Guangzhou Universal Pioneering Technology Co.,LTD.机器人创新实验室教学
参考方案
广州通用先驱科技限公司
2011年11月7日
机器人创新实验室引入高校的历史不久，但是已经有了不少成功案例，众多教学设备提供商和试点院校在将机器人用于工程教育的尝试上，积累了不少优秀的机器人创意实践设备、教材和教学经验。我们将综合各先行高校的成功经验和成熟的机器人创新教学设备，构建一个具有高度可行性的机器人创新实验室建设方案。
机器人创新实践应该要体现出注重学生的动手能力和实践创新能力培养，通过开展机器人创新实验及竞赛活动选拔部分学生参加全国机器人竞赛，发挥他们的主动性和创新能力，更能够学以致用，有效帮助学校培养更具竞争力的技能型人才，丰富以就业为导向的办学内涵，同时也使学生在参与学习和比赛的过程中体验竞争和集体荣誉感。
为满足学生培养要求，实验室采用的教学机器人设备应具备以下特征：
一、机器人平台应侧重培养学生实践动手能力。机电系统的设计、制造、装配、调试，能力得到综合训练，这就要求机器人能方便学生拆装、调试，而不仅仅是编程。
二、机器人平台需要模块化设计，可支持学生创造性学习、实践。比如学生用模块化机器人套件设计、组装出不同形状的机器人，比如：仿生机器人、智能小车、机器狗、蛇形机器人、走迷宫机器人、简易人形机器及工业机械臂等机器人构型。这样才能更好的激发学生动手实践兴趣，从简单模仿逐步到自我创新的实现。
三、机器人课程的教学难度要求由浅入深，以学生兴趣为引导，以掌握技能、提高工程素质为目的。提供开放性的实验平台，通过老师授课和学生实验，让学生从系统整体角度认识、掌握机电一体化复杂系统的应用，培养工程素养、锻炼初步工程技能，前期实验难度不能过大，配套的实验资源注重由浅入深的引导，但是机器人平台必须开放、方便扩展，能为后期一定深度的学习、实验提供基础。
四、实验室拟采用“项目式教学法”来实现培养目标。项目式教学法是一种非常适于培养学生实践能力、创新能力的教学方法。以典型的工程项目为主线来组织教学，教学过程从提出一个项目的需求开始，引导学生逐步导入各学科知识，学生参与项目全过程，在这个项目完成过程中多学科知识得到融会贯通。项目式教学强调以教案为重点过渡到以完成项目为重点，重在培养学生的动手能力、独立获取信息和自主建构知识的能力。实验设备需具备“项目式教学”配套的教材和项目案例教学资源。建设目标
机器人创新实验室的建立为加强关联、突出实践、鼓励创新、交流提高的教学思想提供了基础实现平台。实验室建设突出创新、综合特色，强调工程技术教育的实践性，实现在实践过程将多学科知识融会贯通的目的。
1、加强关联
利用《搭建一个会避障的小车》这样的一个简单的机器人项目就可以将C语言编程、单片机、电工与电子技术、传感器技术这几门课串联在一起，综合运动起来。并且用形象、生动的结果展示每一
门课的知识如何在现实中运用起来，让学生能直观体验到“学以致用”的学习理念。
2、突出实践
实践教学将贯穿整个创新教学过程。例如使用机电综合实验平台指导学生动手进行单片机编程，获取传感器的值，并在LCD屏上显示出来，这个过程有几个环节需要学生主动动手：C语言编程、查阅芯片资料、连接传感器接口、单片机显示接线等。需要学生动手搭建机器人，编程让机器人运动起来，实现课题目标。机器人创新实验室提供给学生充足的实践机会，并且这些实践覆盖了单片机与接口技术、传感器应用技术、机电一体化系统设计、电工与电子技术、机械设计等所有课程，弥补了以往教学过程中实践环节的不足。
3、鼓励创新
创新意识和创新能力的培养将是机器人创新实验室教学的一个重点。在教学过程中模块化机器人套件提供了一种“积木”式的机器人搭建理念，模块化的产品结构和部件可以引导学生充分发挥创意，搭建各种机器人构型，并通过程序赋予机器人以智慧。
4、交流提高
