探索者机器人实验室方案大学版Word下载.docx

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1.2实训基地建设总体目的

本实验室为电子设计，自动化、机械制造、计算机、机器人等主要工程专业的学生提供一个以机器人为实验对象的创新基地，课程教学内容、方法和手段全面引进先进教学实验模式，使学生能在“做中学、学中做”，提高学生的创新能力和动手能力，提升整个教学实验水平，并不断的扩展和延伸，使之能够广泛适用于各个专业教学实践和创新要求。

总的来说，机器人创新实训基地的建设是为了达到如下目的：

1.达到教育部提出的“高等教育要重视培养大学生创新能力、实践能力和创业精神”的创新教育的要求。

2.与国际、国内一流大学办学模式接轨，从单纯传授知识向培养学生发现问题的能力、获取知识的能力、创新与创业的能力转变。

3.与国际先进教学方法接轨，提倡参与式教学、体验式学习，将转变为培养学生工程实践和创新能力的重要实验室。

4.改革传统的以验证性实验为主的实验教学模式，向综合性实验、设计性实验和研究性实验转变。

5.与机器人技术发展趋势相结合，用机器人取代传统的电子、电路、单片机等分立式实验仪器，增强实验的开放程度和系统性，为学生提供一个可以发挥自己想象力、创造力和展现才能的空间。

6.为学校参加国内、国际各种机器人大赛等提供配套的硬件和软件支持，激励学生投身工程科技的热情和提高学校的知名度。

对于学生结束学业后走上工作岗位更好的适应市场需求奠定基础，对于学校招生也起到一个助推作用。

1.3机器人实训基地建设思路

面向全体学生，主要以模块化教育机器人为主要对象的基础创新教育实训，在认识和学习机器人结构原理的过程中结合教师讲授形成系统化的认识，将所学到的机械、电路、信号、检测、控制、软件与系统等课程的内容融会贯通，理论联系实践，建立工程自动化机器和自动化系统的概念，理解学习相关理论知识，让理论知识与实际工程实体紧密结合。

在这个基础上，加以相关的课程设计的定向实训课程，配套相应的教材和技术服务，真正结合学校的教学工作，最大限度的发挥实训基地的作用。

1.4教学方式

可参照每年的多次机器人大赛比赛规则，在老师的引导下学生自主设计开发程序、源代码、外观模型、电路板等，符合大赛规则的前提下不断地演练，这样有助于学生锁定学习的目标，在竞争中取得胜利。

中国的机器人行业起步比欧美和日本都要晚，要想取得突破性的进展首先得从高校做起，逐步的推广到中小学，壮大我国的机器人行业的接班人。

单片机的应用极为广泛，在教学用机器人上作为主控制部分，可加载各种传感器进行学习，如声音传感器、光感传感器、红外传感器、黑白巡线传感器、触碰传感器等等。

学生还可以对机器人的外观进行再设计，根据个人的需要对机器人改装和创新设计。

机器人实验室可提供计算机专业，自动化专业、机械设计专业等工科院系的学生进行实践学习，在机器人比赛中需要懂得编程、电子电路的学生参与编排调试和讲解机器人的一些基本动作概况。

