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慧鱼机器人的创新实验实践研究
作者：冯敏亮
来源：《现代商贸工业》2017年第12期
摘要：针对合肥学院应用型办学特点，由于慧鱼机器人良好的拓展性、丰富的知识性和趣味性，慧鱼机器人已成为很多高校的创新实验实践教具。通过的初步介绍，旨在进一步探讨慧鱼机器人在应用型高校中更深入的创新实践研究。
关键词：慧鱼机器人；创新实践
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/https://www.doczj.com/doc/2c18961133.html,ki.16723198.2017.12.090
0引言
2010年7月份，国家经过长期的深入调研和分析，颁布了《国家中长期教育改革和发展
规划纲要（2010—2020年）》该纲要对于高等教育的发展规划明确了高等学校应适应就业市
场和经济社会发展需求，为国家培养更多的高质量、多样化的复合型、创新型人才。合肥学院（以下简称我校）是一所在“改革中诞生，开放中成长，创新中发展”的地方本科院校，坚持“地方性、应用型、国际化”的办学定位，借鉴德国应用科学大学办学经验，围绕应用型人才培养关键要素，进行了系统改革和实践，构建了具有鲜明特色的应用型人才培养体系，为区域发展培养了大批高素质应用型人才。慧鱼机器人可以针对不同专业和不同学习阶段的学生开设有系统、有层次的创新设计开放性实验项目，旨在培养学生的独立动手、分析问题和解决问题的综合能力培养，以适应我校的办学定位。
1关于慧鱼机器人实验室
高校实验室是科学研究与实践分析的基地，是高校培养创造型人才的摇篮，学生可以通过一系列与理论学科相关的开放性实验课程学习，使学生在巩固理论知识的同时，实现理论知识和实践操作的完美结合。源于德国的慧鱼创意模型（又称慧鱼机器人）是一种技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，凭借其专业涉及面广、延展兼容性强以及小巧轻便等显著特点，很早就被引进到中国高校的实验室，通过这些年的发展，慧鱼机器人实验室的设置对于培养学生创新思维，提高学生动手能力和创新能力都具有很明显的提升作用。而且随着电子通信技术、网络技术等现代新型科学技术的飞速发展，慧鱼机器人也必将随之具有更为广阔的应用空间，依然能够在高校实验室课程教学中具有举足轻重的作用。
班级姓名史天学号01 指导教师小兵日期实验名称简单的机器 人 1.实验名称：简单机器人 2.实验器材：慧鱼创意组合模型器材 3.实验目的及原理 通过本课程的学习，培养学生的科研兴趣，推动学生在本科阶段得到科学研究与发明创造的训练，调动学生的主动性、积极性，激发学生的创新思维和创新意识，营造创新教育文华氛围，全面提升学生的科技创新能力。 4.实验成果展示 5.实验作品功能 用慧鱼制作的简单机器人可以实现运输和通过齿轮转动的实现物品的远距离的输送。
班级姓名史天学号01 指导教师小兵日期实验名称带有障碍识别 功能的机器人 1.实验名称：带有障碍识别功能的机器人 2.实验器材：慧鱼创意组合模型器材 3.实验目的及原理 通过慧鱼创意组合的器材，尝试制作一个较为复杂的才有障碍识别功能的机器人，把障碍识别功能加在简易机器人上，实现两项功能的整合，锻炼学生创新思维和创新意识，营造创新教育文华氛围。 4.实验成果展示 5.实验作品功能 用慧鱼制作的简单机器人可以运用太阳能作为动力，并实现在运动过程之中对于障碍物的识别从而实现转向绕开。
班级姓名史天学号01 指导教师小兵日期实验名称行走机器 人 1.实验名称：行走机器人 2.实验器材：慧鱼创意组合模型器材 3.实验目的及原理 利用慧鱼创意组合的器材，尝试制作一个可以利用“双足”行走的机器人，实现较为复杂的行走动作。了解机械系统的执行机构，并能组合一些简单的机械执行机构。 4.实验成果展示 5.实验作品功能 用双电机和齿轮制作的行走机器人可以实现自由的行走动作，并完成一些简单的工作。
班级姓名史天学号01 指导教师小兵日期实验名称带有堆垛库 的输送带 1.实验名称：带有堆垛库的输送带 2.实验器材：慧鱼创意组合模型器材 3.实验目的及原理 利用慧鱼创意组合的器材，尝试制作一个带有堆垛库的输送带，实现送输送带的货物的堆垛。掌握各种传动机构的使用方法和使用条件，并会根据不同机械的要求选择传动机构。了解机械设计中系统的布局及合理性。 4.实验成果展示 5.实验作品功能 通过慧鱼制作的传送带和堆垛机构实现货物的远程输送和堆垛功能。
创新性实验设计 1 / 3 研究 项目 项目名称 智能水杯控制面板电路设计与实现 所属学科 计算机科学与技术 申请金额 元 起止时间 2009年 月至 年 月 项目性质 学生自选研究课题型或学生参与科研活动型（选其一） 科研 小组 成员 姓名 性别 年级 电话及电子邮箱 指导 教师
