統(tǒng)的構(gòu)成、原理與實現(xiàn)方法,其基本教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時參考：配套教材：基礎(chǔ)機(jī)器人的制作與編程，電子工業(yè)出版社出版擴(kuò)展配置：輔以系列傳感器模塊、爬蟲或坦克履帶機(jī)械對象適用對象：適于所有工程和非工程專業(yè)本科學(xué)生入門認(rèn)知實踐。教學(xué)模式：按照“實踐歸納推理再實踐”的模式，在實驗室講課，完全打破“講課實驗”的傳統(tǒng)模式，將講課、實驗與實訓(xùn)合三為一，其結(jié)果是：老師“在講 TOC o 1-5 h z 中做，在做中講”，學(xué)生“在學(xué)中做，在做中學(xué)”。配套教材簡介： 基礎(chǔ)機(jī)器人制作與編程課程內(nèi)容：課程名稱 ：基礎(chǔ)機(jī)器人制作與編程；編 譯 者 ：深圳德

15、普施科技有限公司秦志強(qiáng)博士深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院偉博士王文斌博士出 版 社 ：電子工業(yè)出版社課程目錄和內(nèi)容：序 號單元主要內(nèi)容項目任務(wù)建議 學(xué)時1基礎(chǔ)機(jī)器人概論與課 程總綱本課程的大綱及教學(xué)方法各章教學(xué)任務(wù)的概要獲取BS2控制器的編程軟件安裝BS2控制器編程軟件下載和安裝機(jī)器人大腦的編程 環(huán)境軟件22機(jī)器人大腦及編程軟 件的安裝與使用單片機(jī)控制模塊的簡要介紹單片機(jī)控制模塊的應(yīng)用BS2控制模塊作為基礎(chǔ)機(jī)器人大 腦的優(yōu)勢及其基本組成BS2控制模塊的使用介BS2應(yīng)用軟件的組成和編程環(huán)境 的使用搭建BS2 控制器的硬件編程環(huán)境，編寫第一個機(jī)器人程序，理解第一個機(jī)器人程序，使用編程環(huán)境獲取軟件編程指令介紹和例

16、程43機(jī)器人伺服電機(jī)的控 制與編程機(jī)器人伺服電機(jī)的基本原理機(jī)器人伺服電機(jī)的電氣連接方法伺服電機(jī)的調(diào)零方法伺服電機(jī)的速度控制方法連接機(jī)器人伺服電機(jī)到教學(xué)板，編寫調(diào)零程序?qū)C(jī)器人伺服電機(jī)進(jìn)行零點調(diào)整，編寫速度控制程序?qū)崿F(xiàn)伺服電機(jī)的速度控制44機(jī)器人的組裝和測試機(jī)器人的組裝方法重新測試伺服電機(jī)的工程意義開始 / 復(fù)位指示電路的原理機(jī)器人的速度測試和標(biāo)定方法組裝完整的基礎(chǔ)機(jī)器人，對組裝好的機(jī)器人重新進(jìn)行電機(jī)測試，搭建開始/ 復(fù)位指示電路并對其進(jìn)行編程使其工作，編程對機(jī)器人進(jìn)行速度測試和標(biāo)定45機(jī)器人巡航控制和編 程機(jī)器人運動精度的測試和調(diào)整 方法機(jī)器人勻變速運動的原理與實 現(xiàn)方法子程序的概念單片機(jī)內(nèi)存

17、數(shù)據(jù)的使用機(jī)器人走直線比賽，通過比賽確定機(jī)器人的運動精度，編程實現(xiàn)機(jī)器人的勻變速運動，用子程序?qū)崿F(xiàn)基本的運動動作，用內(nèi)存實現(xiàn)復(fù)雜的機(jī)器人運動66機(jī)器人觸覺導(dǎo)航觸覺傳感器的原理觸覺的在線測試和現(xiàn)場測試方法基本觸覺導(dǎo)航的算法復(fù)雜情況下的觸覺導(dǎo)航策略觸覺傳感器的搭建和編程測試；基本觸覺導(dǎo)航算法的編程實現(xiàn)；觸覺導(dǎo)航機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的人工智能決策編程；觸覺導(dǎo)航機(jī)器人走迷宮競賽87機(jī)器人紅外線導(dǎo)航紅外傳感器原理和非接觸測量 概念和用途紅外傳感器的在線測試和現(xiàn)場 測試方法基本紅外導(dǎo)航的算法編程紅外傳感器檢測距離的測試方 法紅外傳感器作為邊沿檢測的方 法紅外傳感器電路搭建和編程測試； 基本紅外導(dǎo)航算法的編程