我们公司可提供机器人套件，这样便于学生学习组装机器人更好的了解机器人构造，对于电路、电子等各部分都会有更加全面的认识，在维修机器人的时候也会得心应手。

比赛的目的是促进学习，学习的目标是取得比赛更好的名次，综合的实践有助于提高学习的乐趣和扩大知识面。

二、探索者机器人实验室概述

2.1探索者机器人实验室的定位

●专业课程教学与综合实践基地（专业课程教学、综合实验）

●大学生创新能力培养基地（创新课程、创新项目、创新竞赛）

●大学生机器人科技竞赛基地（走出去，参加各类机器人科技竞赛）

●大学生就业、创业基地（创意、动手、成果推介、能力培养）

●新型产学研示范基地（建立学校与企业在技术、产品、人才上的桥梁）

2.2机器时代的核心优势——熟悉创新的每一个环节

●与高校、科研院所合作研发高端机器人项目

●与科技展馆合作开展机器人互动活动

●与产业界合作提供科技产品产业化支持

●建立网络互动平台，与用户紧密交流机器人技术

●设立机器人教学课程，为用户提供全方位的服务

2.3“探索者”机器人创意组件教学思路

“探索者”机器人创意组件结合了机械、电子、传感器、计算机软硬件、控制、人工智能和造型技术等众多的先进技术。

精心设计的金属结构件能完成几乎所有的机械结构搭建，实现几乎全部的传动方式，配合以高性能的ARM7LPC213232位控制器，9种常用传感器，多个伺服电机，方便验证机器人机构的运动特性，并可以完成大纲规定的大多数数字/模拟电路、单片机、检测技术等方面的实验，贴近日常教学。

C语言、流程图、便携式三种编程方式，方便不同程度，不同需求的用户选择使用。

独创的便携式编程方式，让用户可以在不便使用电脑的环境，或仅需要简易编程的情况下顺利完成对机器人的程序设定。

多学科穿插融合，鼓励动手，鼓励创新的教学思路，将为学生提供一个前所未有的动手操作平台，通过对机器人机构的不断地设计、组装、调试、拆卸，给予学生广阔的发挥余地，激发学生的学习热情和创新意识，沿着“学习——实践——总结——创新”的道路不断发展。