创新性实验设计 2 / 3 内容和 意义简介(400~500字) 内容描述： 水杯是居家生活的必备物品，每个家庭都需求的，而且水杯的作用也是 非常的重要，因为每个人都需要喝水，所以水杯的需求远远大于我们所想象的， 实用性强，需求量大，简单实惠。 尽管水杯的市场经济很有优势，但是 现阶段的普通保温杯还远远满足人们对完全智能化的服务需求，传统的水杯还有许多的地方带给人们的不便，其一：在平时，经常会有被烫到的现象，这给我们的生活造成伤害，其二：我们经常会问出这样的话：“今天我喝了多少杯的水呢？”这答案是很难得到答案的，其三：在平时工作或者因为事多，忙的会经常忘记喝水。其四：我们渴了想喝水时，经常因为温度高不能喝水，得一直的等水凉再喝，特别的让费时间。这些现象经常的会发生，鉴于这些缺点，我们需要设计一种智能更方便又人性化的水杯来解决这些问题。 本设计采用手动和自动的模式，通过提出设计智能温度控制器。设计集单片机技术,模拟、数字电子技术,电路辅助设计技术于一体。并已被电力系统所采纳,作为了必备的设备之一。并实现了一个基于单片机技术的温湿度控制器。该系统设计分为五个子模块实现其控制功能:系统电源模块、信号处理模块、温度采集模块、串口通信模块、人机交互模块、报警电路模块以及输出控制模块。其中,温度采集模块由主要器件温湿度传感器SHT10连接到单片机,负责采集电力柜内的温度信号,并将采集到的模拟信号转换为相应的数字信号传送入单片机,与按键控制部分输入的温度信息进行比对,并且在译码显示器上显示温度值。如果超过设定值,由单片机输出控制信号启动相应的加温装置,另外如果达到温湿度限定值,则由报警电路实现报警提醒功能。另外没喝完一杯水通过信号传输到计数器计数一次，并在译码显示器上显示数据，此外，当水杯的水温过高时，可以自动利用半导体制冷器件制冷。 本设计内容如下 1.设置一个手动复位功能开关 2.能测试水温0~150℃精度±1℃的温度传感器 a.当温度控温系统在20~40℃范围,警告提醒使用 B.当水温高于某值是时，自动制冷工作 3.每喝完一杯水计数器就计数一次 实施思路 传统的水杯都只有简单的保温功能，但随着科学技术的发展，这种简单的功能无法满足需求，现在需要的是智能化，方便化，人性化的装置，通过小组思考和研究，计划将传统的水杯加以改善，使之多元化。 1.进行市场调查，确定研究方向和目的 2.小组讨论，进行改造，并进行设计电路 3.根据需要设计控制面板，选择材料 4.根据电路图设计完成产品设计 5.对研究出的智能型水杯进行推广 需要
机器人创新实验（1）报告 摘要 机器人作为20世纪人类最为伟大的发明之一，自60年代问世以来，经历40余年的发展已经取得长足的进步。近年来随着社会的进步和科学技术的迅猛发展，特别是在微电子技术、信息技术，计算机技术，材料技术等科学技术迅速的支持下，机器人的种类日益繁多，性能不断改进，工作领域也在不断地扩大。已经引起了各国科学家的普遍关注。许多发达国家均把机器人技术的开发，研究列入高新技术发展计划。并且已经取得了很大的进展，它的成果将成为各行各业提高生产力的强有力的工具。此机器人是针对目前交通事故频发设计的。利用三轮作为活动方式，通过三个传感器进行感应障碍识别，从而进行控制汽车的运动及时避免各种障碍物。从电影<<机械公敌>>里可以看到机器人的前景，以及注意机器人的弊端。 关键词： 机器人,工具,传感器,障碍物
一、实验目的 1、在保证整个稳定的前提下，将程序写入控制卡，熟悉 软件调试机器人运动步态的技巧，熟悉直流电机的控制，并实现提前设定好的动作步骤，并使机器人能够平稳的运动。 2、熟悉掌握各种搭建元件的使用方法和电机舵机的使用技巧 3、学会对学习知识的应用到实际中的能力，提高自身动手能力。 二.实验器材 探索者，电脑软件TKScop， 我们用到的探索者: 三．组员 项博、张君心、刘小龙 三、实验步骤 1.第一阶段：老师对我们介绍实验内容，对需要用到的配件、软件环境进行讲解，为使我们对实验内容更加熟悉，对软件环境的熟悉。 2.第二阶段：开始动手阶段，为了能使我们小组更好的完成创新实验课程，我们机器人模仿机器人案列制造了简单的机器人，其中有一些改动。
第二阶段成品展示 3.第三阶段：开始创新阶段，在第二阶一定经验的基础上，我们对其进行了创新和改组。其中包括前轮和驱动装置，还有传感器的数量，主要对机器小车的CPU 内部的程序进行了修改，让其实现了第二阶段没有实现的动作。 第三阶段成果 4.第四阶段：老师评价，总结成功与失败。 四、机械结构、控制接线方法、程序、程序流程图说明： 控制线接线方法: 1、2、3、4为传感器接口 5红外接收端口 6手柄ABC三通道的选择键 7程序写保护，on允许下载 反之不允许，如果要运行板载程序，则转换到非on 状态 8为程序下载接口，连接usb转串口线 9舵机接口，共六组。可接标准舵机和圆周舵机。舵机黑色线朝下，三针，最上针空余。10输出端口，共2组，可接LED灯和语音模块