18、實現(xiàn)和實踐；紅外傳感器檢測距離的編程測量；紅外傳感機(jī)器人畫地為牢比賽。88機(jī)器人紅外距離探測 與編程紅外距離探測的原理紅外距離探測的編程方法紅外距離探測的用途簡單P控制器的概念和尾隨小車跟蹤算法紅外傳感器距離測量的編程實 現(xiàn)，機(jī)器人尾隨大賽；機(jī)器人跟 蹤條紋帶比賽89綜合性實踐項目1 多傳感器導(dǎo)航的概念和用途采用觸覺和紅外傳感器機(jī)器人 的搭建和復(fù)雜導(dǎo)航算法的編程 實現(xiàn)和走迷宮比賽610綜合實踐項目2 電子羅盤的原理和在機(jī)器人導(dǎo) 航中的應(yīng)用采用電子羅盤優(yōu)化導(dǎo)航程序，使機(jī)器人能夠更快更好的完成任務(wù)4學(xué) 時 合 計： 54通過以上基礎(chǔ)教學(xué)部分，在掌握基本系統(tǒng)能力的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生綜合運用已有的專業(yè)課

19、程知識，以教育機(jī)器人和多種擴(kuò)展模塊為平臺進(jìn)行相關(guān)的的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成、測控電路、信號分析處理、基礎(chǔ)運動控制等實訓(xùn)鍛煉，使學(xué)生具備一定項目能力；深刻理解自動化，機(jī)電一體化.智能化系統(tǒng)。可運用多種機(jī)器人平臺和擴(kuò)展多種傳感器，通過自己設(shè)計實驗環(huán)境來實現(xiàn)不同的智能控制目標(biāo)。通過多種功能機(jī)器人的創(chuàng)新制作案例，鞏固基礎(chǔ)理論知識，強(qiáng)化工程技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新思維方式。也可作為老師課程設(shè)計畢業(yè)設(shè)計的參考。 創(chuàng)新制作案例QTI 循 跡機(jī)器 人線跟蹤使用QTI 傳感器檢測地面軌跡，并沿軌跡行走寶貝車QTI 傳感器套件顏色傳線跟蹤使用顏色傳感器檢測地面軌跡，并沿軌跡行寶貝車感器循 跡機(jī)器 人走顏色傳感器攝像頭 循跡機(jī)

20、器人線跟蹤使用攝像頭傳感器檢測地面軌跡，并沿軌跡 行走寶貝車CmuCam 攝像頭自動巡 航機(jī)器 人按照設(shè)定的的軌跡自動 巡航使用數(shù)字羅盤識別方向，使用數(shù)字編碼器套 件控制小車運行軌跡，實現(xiàn)按照預(yù)訂方向和 軌跡自動巡航寶貝車數(shù)字編碼器套件HM55B 數(shù)字羅盤地形機(jī) 器人避開地面上土包使用兩軸加速度傳感器測量重力加速度，避 免車體傾斜過大而翻車寶貝車雙軸加速度傳感器倒立自 平衡機(jī) 器人寶貝車機(jī)器人倒自平衡使用超聲波傳感器檢測寶貝車距地面距離， 控制電機(jī)來回運動，實現(xiàn)寶貝車自平衡寶貝車超聲波傳感器迷宮機(jī) 器人在立體迷宮中尋找出口使用1 個超聲波傳感器檢測距離，沿迷宮墻壁行走，走出迷宮寶貝車超聲波傳感

21、器超聲波云臺滅火機(jī) 器人在房間內(nèi)搜索火焰，并 且吹滅使用光敏電阻傳感器和溫度探頭檢測火光， 然后使用滅火裝置進(jìn)行滅火寶貝車光敏電阻溫度探頭滅火裝置（自制）射門機(jī) 器人尋找地面上的一定顏色 的球體，并且撞擊球體 進(jìn)行射門使用攝像頭傳感器尋找球體，使用超聲波傳 感器檢測球體與機(jī)器人之間距離，靠近機(jī)器 人，使用射門裝置將球射向球門寶貝車CmuCam 攝像頭超聲波傳感器射門裝置提醒機(jī) 器人提示起床時間，健身時 間和電視時間建立時鐘系統(tǒng)，采用LCD 顯示模塊顯示時間，及提醒的時間，使用發(fā)光，發(fā)聲報警器進(jìn)行計劃提示LCD 顯示模塊發(fā)光、發(fā)聲提醒模塊（自制）通用紅 外無線 遙控機(jī) 器人使用機(jī)器人來代替紅外