机器人竞赛促使机器人作为一种有效的学习手段在全国风行起来。我们可以在学校内部通过开展校级机器人比赛让激发学生的学习热情，从校级比赛中挑选优秀的学生参加国家级比赛，在比赛中和广大的本科院校同台竞技，相互学习和交流，在这个过程中可以发挥学生的主动性和创新能力，更能够学以致用，有效帮助学校培养更具竞争力的技能型人才，丰富以就业为导向的办学内涵。
教学方法-项目式教学法
1、什么是项目式教学？
项目式教学法将传统课程中系统、完整的知识体系转化为若干个“教学项目”，围绕着这些项目来组织教学，使学生参与项目完成的全过程来进行学习。项目式教学强调以教案为重点过渡到以完成项目为重点，其主要特点在于避开传统的学科体系教学知识的完整性和系统性，始终围绕着项目是否能够完成而进行，对知识结构的要求本着“够用”的原则，重在培养学生的动手能力、独立获取信息和自主建构知识的能力。
2、为何采用机器人系统作为教学对象？
无论简单或复杂的机器人系统，都包括传感、控制、执行三大子系统，具有非常典型的复杂系统特性，同时其运动控制、决策控制等环节又必须由科学原理（例如控制理论）来指导。因此，机器人系统是一种理想的工程教育载体。
3、传统专业课教学体系与项目式教学法，教学模式对比：
4、传统专业课教学体系与项目式教学法，学生学习重点对比：
5、项目式教学法实施简述：
适合大纲内课程的项目式实验：以现有的教学大纲和教学体系为出发点，把教学机器人产品作为课程的工程实践环节，利用厂商提供的配套实验内容来开设项目式课程实验；这样教学机器人作为载体，为大纲、课程所用，而不是独立的新课程、新知识；
适合工程创新实验室的复杂项目：厂商提供的机器人产品需具备完整的用户手册、工程实践教材和工程实践实验，以及综合性、开放性实验指导、课堂竞赛方案和指导文档。例如，模块化机器人套件可提供以下循序渐进的复杂项目：
●搭建出四足仿生昆虫机器人（项目1：结构，力学，控制）；
?让搭建出的机器人尽可能快地行走（项目2：控制，编程）；
◆让这个能行走的四足机器人自主避开障碍（项目3：控制，编程）；
学生分组进行四足机器人竞速比赛，并撰写项目总结报告（综合）
机器人竞赛（如机器人武术擂台赛、CCTV机器人大赛等）：机器Array人竞赛是一个对抗性极强的复杂项目，是工程创新实践教育理念的极
佳锻炼平台。机器人竞赛可以促进学生在竞赛中运用知识，与其他队伍竞争；在竞赛中锻炼工程素质、培养创新思想。
实践证明，以机器人技术为载体的项目式教学法对于提高学生的学习积极性和学习目的性，提高实践和创新能力，增强就业竞争力有显著的价值。
教学设备配置
根据建设思路，教学机器人设备配置的原则是以下两条：
●满足上述建设目标，具备上述教学方法；
●覆盖面、受益面广，学生动手机会多。
模块化机器人创新实践
通过教师介绍基本知识和背景知识、学生在教师引导下完成2-3个典型的简单工程项目模型，培养具有较强动手能力、实践能力、创新能力的技术人才。
（一）、基础知识与兴趣导入(2-4课时)
以基于“创意之星”的课程为例（创意之星产品简介见附件一），说明本部分的教学方案。本部分主要是介绍基础知识与引导学生的学习兴趣。下图所示为“创意之星”机器人套件的实验指导书前两章，用了两个章节和大量的图片、视频资料来帮助老师完成这一过程。教学目的是：
●让学生大致了解机器人技术的意义、价值和基本概念；
●给学生展示、介绍典型的机器人（自动化）系统，包括传感、执行与控制思路；
●把必要的基本知识和概念传达给学生，以便于下一步教学；
博创公司提供了众多机器人视频、比赛录相，在正式上课之前老师组织学生进行这些视频的观看，了解什么是机器人、机器人能做什么、机器人比赛是什么样的一种比赛、机器人创新实践教学是什么样的一种教学方式。让学生明白他们将开展的是一种有别于传统灌输课本知识的一种崭新的、有趣的学习方式。学生能从态度上改变学习的积极性，有欲望去学习。
如上图所示，在传统教学方式的基础上加上恰如