初中物理创新实验设计方案 一、实验课题名称：惯性定律演示仪 二、实验设计思路： 运用惯性定律（牛顿第一定律）：物体在不受任何外力作用的时候总保持静止或匀速直线运动（物体总保持原有在运动状态直到有外力迫使它改变为止） 三、实验或实验器材在教材中所处的地位与作用： 该实验是八年级物理第八章第二节内容，在已经学习了牛顿第一定律的基础上，研究所有物体都具有惯性，对于学生理解、学习、运用牛顿第一定律以及惯性的知识具有相当重要的作用。 可以说，这个实验是探究物体惯性的核心演示实验，一旦学生通过观察本实验仪的演示，必定会十分深刻在理解和掌握惯性在相关知识。 四、实验器材： 长木板、小车、弹簧、直塑料细管、漏斗、橡皮筋、细线、弹珠、铁钉 五、实验原型及不足之处: 传统的实验方法是使用控制变量法，使两种物质的质量相等，吸收的热量相同，通过观察温度计上示数的变化，得出结论：温度计示数上升较快的物质，升高1℃所需的热量较少，吸收热量的能力较小（即比热容较小）。它的不足之处： ⑴水和食用油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差，容易受到外界环境的影响（如风向、石棉网的初温、两个酒精等的火焰有大小等）不便于控制； ⑵通过实验得出的结论是：吸热能力的大小与温度的变化成反比，学生要多转动一下思维才能理解，结论没有改进后的直接； ⑶所需要的实验器材也比较多，不利于实验的准备与操作。 ⑷所用烧杯体积过大，与空气的接触面积过大，所以散热过多，造成实验测量误差过大。 （如图） 六、实验创新与改进之处： ⑴将两套装置合二为一，减少了小组实验时对器材的需要；
⑵便于控制相同时间内吸收的热量相同这个变量，误差更小； ⑶两试管与空气的接触面更小，散热较少，误差较小； ⑷将烧杯较大的吸热面改为试管底部较小的吸热点（两试管型号相同、质量相等），就保证了相同时间内吸收的热量相同 ⑸实验中，将原实验观察温度计示数变化改为观察并记录两物质升高相同温度时的时间，这样做的好处是使实验结论更直接； （如图） 七、实验原理： 通过控制两物质质量相等、吸收热量相同、升高相同的温度等因素，来观察手中的秒表。升高相同温度时，所用时间较长的物质吸收的热量自然多一些，单位质量吸收热量的能力更强（即比热容更大一些）。 说明：完成实验时需控制的几个量 ⑴两试管型号相同、质量相等； ⑵试管中的水和食用油质量相等； ⑶试管中的水和食用油初温相同（可将两试管放入装有冷水的同一烧杯中1～2分钟）； ⑷相同时间内两试管吸收的热量相等； ⑸两试管中的液体升高相同的温度； 改变的量： ⑴升高相同温度时所需要加热的时间不同； ⑵升高相同温度时所吸收的热量不同。 八、实验操作步骤： ⑴将装有质量相等的水和食用油的试管插入事先准备好的同一烧杯的冷水中1～2分钟，保证两试管中液体的初温相同； ⑵将初温相同的两试管从冷水中拿出来同时放入正在加热的石棉网上，并放入温度计（同时按下秒表开始计时），观察通过热传递获得热量的两试管中温度计的变化； ⑶在温度计达到70℃时分别记下所用的时间； ⑷比较升高相同温度时所用时间的不同； ⑸得出结论：升高相同温度时，所用时间较长的物质吸收的热量较多，吸收热量的能力较强（比热容较大）。
实验报告 （理工类） 课程名称: 机器人创新实验 课程代码: 6003199 学院(直属系): 机械学院机械设计制造系 年级/专业/班: 2010级机制3班 学生姓名: 学号: 实验总成绩: 任课教师: 李炜 开课学院: 机械工程与自动化学院 实验中心名称: 机械工程基础实验中心
一、设计题目 工业机器人设计及仿真分析 二、成员分工：（5分） 三、设计方案：（整个系统工作原理和设计）（20分） 1、功能分析 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 本次我们小组所设计的工业机器人主要用来完成以下任务： （1）、完成工业生产上主要焊接任务； （2）、能够在上产中完成油漆、染料等喷涂工作； （3）、完成加工工件的夹持、送料与转位任务； （5）、对复杂的曲线曲面类零件加工；（机械手式数控加工机床，如英国DELCAM公司所提供的风力发电机叶片加工方案，起辅助软体为powermill，本身为DELCAM公司出品）
竭诚为您提供优质文档/双击可除慧鱼机器人实验报告 篇一：隧道机器人慧鱼实验报告 慧鱼综合性实验报告 实验课题：隧道机器人的组装和控制器 控制运行原理 一、实验类型：综合性实验 二、实验课题：隧道机器人的组装和控制器控制运行原理。 任务一：机器人要能沿着离墙约20厘米的一条路径行走。 任务二：令机器人在运行过程期间遇到障碍物时，懂得应如何处理。当距离障碍物约60厘米时，它会将速度减到一半，距离40厘米时，它会暂停，如果遇到障碍物走近机器人，在距离20厘米时他会慢慢后退，若距离只有10厘米，它会快速后退。 三、实验器材 1、“慧鱼”创意模型组合包；