22、無線遙控器使用紅外接收管對電器紅外遙控器進(jìn)行編碼 檢測，并且使用紅外發(fā)射光管來發(fā)射這種編 碼紅外發(fā)射、接收套件照明管 家機(jī)器 人室內(nèi)光線狀況遙控的燈 光開閉采用多組光敏電阻感應(yīng)周圍環(huán)境光線狀況， 根據(jù)周圍光強(qiáng)控制燈開關(guān)光敏傳感器遙控組件或發(fā)聲組件（聲控?zé)簦┗蜃矒艚M件空調(diào)管 家機(jī)器 人自動巡航調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣 溫度，濕度使用溫度傳感器，濕度傳感器，自動巡航在 室內(nèi)巡航行走檢測室內(nèi)的溫度及濕度情況， 對于超出正常范圍則發(fā)出報警聲或遙控空 調(diào)，加濕器自動進(jìn)行調(diào)節(jié)溫度傳感器濕度傳感器巡航避障用超聲波+云臺顏色分檢測特定位置的物體的使用顏色識別傳感器來識別特定位置物體的顏色識別傳感器揀機(jī)器 人顏色，并且使用

23、夾持裝 置將不同顏色的物體分 揀到不同的位置顏色，并且使用夾持裝置將不同顏色的物體 運送到不同的位置夾持裝置（自制）相撲比 賽機(jī)器 人使用相撲機(jī)器人進(jìn)行相 撲機(jī)器人比賽，先將對 手推出場外者獲勝紅外線傳感器檢測到對方，QTI 或顏色傳感器防止自己沖出場地相撲機(jī)器人套件 相撲機(jī)器人場地避障人 形機(jī)器 人人形機(jī)器人避開障礙物使用超聲波傳感器檢測障礙物與機(jī)器人之間 距離，繞開障礙物行走人形機(jī)器人超聲波傳感器踢球人 形機(jī)器 人人形機(jī)器人射門使用CmuCam 攝像頭檢測足球，使用超聲波傳感器檢測機(jī)器人與足球之間的距離，走到足球面前，踢球射門人形機(jī)器人CmuCam 攝像頭超聲波傳感器工件搬 運機(jī)械 手使用

24、機(jī)械手搬運工件使用CmuCam 攝像頭檢測是否有工件到位，然后移動機(jī)械手將其夾持到另外一個位置六自由度機(jī)械手CmuCam 攝像頭六腳鐵 甲蟲避 障機(jī)器 人機(jī)器人在場地內(nèi)運動， 并且避開障礙物使用云臺帶動超聲波傳感器自動搜尋沒有障 礙物的路徑，讓機(jī)器人避開障礙物六腳柱狀機(jī)器人同時采用C51 系列單片機(jī)實現(xiàn)機(jī)器人的動作和功能展開，將傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)單片機(jī)原理與應(yīng)用和C 語言程序設(shè)計（即先理論講解，然后實驗驗證）的模式，改變?yōu)橄葘嶒灪蛯嵺`如何應(yīng)用，然后再歸納單片機(jī)原理和編程（即先實踐，后歸納）的模式，并以機(jī)器人作為貫穿實踐過程的典型工程對象，使整個教學(xué)和學(xué)習(xí)過程充滿挑戰(zhàn)和樂趣，大大提高學(xué)習(xí)效率。同時在學(xué)習(xí)

25、和實踐的過程中，還可以培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)世界觀和方法論解決了單片機(jī)原理與應(yīng)用課程抽象與難學(xué)的老大難問題。配套課程教材:目錄前言第一章C51 單片機(jī)與機(jī)器人大腦單片機(jī)與C51 系列單片機(jī)教育機(jī)器人與C51 單片機(jī)任務(wù)一獲得軟件任務(wù)二安裝軟件任務(wù)三硬件安裝任務(wù)四你的第一個程序任務(wù)五做完實驗關(guān)斷電源工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)第二章 單片機(jī)輸出接口與機(jī)器人伺服電機(jī)控制C51 單片機(jī)的輸入/輸出接口任務(wù)一單燈閃爍控制任務(wù)二機(jī)器人伺服電機(jī)控制信號任務(wù)三計數(shù)并控制循環(huán)次數(shù)任務(wù)四用你的計算機(jī)來控制機(jī)器人的運動工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)第三章 C 語言函數(shù)與機(jī)器人巡航控制任務(wù)一基本巡航動作任務(wù)二勻加速/