其分的实践与竞技可以充分调动学生的积极性和学习兴趣，从而让学生更容易取得成就感。
“创意之星”产品提供了众多有趣的机器人构型，如机器人狗、机器蛇、机器蜘蛛、巡线机器人、灭火机器人等，在学生开始动手操作前，老师安排组织对这些演示内容进行演示。告知学生，不久之后，你们也可以设计并拥有自己的机器人。
（二）、基于项目的实训教学（每个项目8-12课时，通常2-3个项目，32-42课时）
１、一个教学对象被当作一个“项目”，教师首先提出该项目的需求，要求学生来设计实现。分析该项目的需求、总体设计思路、并讲授所需要的知识点。通过一个个阶段性实验，学生最终完成项目，满足一开始提出的需求。
２、开放式实验可以培养学生的自主思考能力和工程素养、工程经验，在教师指导下完成开放式实验，对发挥学生的创造力、培养创新型人才非常理想。
项目式教学方式为学生整合、运用各学科知识提供了难得的机会。项目课程的开设，使我系的课程体系设置更加灵活、柔性，能够满足不同的、多样化的需求。有助于构建学生综合的知识结构，提高实践能力。
项目式教学以问题为载体，创设一种类似工程实现、研究的情境和途径，让学生通过自己搜集、分析和处理信息、老师引导方向的方式，来实际感受和体验知识的运用过程，进而重新体悟各学科知识、了解技术与课本知识的关系、学会自主学习的方法，培养分析问题、解决问题的能力和创造能力。
项目式教学强调在项目研究实践中去掌握基础知识和设计方法，突出基础知识的综合运用，突出实践动手能力，突出研究与协作能力培养。
本部分的教学目的是：
●给学生提出问题（项目需求），让学生思考
如何解决问题（完成项目）；
●引导学生综合运用所学习的工程知识来进
行项目设计；
●引导学生创造性思考，完成项目设计；
●指导学生实践动手，由浅入深地逐步完成项目的各个方面：画图、组装、接线、编程、调试；
●通过这个过程训练学生的实际工程实践能力。
（三）、项目总结和报告（通常3-4课时）
本项目总结和报告环节是通过模拟在工作单位的项目实施汇报和技术会议场景，让学生制作PPT，到讲台上向全班同学讲解自己的项目制作过程和总结。
本部分的教学内容是：
●教师指导学生撰写项目总结报告，采用交报告或者课堂答辩的形式；
●学生项目团队成员的评价考核。
本部分的教学目的是：
●训练学生的文档撰写能力、分析能力、综合总结能力；
●训练学生的公开讲话能力、语言组织能力和应变能力。
参与机器人课堂竞赛与国家级竞赛
机器人竞赛是教育和高科技的结合，由于机器人自身的特点和对未来社会的影响,机器人不仅仅是全面素质教育的好教材、好办法,而且是科普教育的重要园地。培养学生创新能力、设计能力、动手能力、综合应用能力和学习兴趣,培养新世纪机器人技术的人才,对我国的教育改革和机器人技术发展具有重要的现实意义和深远的历史意义。
在教学过程中组织学生进行机器人比赛能够刺激学生学习和探索的积极性，在学校内部开展机器人竞赛能够选拔一批优秀的学生，进行进一步的培养，为社会提供最优秀的技术人才。通过参加地区性、全国性机器人比赛,在竞技过程中可以磨炼老师的教学、技术水平，培养具有动手能力、丰富技术水平的优秀学生。在对比赛机器人的研究设计、制作、调试过程激发学生的想象力, 培养了学生的设计能力、创新能力、动手能力和跨专业的综合应用能力,为全面素质教育的开展,开辟了新路,提供了好教材。机器人是跨学科的结合,从设计到组装需要多学科的配合,完成这样一个工程需要几个系的努力,这又培养了同学们的协作精神。
可初步将机器人竞赛分为三个层次：
1、课程内比赛。
以厂商提供的比赛组织方案，我们在机器人创新实践课程结束后，可以在“课程设计”等实践环节中组织学生进行“机器人武术擂台赛”等机器人比赛，根据比赛过程中学生所体现出来的技术水平、机器人实现效果、学生动手能力、学习态度进行综合打分，作为实践环节成绩。这样的实训既体现了
