機器人創(chuàng)新實驗室方案

 機器人創(chuàng)新實驗室目的工程教育作為教育的一個重要組成部分，隨著科學技術(shù)的發(fā)展越來越具有其特殊性，創(chuàng)新工程教育已經(jīng)成為時代主題。從教學課程體系而言，就是要將工程學科各個專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的教學和實驗放到某個具體的、典型的工程對象中進行，而不是分割教學、分割實踐，而機器人作為一個典 型 的 工 程 對 象和系 統(tǒng)，涵 蓋 了 計 算 機、電 子、單 片機、通信、機械 等 各 個 學 科 的 知 識 內(nèi) 容。能夠使學生理解各個學科、專業(yè)、課程之間的內(nèi)在，整體和部分之間，讓學生不僅了解基礎(chǔ)的教育機器人的知識，同時可以在一定的基礎(chǔ)上進行各種機器人的一些培訓，在教學實踐的過程中，同時提供工業(yè)機器人的相關(guān)實踐，獲得機器人從教學到工業(yè)實踐多方面的知識。在實踐的同時，還提供機器人仿真軟件，使得學生在虛擬的世界里加深對機器人的構(gòu)建，機器人的應用的了解。

無論是高職教育，還是本科和研究生教育，都可以按照系統(tǒng)科學與方法論，采用虛實相結(jié)合的方法，對實驗室按照如下進行建設(shè)：

*：認識工程系統(tǒng)對象：通過簡單和典型的工程系統(tǒng)對象的認知或拆裝，了解工程系統(tǒng)對象的基本組成，同時了解一些復雜的工程系統(tǒng)。也就是“知其然”的過程。

第二：將模擬電子、數(shù)字電子、機械、自動控制、傳感器等課程教學內(nèi)容融入*個教學循環(huán)中了解過的典型工程對象系統(tǒng)中，學生通過親自設(shè)計、焊接、調(diào)試和組裝系統(tǒng)中的典型模塊，到zui后完成系統(tǒng)控制，全面掌握工程系統(tǒng)的安裝、維護、建模、分析、設(shè)計和調(diào)試等方法。這也就是“知其所以然”的過程。

第三：通過給出一些典型工程對象的設(shè)計課題，提升學生的融會貫通能力和創(chuàng)新能力，獲得相應工程專業(yè)的設(shè)計和開發(fā)技能。也就是實現(xiàn)學生工程技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目標。

第四：通過機器人仿真軟件 ，了解機器人的編程界面劑簡單操作，了解機器人仿真環(huán)境及簡單操作技巧。能簡單掌握zui簡單的一些操作，以及對這些操作的進行保存等情感目標；再進一步激發(fā)學生對機器人的學習興趣，能感受仿真環(huán)境中的真實感。機器人仿真軟件分教學版機器人仿真軟件，研究版機器人仿真軟件。

                     機器人創(chuàng)新實驗室特點

從創(chuàng)新教學實驗長遠角度考慮，將進行功能模塊劃分，采用循序漸進的方式。真正達到從基礎(chǔ)認知，單元技術(shù)，系統(tǒng)集成乃至創(chuàng)新的實驗拓展規(guī)劃。以下為建設(shè)建議：

基礎(chǔ)及單元技術(shù)層：包含機器人培訓器，或教育機器人：各種機器人傳感器：皮電傳感器，力覺傳感器，視覺傳感器。機器人配套產(chǎn)品：機器人手臂，機器人爪手，機器人控制器，機器人執(zhí)行機構(gòu)，機器人電機，機器人減速器等。這些模塊具備機器人zui基本實驗環(huán)節(jié)，學生可深入學習有關(guān)機器人系統(tǒng)中相關(guān)的各類產(chǎn)品的應用，同時增加自動控制原理等基礎(chǔ)課程實驗設(shè)備，為機器人系統(tǒng)的開發(fā)與應用提供支持。

專業(yè)技術(shù)層：包含競賽型的機器人：自主移動機器人；微型組足球機器人；人形機器人等

學術(shù)層：教育機器人

工業(yè)應用層：包含工業(yè)應用的關(guān)節(jié)機器人，服務機器人，特種機器人等

機器人仿真軟件 ：純教學版的機器人仿真軟件，研究版的機器人仿真軟件

本方案兼顧了基礎(chǔ)的機器人知識，及機器人的技術(shù)前沿，使學生從基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的知識架構(gòu)引申到*的設(shè)備應用之中，在實驗實訓過程中掌握到知識。

            規(guī)劃

1. 開放性：全開放性控制平臺，學生可參與系統(tǒng)設(shè)計和應用開發(fā)
2. 模塊化：被控對象模塊化結(jié)構(gòu)，可組成不同的機械結(jié)構(gòu)和機電系統(tǒng)，為創(chuàng)新實踐實驗提供方便
3. 工業(yè)化：工業(yè)級的標準零部件，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性能，可直接應用于工業(yè)現(xiàn)場
4. 網(wǎng)絡化：可提供了網(wǎng)絡控制的可擴展空間
5. 系統(tǒng)性：提供全面的教學資料、利于實驗教學工作的開展
6. 虛實結(jié)合：現(xiàn)實的機器人培訓器操作，虛擬版的機器人仿真軟件操作，可虛實結(jié)合，

虛的軟件控制實際的機器人，教學和實踐相結(jié)合。

1. 全面的設(shè)備提供，從機器人的主體到零部件的供應，以及軟件的配置，到整個系統(tǒng)的安裝及調(diào)試，教材的配備及培訓的實施，以及售后服務的保障。