2、“慧鱼”专用电源； 3、个人计算机； 4、“慧鱼”专用控制器； 5、RobopRo软件； 四、问题分析： 在基本模型的基础上安装上距离传感器，通过距离传感器判断障碍物与履带机器人的距离，从而调整自己的运动状态。 五、实验方案设计： 1、实验主要元件：编码马达、履带、齿轮、控制器、距离传感器 2、程序代码： 任务一： 程序启动后，若距离传感器感应到距离履带机器人约20厘米处有障碍物，则小车以一定的速度直行，当障碍物与小车距离不是20厘米时，小车停止。 任务二： 程序启动后，机器人在运行过程期间遇到障碍物， 当距离障碍物 约60厘米时，它会将速度减到一半，距离40厘米时，它会暂停，如果遇到障碍物走近机器人，在距离20厘米时他会慢慢后退，若距离只有10厘米，它会快速后退。
六、实验总结： 做完了这个实验课题我有许多感悟，首先，对于机械组装方(:慧鱼机器人实验报告)面我们充分了解到了齿轮的巨 大作用，齿轮可以实现物体间的减速加速变向换向，以及本课题中的实现平动和转动之间的转化，实现了将电动机的转动转化为履带的平动这一功能，可以说齿轮是最有实际用途的机械元件之一；其次这次组装的机器人中应用到了距离传感器，距离传感器接收装置安装在履带机器人侧面位置，当有障碍物移动到侧面遮挡住距离传感器时，传感器感受到有障碍物，信号会发生变化，以此向控制器传输信号，以便于控制器控制电机的转动进而控制隧道机器人的运动。 通过慧鱼课程的学习，是我们不但增强了动手能力，还增强了创新能力。在这个实验中，我所在的小组主要是根据要求完成机器人的组装，在实验中我充分发挥了我的领导才能给队友们合理分工和鼓励他们努力，最后在规定的时间内完成了老师交给我们的任务，使得机器人按要求进行。 经过隧道机器人的组装实践活动，学习和理解了机器人的主要由两个部分组成：传动系统和控制反馈系统。也使得我们更加了解传动部分和控制反馈系统之间的协作运行，弄清楚了它动作的顺利进行的原理，使得实践与理论结合起来，巩固了机电一体化的理论知识，同 时也使我们更加了解自己在学习上的不足和以后学习
小学科学创新实验设计方案 《空气占据空间》的实验创新 西海小学王绍亭 一．实验设计意图 1.《空气占据空间》是教科版小学科学三年级上册《认识空气》中的教学活动。通过实验，变看不见的空气为看的见，变摸不着的空气为摸得着，让学生在探究过程中认识到、感受到空气确实存在，空气和其他物质一样，能够占据空间。并为后面学习《空气的质量》打下基础。 2.通过尝试设计与完成实验过程，培养学生的科学探究精神，发展学生的科学素养。 二、实验原型的不足之处 教材上安排的实验为几个小实验：一是将吸管伸向水里，用嘴吹，有气泡产生；二是用橡皮泥堵塞瓶口，并插吸管，让学生向瓶内吹气，使水流出来；三是杯底塞入纸团，将杯子竖直压入水底，看纸团会不会湿。仔细分析，不难看出实验原型的不足之处有： 1.实验材料橡皮泥有毒；操作中容易出现橡皮泥堵塞吸管的失误，从而导致实验失败。 2.一次性吸管学生反复吹，不够卫生，用后丢弃造成环境污染和资源浪费。
3.学生气息不足，很难将水顺利吹出来，现象不明显。
4.如果杯子接触水面时没有垂直，很难达到理想的效果。 5.三年级的学生在操作时很容易把纸团掉入水中，浪费纸张，不利于环保。 三．实验创新与改进之处 创新实验一： 1.用橡胶塞替代有毒橡皮泥，安全、环保。 2.用玻璃管替代塑料吸管，消除浪费，减少了污染。 3.用推注射器活塞代替用嘴吹气实验，安全可靠更加卫生。 创新实验二： 用乒乓球代替纸团，节约用纸，实验更加绿色环保。 创新实验三： 1.在水槽壁粘贴刻度尺，在水面放一乒乓球，可以更直观地观察水位的升降变化。 2.用推拉注射器活塞来控制瓶内空气的流动，操作方便，现象明显。 四．创新实验所需器材 玻璃水槽、去底矿泉水瓶（底部缠铁丝）和完整矿泉水瓶各一个。玻璃管、橡胶管、带孔橡胶塞、乒乓球、注射器（或打气筒）、红墨水等。 五、实验过程 （一）自制小喷泉
智能机器人实验报告1 学院：化学与材料科学学院 学号： 2015100749 姓名：朱巧妤 评阅人：评阅时间：
实验1 电驱动与控制实验 （一）实验目的 熟悉和掌握机器人开发环境使用，超声传感器、碰撞传感器、温度传感器、颜色传感器等常见机器人传感器工作原理与使用方法，熟悉机器人平台使用与搭建；设计一个简单的机器人，并采用多种程序设计方法使它能动起来。 （二）仪器工具及材料 计算机、机器人实验系统、机器人软件开发平台、编程下载器等设备。 （三）内容及程序 实验内容： （1）碰撞传感器原理与应用； （2）颜色传感器原理与应用； （3）测距传感器原理与应用； （4）温度传感器原理与应用； （5）熟悉开发环境使用与操作；设计一个简单轮式移动机器人，并使用图形化编程方式实现对机器人的控制，通过该设计掌握机器人开发平台的结构设计、程序设计等基本方法。 实验步骤： 1)首先确定本次要做的机器人为货架物品颜色辨别的机器人。 2)根据模型将梁、轴、插销、螺丝等零件拼装成一个货架台 3)将货架台安装上可识别颜色的摄像头，并装在控制器上方，将两个摄像头的连接线分 别插入控制器的传感器接口，将显示器连接线插入传感器接口。 4)拼装完成后将控制器连接电脑，在电脑上运用Innobot软件对机器人进行颜色识别动 作的编程，拖动颜色传感器模块，对应选择数码管接口以及两个摄像头的接口，使机器人能将货架台上物品的颜色反应到数码管上。 5)将所编程序进行上传。测试看机器人是否能将颜色反映到显示器上完成所编动作。