使学生能够广泛适用于机械、机电一体化、电气工程、自动化工程等方向的就业需求。

而巧妙的机械结构和高性能、多种类电子部件、软件平台的结合，可设计出独创的智能机器人，完成具有深层开发性质的研究课题，并为教师和学生提供良好的软硬件平台。

三、产品模块说明

3.1机械套件

结构件30种，可搭建数百种基本机械结构，扩展功能强大。

3.2电子套件

闪动传感器可感受光线晃动，如人手摆动，30cm内有效。

光强传感器可感受光线强弱的变化，光线弱时触发，正常室内灯光不触发。

声控传感器可感受声响，2m外正常拍手声响有效。

避障传感器可感受红外物体的靠近，5cm以内距离有效。

黑标传感器可识别1cm以上宽度的黑色标记，3cm以上深度悬崖。

触碰传感器可感受物体的触碰。

触须传感器可感受物体对触须的触碰或大幅度晃动。

震动传感器可感受机身的震动。

姿态传感器可感受机身倾斜，80度以上有效。

3.3伺服电机

2种伺服电机（180度旋转和整周旋转）

3.4微控制器

ARM7LPC213232位芯片控制器；

3.5便携式编程器

便携式编程器。

用户可以通过它对控制器上端口设定、录入指令，并模拟触发执行。

适用于简单的端口、传感器、执行机构测试，以及不便携带电脑的环境。

3.6编程环境

C语言编程

用户可从网络上下载免费的ARM7C语言编译器，编写C语言代码并刷写到芯片中。

RobottimeExplorer动画式机器人开发平台

支持基于流程图的图形化编程，用图形化、可视化的方式给机器人编程，同步生成C语言代码，在后台编译、并下载到机器人控制器上执行；

3.7配套资源

DVD光盘一张，《“探索者”机器人创意组件说明书》，《“探索者”机器人创意组件训练手册》。

四、配套实验课程示例

提供配套教材《“探索者”机器人创意组件训练手册》，由浅入深，引导学生从机械原理入手，逐步完成一系列机器人实验

实验一机构认知与分析实验

实验目的：

通过双足机构的组装和观察学习，了解连杆、偏心轮、齿轮等机构的组合方式分析其运动变换功能，了解其运动特点和实际应用；

加深同学们对常见各类机构的基本类型和用途的理解。

实验二机构运动简图测绘实验

从原理方面表达机构的组成和运动性质，以便进行机构的分析和设计。

它是了解、分析现有机械的手段，也是新机械运动方案设计的工具。

通过实验就要初步掌握从实际机械测绘为简图的方法，机构自由度计算及结构分析方法；

掌握机械系统工作循环图的绘制方法。

提高科学抽象的能力。

实验三基于机构组成原理的机构仿真设计实验

加强学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性，为机构创新设计奠定良好的基础。

增强学生对机构的感性认识，培养学生的工程实践及计算机操作能力；

了解进行机构仿真设计时应注意的事项；

完成从运动简图设计到实际结构设计的过渡。

培养学生创新意识及综合设计的能力。

实验四机构运动方案创新设计实验

加深学生对机构组成理论的认识，熟悉杆组概念，为机构创新设计奠定良好的基础；

利用“机构运动方案创新设计实验台”提供的零件，拼接各种不同的平面机构，以培养学生机构运动创新设计意识及综合设计的能力；

训练学生的工程实践动手能力；

基于机构组成原理的拼接设计实验；

基于创新设计原理的机构拼接设计实验；

课程设计、毕业设计中的机构系统方案的拼接实验；

课外活动（如机械设计大赛）中的机构方案拼接实验。

实验五机器人程序控制及应用实验

了解机器人平台的运动控制原理，加深对机电一体化系统的理解。

了解机器人平台的结构及工作原理。

熟悉机器人平台的运动控制指令，掌握机器人平台的编程及操作。

掌握机器人平台对外部设备的控制。

了解机器人的工作原理，掌握机器人的编程及操作过程,为进一步研究和应用机器人奠定基础。

实验六结构行程协调实验

通过对仿生四足结构的运动分析，进一步掌握仿生四足结构的步态特征；

通过对各结构点的绘制，巩固结构简图的画法，和零件测绘的知识；

掌握运动行程的计算方法，学习仿生结构的运动优化设计。

实验七小型机器人创意设计与制作实验

通过对小型机器人的设计及机械系统整体的布局、机构的装配与调整，使学生对机器人的机械系统有一个整体的认识与了解。

了解机器人的设计思路，学会从已有结构和自然界汲取设计灵感。

实验八机电综合控制实验

通过对ARM的使用，使工业自动化控制系统的自动化程度提高，并能实现计算机管理；

通过对实验组建的系统进行编程，提高学生在编程过程中对实物运动的理解能力，使其所编程序能够结合实践，保证其可用性；

通过对实际系统的编程，提高学生的编程能力和应用能力；

通过各组所编程序的联机，锻炼学生的协调能力和综合利用能力，并对联机过程中出现的故障及不协调部分有分析和解决的能力。

五、实验室设备配置

主要仪器设备名称

规格型号

单位

数量

产品配置

单价

总价

探索者机器人创意组件

高级版

A3001

台

12

ARM7主控板3个

舵机24个

结构件386个

传感器21个

输出模块7个

编程手柄1个

7.4v锂电池3个

机械零件1206个

装配工具4个

数据线29根

训练手册、说明书、光盘1套

总计

六、公司介绍

机器时代（北京）科技有限公司自成立以来，始终以理念先进，结构优化，节能环保的机器人产品为研究方向，以传播独特的创新设计方法为目标，致力于中国的机器人教育普及。

为科技馆、高校等社会团体提供机器人展品与机器人研发的项目服务，开发了上百种机器人产品。

机器时代致力于民族机器人技术。

我们的机器人业务包括：

面向高校教学、创新教育的机器人产品及解决方案；

面向中国机器人教育普及的机器人产品及方案；

面向科技馆的机器人展品及互动项目方案；

智能机器人玩具的研发与设计。

机器时代根据客户的需求认真思考，为您提供包括产品、参考教学体系、技术支持、培训等全系列服务，为中国高校、职业类院校、中小学、社会教育机构、广大机器人爱好者提供世界领先的机器人教学产品。

为打造世界知名的民族机器人品牌、探索全人类机器人梦想而努力。

2009年，机器时代通过对多年技术研究的总结，推出了“探索者”机器人创意组件。

该组件为工科大学生工程训练、创新实践供了最理想的标准化零件，以及开放的软、硬件资源。

同时也是工程类竞赛、机器人教育普及、机器人DIY等活动的理想平台，使用该组件可以快速地验证理论、搭建各种样机并试验其功能，是一套方便有效的机器人设计平台。

我们期待与您共享机器时代的创新技术和方法，与中国的自主创新共同进步。