26、減速運動任務(wù)三用函數(shù)調(diào)用簡化運動程序任務(wù)四高級主題建立復(fù)雜運動工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)第四章 單片機(jī)輸入接口與機(jī)器人觸覺導(dǎo)航觸覺導(dǎo)航與單片機(jī)輸入接口任務(wù)一安裝并測試機(jī)器人胡須任務(wù)二通過胡須導(dǎo)航任務(wù)三機(jī)器人進(jìn)入死區(qū)后的人工智能決策工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)第五章 C51 輸入/輸出接口與紅外線導(dǎo)航使用紅外線發(fā)射和接收器件探測道路任務(wù)一搭建并測試IR 發(fā)射和探測器對任務(wù)二探測和避開障礙物任務(wù)三高性能的IR導(dǎo)航任務(wù)四俯視的探測器工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)第六章 機(jī)器人的距離檢測用同樣的IR LED/ 探測電路檢測距離任務(wù)一定時/計數(shù)器的運用任務(wù)二測試掃描頻率任務(wù)三尾隨小車任務(wù)四跟

27、蹤條紋帶工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)第七章 機(jī)器人的串口通訊串口通訊UART 的介紹任務(wù)一RS232 電平與 TTL 電平轉(zhuǎn)換任務(wù)二編寫串口通信程序工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)第八章 機(jī)器人與LCD 的應(yīng)用認(rèn)識LCD 顯示器任務(wù)一編寫 LCD 模塊驅(qū)動程序工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)第九章 多傳感器智能機(jī)器人多傳感器智能機(jī)器人的設(shè)計目標(biāo)任務(wù)一多傳感器信息與C 語言數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的使用和編程任務(wù)二智能機(jī)器人的行為控制策略和編程工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)4.2 科研綜合應(yīng)用實訓(xùn)適應(yīng)于機(jī)電系統(tǒng)分析和設(shè)計、現(xiàn)代控制工程、計算機(jī)控制系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)、機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論等。產(chǎn)品強(qiáng)化了系統(tǒng)的開放性和

28、可擴(kuò)展性，可以滿足自動化、機(jī)電一體化，運動控制等專業(yè)課程的典型研究和實驗，進(jìn)行教學(xué)演示、課程設(shè)計等，提高教學(xué)的綜合創(chuàng)新認(rèn)知和創(chuàng)新能力?？赏ㄟ^親自組裝、調(diào)試和控制專業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，使學(xué)生了解專業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)造、控制原理、傳感器技術(shù)和系統(tǒng)控制的科學(xué)基礎(chǔ)、技術(shù)思路和工程方法，掌握理論聯(lián)系實踐、科學(xué)主導(dǎo)工程的技術(shù)思路和工程系統(tǒng)實現(xiàn)方法等。同時產(chǎn)品的運動性能可靠靈活，并能提供完善的配套技術(shù)服務(wù)，可為學(xué)校參加中國機(jī)器人大賽獲得優(yōu)異成績提供指導(dǎo)綜合創(chuàng)新機(jī)器人實驗室基本配置硬件平臺：智能移動機(jī)器人系統(tǒng)軟件平臺：WINDOWS2000、 WINDOWS XP 平臺， 智能機(jī)器人平臺軟件， 足球機(jī)器人比賽軟件等基

29、本教學(xué)實驗內(nèi)容掌握計算機(jī)控制技術(shù)，運動控制技術(shù)，機(jī)器人視覺工程應(yīng)用技術(shù)，高級智能系統(tǒng)技術(shù)。參考課程：智能移動機(jī)器人的制作與編程出版社：電子工業(yè)出版社課程目錄和內(nèi)容：第1章智能移動機(jī)器人的大腦和編程環(huán)境智能移動機(jī)器人的大腦硬件和軟件筆記本電腦嵌入式工控機(jī)編程環(huán)境的安裝與使用第2章智能移動機(jī)器人的伺服電機(jī)與運動控制直流伺服電機(jī)簡介智能運動控制與驅(qū)動器簡介智能運動控制器的調(diào)試環(huán)境直流伺服電機(jī)的力矩控制直流伺服電機(jī)的速度控制直流伺服電機(jī)的位置控制智能控制器的 DLL與編程第3章智能移動機(jī)器人的移動機(jī)構(gòu)和運動測試兩輪差動移動機(jī)構(gòu)與運動學(xué)編程三輪萬向移動機(jī)構(gòu)與運動學(xué)編程四輪萬向移動機(jī)構(gòu)與運動學(xué)編程兩輪差動