（四）结果及分析 使用梁和轴以及螺钉拼装出货架台。 将拼装好的货架台装到传感器上。
机电创新实践课程实践总结报告 班级：机械工程系机电15-1班 姓名：李振、陈再兴、董旭、 刘洋洋、刘博文 实践名称：慧鱼机器人创新组合与实践实践地点：实验1号楼203 实践时间：2018.10.30 指导教师：王仲文 哈尔滨理工大学荣成学院 完成时间：2018 年10 月31 日
目录 一、实践目的及内容 (3) 1.1 实践目的 (3) 1.2 实践内容 (3) 二、实践用设备及仪器 (3) 三、实践结果分析 (4) 3.1 烘手机模型 (4) 3.2 红绿灯模型 (5) 3.3 温度控制器模型 (7) 3.4 冲压机模型 (9) 四、团队分工介绍 (11) 五、个人收获与总结 (11)
一、实践目的及内容 1.1 实践目的 1. 掌握ROBOPRO接线板基本组成，能够依据实际需求搭建配套硬件。熟练使用ROBOPRO软件各类命令，能够依据需求完成软件编制，锻炼创新思维与创新设计能力。 2. 熟悉慧鱼机器人模型的各个模块，了解慧鱼机器人的基本结构。了解慧鱼机器人组件的功能，掌握慧鱼机器人组件的组合方法。 3. 能够利用慧鱼机器人的组件和控制模块进行机构创新组合，能够运用编程软件对慧鱼机器人进行运动控制。 1.2 实践内容 1. 对照ROBO接口板介绍手册，学习接口板构成以及数字量输入I1-I8、输出M1-M4或者O1-O8、模拟电压输入A1和A2、I/O扩展板用插槽等相关模块的作用以及使用方法。对照软件功能介绍模块，结合接口板实际测试“输入”、“输出”、“开始”、“结束”、“赋值”和“延时”等19个软件功能模块命令特点以及实现形式。 2. 自行设计完成一个控制程序，并用软件完成编辑，下载到对应的接口板中。 3. 学习并认识“慧鱼”创意模型使用手册中已搭建的示例模型，选取3种手册中的示例模型并进行搭建，研究并完成的ROBOPRO软件编程及机器人控制。进行创新设计，自我命题，并完成搭建、演示，讲解设计原理、运动原理以及规划用途等。 二、实践用设备及仪器 1. 实验设备及仪器 “慧鱼”创意模型组合包、“慧鱼”专用电源、个人计算机、“慧鱼”专用智能接口板和ROBOPRO软件。 2. 实验编程ROBOPRO软件简介 ROBOPRO软件是一种图形编程软件，简单易用，实时控制。用PLC控制器控制模型时，采用梯形图编程。编辑程序的其最大特点是使用系统提供的工具箱中的功能模块就可以建立控制程序（无须其它高级计算机语言的背景做支持），图标式的功能模块简单易懂。模型可用电脑、PLC或单片机对其进行控制。 3. 慧鱼机器人简介 慧鱼机器人是以德国慧鱼创意积木所组成的仿生模拟机器人为其基本架构，透过圈形式人机介面LLWin，经由智慧型微电脑介面板去驱动机器人，使机器人细部动作很容易达到我们需求，进而取代以往由硬体描述语言所驱动架构，不但操作简易，更可使我们了解机械运作的原理。 通过慧鱼模型的组装，程序的编制，任务的完成，阐述机械机构之间的配合关系，各种传感器的安装和使用，以及软件程序的编制思维，实现对伺服电机和电磁线圈的控制。
初中物理创新实验设计 新疆巴州尉犁县第二中学芦春莉 一、实验课题名称：探究比较不同物质的吸热能力 二、实验设计思路： 运用控制变量法使水和食用油的质量相等、初温相同、相同时间内吸收的热量相同，观察水和食用油在升高相同的温度时所用时间的多少。在升高相同温度时用时较长的自然吸收热量就较多，表示吸收热量的能力就较强，即比热容较大；反之则然。（吸收热量的能力与时间成正比） 三、实验或实验器材在教材中所处的地位与作用： 该实验是九年级物理第一章第三节内容，在已知不同物体吸收热量的多少除了与它的质量、温度变化有关外，研究探究不同物质吸收热量的多少还与它的吸热能力有关，对于学生理解、学习、运用比热容的知识具有相当重要的作用。 可以说，这个实验是探究不同物质比热容实验的核心实验，一旦学生学会了控制变量，设计对照实验，对后面的知识探究就奠定了良好的基础。 四、实验器材： 铁架台、试管2支（型号相同、质量相等）、试管夹、温度计、细绳、石棉网、冷水、食用油、酒精灯、火柴、秒表等 五、实验原型及不足之处:
传统的实验方法是使用控制变量法，使两种物质的质量相等，吸收的热量相同，通过观察温度计上示数的变化，得出结论：温度计示数上升较快的物质，升高1℃所需的热量较少，吸收热量的能力较小（即比热容较小）。 它的不足之处： ⑴水和食用油吸收相同的热量用这套实验装置有较大的误差，容易受到外界环境的影响（如风向、石棉网的初温、两个酒精等的火焰有大小等）不便于控制； ⑵通过实验得出的结论是：吸热能力的大小与温度的变化成反比，学生要多转动一下思维才能理解，结论没有改进后的直接； ⑶所需要的实验器材也比较多，不利于实验的准备与操作。 ⑷所用烧杯体积过大，与空气的接触面积过大，所以散热过多，造成实验测量误差过大。 六、实验创新与改进之处： ⑴将两套装置合二为一，减少了小组实验时对器材的需要； ⑵便于控制相同时间内吸收的热量相同这个变量，误差更小； ⑶两试管与空气的接触面更小，散热较少，误差较小； ⑷将烧杯较大的吸热面改为试管底部较小的吸热点（两试管型号相同、质量相等），就保证了相同时间内吸收的热量相同 ⑸实验中，将原实验观察温度计示数变化改为观察并记录两物质升高相同温度时的时间，这样做的好处是使实验结论更直接； 七、实验原理：
一、机器人的定义 美国机器人协会（RIA）的定义: 机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用的装置，通过可编程序动作来执行种种任务的、并具有编程能力的多功能机械手。 日本工业机器人协会(JIRA—Japanese Industrial Robot Association)：一种带有存储器件和末端执行器的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类劳动。(An all—purpose machine equipped with a memory device and an end—effector，and capable of rotation and of replacing human labor by automatic performance of movements．) 世界标准化组织(ISO)：机器人是一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务的机器。(A robot is a machine which can be programmed to perform some tasks which involve manipulative or locomotive actions under automatic control．) 中国(原机械工业部)：工业机器人是一种能自动定位控制、可重复编程、多功能多自由度的操作机，它能搬运材料、零件或夹持工具，用以完成各种作业。 二、机器人定义的本质： 首先，机器人是机器而不是人，它是人类制造的替代人类从事某种作业的工具，它能是人的某些功能的延伸。在某些方面，机器人可具有超越人类的能力，但从本质上说机器人永远不可能全面超越人类。
一、机器人擂台赛 1、实训目的 机器人擂台赛的目的在于促进智能机器人技术（尤其是自主识别、自主决策技术）的普及。参赛队需要在规则范围内以各自组装或者自制的自主机器人互相搏击，并争取在比赛中获胜，以对抗性竞技的形式来推动相关机器人技术在大学生、青少年中的普及与发展。可以用自己设计的机器人来参加擂台赛，同时掌握这个环节所展现出来的机器人技术。 机器人擂台赛未来的发展目标是：比赛中，两个使用双腿自主行走的仿人形机器人互相搏击并将对方打倒或者打下擂台。? 2、实训要求 在指定的大小擂台上有双方机器人。?双方机器人模拟中国古代擂台搏击的规则，互相击打或者推挤。如果一方机器人整体离开擂台区域或者不能再继续行动，则另一方获胜。机器人大小要求长、宽、高分别不能超过30cm、30cm、40cm 。 比赛场地大小为长、宽分别为是 2400?mm的台，台上表面即为擂台场地。有黑色的胶布围成。?比赛开始后，?围栏内区域不得有任何障碍物或人。? 3、比赛规则分析? 我们需要吃透比赛规则，然后才能在比赛规则允许的范围内，尽量让我们的机器人具有 别人不具有的优势。对上述的比赛规则分析得到以下几个重点：? 3、1需要确保自己不掉下擂台
需要有传感器进行擂台边沿的检测，当发现机器人已经靠近边沿立刻转弯或者掉头。擂 台和地面存在比较大的高度差，我们通过测距传感器很容易发现这个高度落差，从而判断出 擂台的边沿。如图所示，在机器人上安装一个测距传感器，斜向下测量地面和机器人的 距离，机器人到达擂台边沿时，传感器的测量值会突然间变得很大。由于红外测距传感器使 用方便，并且“创意之星”控制器可以接入最多 8 个红外测距传感器，我们可以将它作为首选方案。? 擂台地面时有灰度变化的，我们可以在机器人腹部安装一些灰度传感器，来判读机器人 覆盖区域的灰度变化，从而判读机器人相对场地的方向。可以通过整体灰度值来判读机器人 的位置是不是靠近边沿，如果机器人靠近边沿就转弯后者后退。? 3、2需要及时的发现敌方 这里我们使用红外接近开关作为寻找敌方的方案并不算优秀，红外接近开关的有效测量范围是 20cm，20cm 之外的物体是察觉不到的。我们可以改成红外测距传感器，它的有效测量范围是 10‐80cm，比较适合我们当前的使用场合。? 3、3需要迅速的推动敌方，将敌方退下擂台 我们可以想象，两只斗牛相互推挤，赢的一定是力气比较大的一方。?