30、機(jī)器人的運動學(xué)測試編程第4章智能移動機(jī)器人的力覺導(dǎo)航直流伺服電機(jī)的力覺反饋智能移動機(jī)器人的力覺導(dǎo)航策略與編程第5章智能移動機(jī)器人的紅外導(dǎo)航紅外測距傳感器簡介紅外導(dǎo)航策略與編程紅外和力覺的混合導(dǎo)航策略與編程第6章智能移動機(jī)器人的超聲導(dǎo)航超聲波測距傳感器簡介超聲導(dǎo)航策略與編程超聲、紅外和力覺的混合導(dǎo)航策略與編程第7章智能移動機(jī)器人的目標(biāo)跟蹤全向視覺系統(tǒng)的簡介目標(biāo)顏色的選定和顏色濾波器的調(diào)整顏色目標(biāo)的跟蹤策略全向視覺系統(tǒng)的 DLL與編程顏色球跟蹤實踐第 8 章智能移動機(jī)器人的人臉識別與跟蹤人臉識別視覺系統(tǒng)簡介人臉識別系統(tǒng)的DLL與編程人臉跟蹤第 9 章智能移動機(jī)器人的通訊與協(xié)作無線通訊網(wǎng)絡(luò)智能移動機(jī)

31、器人的遠(yuǎn)程操作多智能機(jī)器人的通訊實踐第 10章 智能移動機(jī)器人的應(yīng)用 RoboCup 中型足球機(jī)器人競賽RoboCup 中型組足球機(jī)器人競賽簡介足球機(jī)器人的軟件模型足球機(jī)器人的視覺模塊與使用足球機(jī)器人的世界模型足球機(jī)器人的決策狀態(tài)機(jī)球機(jī)器人的對抗演練4.2.3 產(chǎn)品介紹:（一 ） 萬向移動智能機(jī)器人：DM-450外形尺寸及其它結(jié)構(gòu)完全符合RoboCup 國際比賽要求；采用四輪全向驅(qū)動，大大提高機(jī)器人的靈活性（機(jī)器人可以實現(xiàn)任意方向快速移動） ，提高機(jī)器人在比賽中的運動性能軟件平臺：、 WINDOWS XP 平臺， 智能移動機(jī)器人平臺軟件，包括：視覺模塊、個體策略模塊、整體策略模塊、運動控制模塊

32、及網(wǎng)絡(luò)通信模塊等功能特點：萬向移動智能機(jī)器人參數(shù)配置：項目名稱數(shù) 量參數(shù)及配置整機(jī) 性能整機(jī)定位金屬外殼，框架結(jié)構(gòu)，模塊化安裝, 全符合RoboCup國際比賽標(biāo)準(zhǔn), 具備中型組機(jī)器人的全部功能，完全能直接參加比賽。標(biāo)準(zhǔn)配置由獨立的輪式運動模塊、電源及驅(qū)動模塊、傳感器陣列模塊、計算機(jī)模塊構(gòu)成，踢球帶球模塊及全景視覺等傳感系統(tǒng)構(gòu)成，各模塊連接方便。模塊化設(shè)計使得機(jī)器人容易維護(hù)，拆裝時間短。體系結(jié)構(gòu)采用慎思反應(yīng)混合系統(tǒng)，三層體系架構(gòu)轉(zhuǎn)彎半徑0cm最大爬坡 角度10度最大加速 度3m/s2 瞬間加速性能佳最大移動 速度2.0 米 /秒（ 1： 18 減速比）2.5 米 /秒（ 1： 14減速比）4.0