小学科学创新实验设计方案 乐山市县街小学安琥 【教材内容】《义务教育课程标准实验教科书小学科学》（苏教版）四年级下册第四单元第4课《摩擦力的秘密》 一、实验名称： 研究摩擦力大小与物体运动的关系 二、实验设计思路： 通过本实验活动，让学生充分理解当物体的接触面的状态不同时产生的摩擦力也不同。因此指导学生认识摩擦力大小也可以以改变物体接触面的不同状态开始。使物体接触面变光滑和变粗糙，通过测量小车的运动（平行拉动和下降运动）形成数据，让学生更直观的认识到当接触面不同的时物体之间的摩擦力也会不同，物体运动的状态也会发生变化，从而使学生认识改变接触面的状态，可以增大或减小物体间的摩擦力。 三、实验目标： 利用教师提供的材料，改变物体的接触面状况，探究摩擦力大小与小车运动的关系。 四、实验器具 小车，木板，测力计，砂纸，尺子，书 五、实验操作： 小组活动一：探究如何减小摩擦力 材料：小车、一面光滑一面粗糙的木板（在木板一面粘上粗砂纸）
操作指南：把小车翻过来，连接上测力计，在木板的中间画上一条线，固定小车和测力计，拖动木板，让翻过来的小车分别在光滑板表面上，粗糙的表面上拖动，匀速拖到白线时读测力计的数字，并记录，再把小车放正（轮子朝下）再做一做。 相同的条件：小车测力计 不同的条件：光滑的表面粗糙的表面小车的正反面 实验结论： 1、接触面越粗糙，拉动小车所用的力越大，（摩擦力越大） 2、接触面越光滑，拉动小车所用的力越小，（摩擦力越小） 3、接触面能滚动时，所用的拉力更小（滚动摩擦时摩擦力更小） 小组活动二：改变小车的状况探究摩擦力。 （滚动摩擦与滑动摩擦的比较） 材料:小车、斜面。 操作指南：搭一个斜面，第一次让小车轮子朝上沿着斜面滑下去，第二次让小车轮子朝下沿着斜面滚下去，比较两次小车行驶的速度，说明什么道理？
课程设计报告书题目：智能机器人创新实践学院 专业 学生姓名 学生学号 指导教师 课程编号 课程学分 起始日期 2016.04-2016.06
目录 1 设计原理........................................................................................................错误!未定义书签。2方案论证........................................................................................................错误!未定义书签。 2.1 巡线模块设计......................................................................................错误!未定义书签。 2.2巡线模块设计......................................................................................错误!未定义书签。 3 设计方案........................................................................................................错误!未定义书签。 3.1小车的总体结构设计..........................................................................错误!未定义书签。 ............................................................................................................错误!未定义书签。 ............................................................................................................错误!未定义书签。 ............................................................................................................错误!未定义书签。 ............................................................................................................错误!未定义书签。
初中化学创新实验设计 实验题目：盐酸的化学性质微型实验学校名称：卢龙县潘庄镇中学 实验教师：何秀芳
实验方案 实验内容：在教学中酸的化学性质是以实验的形式分散进行教学的，学生对知识缺少系统性，实验较多操作较麻烦，改进后把酸的性质系统化简化了实验的操作过程。 一、改进实验名称：盐酸化学性质微型实验 二、改进实验目的： 1、将初中化学课标实验教材下册第十单元《酸和碱》中的课题1：常见的酸和碱——酸的化学性质的知识实验的形式加以系统化和具体化 2、培养学生的科学探究能力和观察能力，增强学习的趣味性和生动性，简化实验步骤，使学生获得鲜明突出的印象。 实验创新点： 三、实验仪器及用品：一个100毫升洗净的盛放过氯化钠注射液的玻璃瓶、用输液器和输液管改进的导管、五个洗净的盛放过青霉素的玻璃小瓶、带铁圈的铁架台、、药匙、盐酸溶液、氢氧化钠溶液、酚酞指示剂、石蕊指示剂、硝酸银溶液、锌粒、氧化铁 四、实验装置图及说明： 如图所示，此装置的特点主要体现在： 1、铁架台及铁圈：对装置起固定作用。 2、对输液器进行改进，利用三通做成连通 器，在大气压的作用下，瓶内液体顺着输 液管往下流，通过简易的连通器流到各个 不同的反应容器中，避免做多个实验多次 添加药品的麻烦。 3、在干路导管和支路导管间都安装了控制 器，可以根据反应得需要打开不同的控制器，从而控制反应的发生。通过调整控制器，控制滴入液体的速度，从而达到控制反应速度的目的。
4、该装置还可以用于部分液体与固体反应的对比试验，比如通过金属与酸反应验证金属活动性强弱时，在大玻璃瓶中加入稀盐酸，在小玻璃瓶中加入不同的金属，打开控制器，就可以同时进行几个反应，节约实验时间，便于观察实验现象。 5、可以根据实验的需要调整支路导管的条数，如果拔掉一个三通就可以减少一组反应，由五组变成四组。 五、实验操作： 1、连接反应仪器并添加反应物，注意要使导管保持通畅，在开始实验之前要关紧控制器，在盛有氢氧化钠的玻璃瓶中预先滴入酚酞指示剂，溶液变成红色。 2、打开干路控制器和支路一的控制器，使液体流下来滴入到盛有石蕊指示剂的小玻璃瓶中。观察到溶液变红，验证了盐酸可以使石蕊指示剂变红这条酸的通性。 3、顺次打开各个支路控制器，使盐酸滴入不同的反应器中，观察现象，验证盐酸不同的性质 六、装置改进的意义： 1、缩短了反应时间，操作简单 2、可以根据需要调整反应的个数 3、把零散的实验集中在一起，复习物质的性质时更具有直观性，加深印象