33、 米 /秒（ 1： 9 減速比）機(jī)械 本體體積 （ 長寬 高）490mmX464mmX540mm重量 (kg)20kg負(fù)載 (kg)10kg（ 平整水泥地面）電源持續(xù) 供電時間4，采用鉛酸電池（hour）:驅(qū)動結(jié)構(gòu)4 驅(qū)全向輪驅(qū)動輪中 心距250mm輪子直徑104mm踢球 機(jī)構(gòu)踢球機(jī)構(gòu)1 個85mm行程螺線管驅(qū)動、大擊球力度水平擊球 速度4.5 米 /秒挑球角度 45 度；計算機(jī)系統(tǒng)專用筆記 本電腦1 套Intel M1.6GHz/512M/80G 或按照最新電腦配置，要求 高于以上無線網(wǎng)卡1 個IEEE 802.11b/g WLAN 適配器通訊轉(zhuǎn)換 器1 個PCMCIA轉(zhuǎn) RS232(標(biāo)配)

34、 或 USB轉(zhuǎn) RS232接口PCMCIA/3USB/IEEE1394/SD/VGA/AUDI并口O/操作系統(tǒng)Windows XP開發(fā)環(huán)境Visual c+.net 2003/Visual c+ 6.0或以上版本軟件平臺OpenRob-A智能移動機(jī)器人平臺軟件，包括：視覺模塊、個體策略模塊、整體策略模塊、運動控制模塊及網(wǎng)絡(luò) 通信模塊等控制與驅(qū)動控制與驅(qū) 動器4 套嵌入式智能驅(qū)動模塊（240W） ,233/485/CAN 網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)，便于擴(kuò)展, DSP 芯片驅(qū)動，高性能數(shù)字閉環(huán)控制,高效率驅(qū)動器, 防過熱/ 過流 / 欠壓保護(hù), 方向控制/ 使能信號, 急停功能電機(jī)2 套進(jìn)口伺服電機(jī)70W 編

35、碼器：500P/R；減速器2 套精密行星減速：速比：18:1 或14： 1傳感器紅外傳感 器4 個4-30(cm) ；超聲波傳感器*注4 個可進(jìn)行拓展到16 個全向視覺 傳感器1 套1394 攝 像機(jī)1 個進(jìn)口高性能Color CCD6 59*493 1/3 IEEE-1394 分辨率90fps（比賽型推薦配置）光學(xué)鏡頭1 個高性能工業(yè)級1/2 613mm/F1.8 C-mount（比賽型推薦配置）全向反光 鏡1 個自主設(shè)計、高性能通訊無線通訊802.11b/g 無線以太網(wǎng)電源 模塊電源1 個鉛酸蓄電池充電器1 個鉛酸專用充電器*注：此方案中紅外傳感器和超聲波傳感器可進(jìn)行選配?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)控制

36、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用仿生遞階網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)，具有國際先進(jìn)水平智能控制層視覺傳感器視覺處理單元聽覺傳感器語音處理單元決策單元語言生成單元運動生成單元RF 裝置本能控制層智能機(jī)器人的仿生遞階網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)運動控制單元1運動控制單元2運動控制單元n執(zhí)行層其它執(zhí)行單元可靠的模塊化網(wǎng)絡(luò)硬件實現(xiàn)方案，擴(kuò)展方便、快捷：運動控制單元可以采用單軸智能功率模塊，每個模塊都可以獨立編程 處理力覺或者距離等傳感器信息；也可以采用多軸驅(qū)動與控制一體化 設(shè)備；多軸驅(qū)動控制 一體化模塊單軸智能功率模塊智能控制層可以采用雙核筆記本電 腦、或者嵌入式工控機(jī)，也可以采用 ARM 開發(fā)板，可以由用戶構(gòu)建個性化的智能機(jī)器人平臺。傳感器信息的分層處理，更加接近生物的傳感器信息處理模式按照軟件工程思想設(shè)計的多線程智能軟件和分布式反應(yīng)范式智能軟件：多線程智能軟件分為主線程、通訊線程、視覺處理線程、決策線程等。反應(yīng)范式智能軟件直接在運動控制單元實現(xiàn)，降低了智能層軟件的復(fù)雜性，提高了系統(tǒng)的容錯能力和可靠性。多線程智能軟件已經(jīng)成功應(yīng)用于RoboCup 足球機(jī)器人中型組比賽。該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用，已成功應(yīng)用于兩輪自平衡移動機(jī)器人、三輪機(jī)器人、全 向移動機(jī)器人和類人機(jī)器人?？刂平涌谔匦裕?016 路數(shù)字量輸入輸出，可連接I/O 擴(kuò)展板 /超聲波信號處理板。平臺軟件組成及功能運動控制接口函數(shù)DLL 庫， 提供機(jī)器人底層運動控制