智能机器人创新实践进度报告 ——自动寻线小车电路设计进度： 上图为使用Protel进行设计的自动寻线小车主电路原理图。该电路的主要部件为：STC89S52芯片，L298电机驱动芯。 STC89S52作为系统的CPU，P2.0——P2.4口负责接收红外对管传来的小车在跑道上的位置信息。P1.0——P1.3l输出控制电机的PWM波，通过这四个端口可实现小车的左转、右转及直线行使。 L298是电机的驱动芯片，IN1——IN4为控制信号输入端，与89S52的P1.0——P1.3相连。OUT1——OUT4则直接与电机连接。OUT1和OUT2一组，一起控制左边的电机。OUT3、OUT4一组，一起控制右边的电机。
硬件设计进度： 上图为小车主电路原理图的PCB图。采用双面板，顶层与底层都有走线。 程序设计进度： 程序的设计我们已基本完成。下面是程序清单： #include
关于机器人实习报告 您需要登录后才可以回帖登录 | 注册发布 篇一：机器人实训报告 实训项目机器人模块组装实训报告 专业: 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 机器人 1．简介: 机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。 现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”它能为人类带来许多方便之处！ 2.来历：
robot，原为robo，意为奴隶，即人类的仆人。作家罗伯特创造的词汇。 3.组成： 机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。 是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等，此外也有采用液压、气动等驱动装置。 4.检测装置的作用： 是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。作为检测装置的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器，形成闭环控制。一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达到更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，向智能化发展，例如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反馈回路，从而将大大提高机器人的工作精度。 5.控制系统有两种方式：
慧鱼创意设计实验报告 篇一：慧鱼实验报告 华北电力大学 实验报告 实验名称: 慧鱼创意系统的实践与开发 课程名称：科技创新实践3 实验人：设制1301班施宗财 XX04410121 输电1402班张志聪 XX04400231 机电1401班侯文涛 XX044XX0 成绩：优秀 指导教师：房静 实验日期： 华北电力大学工程训练中心 | || | 隧道蔽障寻迹机器人 作品设计说明 一．研制背景及意义 我们知道，隧道、涵洞、高楼等工程建筑物发生事故时会发生坍塌，此时，救援人员是无法直接进入这些建筑物中进行营救工作的。同时，也没法得知里面的实际状况。为了解决这个问题，我们此次设计了这个隧道蔽障寻迹机器人，以期解决这个问题，以方便营救，代替人力进入这些复杂地段进行探测工作。
根据设计方案，我们先搭建了慧鱼模型，并进行了调试及简单的实地实验。 二、实验目的 1、认识了解慧鱼创意模型组合包中的各种功硬件。 2、了解ROBOPRO软件及编程。 3、了解慧鱼创意模型是如何控制与协调机构运动的。 4、锻炼机械创新能力，初步建立对机电一体化产品的认识。 三、实验原理 隧道机器人是一种代替人力进入到坍塌建筑物中的机器。能够进行蔽障、循迹，并且能够携带摄像头、红外探头、热敏、光敏、声敏电阻等的传感器进入复杂地段进行探测的机器。拥有很大的市场开发前景。 四、实验器材 1、“慧鱼”创意模型组合包。 2、“慧鱼”专用电源、数据线。 3、计算机一台。 4、“慧鱼”专用智能接口板。 5、ROBOPRO软件。 五、实验准备 认识“慧鱼”创意模型使用手册中已搭建的示例模型。 六、实验内容
1、根据慧鱼”创意模型使用手册，使用各种构件逐步搭建示例模型。 2、模型搭建好后连接相应电路。 3、在计算机上应用ROBOPRO软件编写相应程序，并通过数据线将程序下载到接口板中。 4、接通电源，调试程序。 5、验收成果并拆卸构件，放回原处。 七、实物成品图片展示 八、程序流程图 九、简单介绍功能 1、进入坍塌建筑物进行探测（可以加装摄像头以及探测头）； 2、寻找并避开障碍物； 3、给定轨迹，能迎着所给轨迹进行运动（走出轨迹以后，灯亮，同时蜂鸣器发声） 十、实物示范（实际效果图） 篇二：慧鱼创新设计实验报告 实验五慧鱼创新设计实验报告 姓名：宋俊超班级： 13机自专升本1班成绩：实验日期： 12月18日教师签字： 一、实验目的 1、培养学生用创造性思维方法，设计、搭建新型的机
工业机器人拆装实验报告 学校：湖南大学 学院：机械与运载工程学院 专业：机自1201 姓名：吴子超201211020121 徐文达201211010122 纪后继201210010108 刘建国201204010110
前言 六自由度工业机器人是个较新的课题，虽然其在国外已经具有了较完善的研究，但是在国内对于它的研究依旧停留在较低的水平上。机器人技术几种了机械工程、电子技术、计算机技术、自动化控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果，代表机电一体化的最高成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。在传统的制造领域，工业机器人经过诞生、成长、成熟期后，已成为不可缺少的核心自动化装备，目前世界上有近百万台工业机器人正在各种生产现场工作。在非制造领域，上至太空舱、宇宙飞船、月球探索，下至极限环境作业、医疗手术、日常生活服务，机器人技术的应用以拓展到社会经济发展的诸多领域。 一、六自由度机械手臂系统的介绍 在本次综合创新型试验中我们用到的是六自由度机械手,其是典型的机电一体化设备,在该试验中我们主要是在对其机械臂进行拆卸,然后认真观察其内部机械结构，而后再进行组装，最后再运行整个机
械臂并检测其运动功能。在实验中我们所用的机械手臂实物图： 六自由度机械手臂是一套具有6个自由度的典型串联式小型关 节型机械手臂, 带有小型手抓式;主要由机械系统和控制系统两大部分组成,其机械系统的各部分采用模块化结构,每个部分分别由一个 伺服电动机来带动,每个电动机在根据控制要求以及程序的要求来运动从而实现运动要求;其机械系统主要包括以下六个组件,如图所示PSC Port0,1,2,3,4,5六个组件也就是底座，臂膀，手腕及夹持手指。每个组件由一个伺服电机驱动关节运动，组件1也就是由PSC Port0