学生综合运用知识的能力，又考查了学生工程动手能力，并且其对抗性、竞争性可以大大激发学生的斗志和参与热情，取得良好的教学效果。
以下是机器人武术擂台赛场地示意图，以及博创公司提供的“机器人武术擂台赛”竞赛教程，可供学校教学使用，也可供学生参赛时作为参考资料。
“机器人武术擂台赛”的简单介绍和范例比赛照片如下：
机器人武术擂台赛是中国机器人大赛中一项新的赛事。它的主要内容是：两个完全自主的机器人在一个2米见方的擂台上，使用各种传感器来感知自身的位置、姿态，并感知对手的位置、方向，并利用各种执行器来互相攻击的对抗性机器人竞赛。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。
机器人武术擂台赛的参赛机器人需
要包括各种传感器（检测自身位置、检测对手位置、检测自身姿态、检测擂台边缘等等）、一个控制器（参赛队员为其编写程序，控制整个机器人的行为和策略），多个执行器（行走、击打、辅助等），麻雀虽小、五脏俱全。并且学生需要根据比赛规则，通过机械、电子、策略等各方面的创新设计，来达到在对抗竞赛中压倒对手的目的，因此是工程创新实践教育的理想平台。
激烈而戏剧性的机器人竞赛对抗，能够极大地激发学生的好胜心和积极性，让学生把打篮球、踢
足球的积极态度来对待工程创新实践。在训练和比赛的过程中，学生的综合工程素质、创新能力、团队协作能力都能得到全面的培养。
2、学校内竞赛。
在学校内部举办机器人比赛，挑选优秀的学生组成兴趣小组，组织年轻的、有活力的老师进行专门的技术指导，培养学生的技术水平，为参加地区性、全国性的比赛做好准备。
3、省级、国家级机器人竞赛。
选拔优秀学生，参加中国机器人大赛武术擂台赛、挑战杯大学生科技作品竞赛、高等职业院校技能比赛等竞赛，争取获得较好成绩。
右图为西安电子科大采用博创“创意之星”模块化机器人参加第十届全国大学生挑战杯竞赛，获得二等奖的作品。
下图为太原理工大学学生获得中国机器人大赛-武术擂台赛冠军合影。
2008年12月5-7日，RoboCup中国(中山)机器人大赛，中央电视台现场直播。经过上十多场比赛的角逐，使用博创机器人平台的“北京信息科技大学与滨州学院”联合队获的亚军，(所有厂家中成绩最优秀，并将代表中国参加将于09年6月在奥地利举行的ROBOCUP世界杯)，同时，“太原理工大学”、“韩山师范学院”使用博创“创意之星”模块化机器人平台分别获得机器人武术擂台赛冠亚军。
2009年6月底，北京信息科技大学“Water”队代表中国队参加在奥地利东南部城市Graz举行RoboCup2009世界杯（RoboCup机器人世界杯赛是世界上规模最大、水平最高、影响最广泛的机器人大赛和学术大会），积分世界排名第七，这是中国队在此项赛事上的最好成绩。
2009年12月中国机器人大赛暨RoboCup公开赛-机器人武术擂台赛圆满落下帷幕，博创科技机器人包揽09中国机器人大赛-武术擂台赛全部冠军。所有参加学校及获奖情况请见：
https://www.doczj.com/doc/922011209.html,/ch/NewsView.asp?ID=76
火暴的比赛现场
案例：机器人创新实践课程教学大纲
太原理工大学工程训练中心采用模块化机器人为教学平台开设的《机电传动与模块化设计》课程，课程共计34学时，其中12学时理论教学、22学时的实践教学。课程大纲如下，可供我系开设课程时参考：
师资力量
师资力量是整个实验室建设中最重要的部分，对于机器人实验室和教学实际来讲，师资、鼓励学生的政策等“软件环境”，重要性要超过实验室设备、场地、机器人平台等“硬件环境”。
作为以教学为主的机器人创新教学实验室，教师需要具备机器人教学和实验方面的实践能力，最好有相关教学或者竞赛经验。建议师资力量配备如下：
● 1位对机器人技术相关背景知识有所了解的专职教师，负责授课，播放录像，引导学生动手
实践。
? 专业背景最好为机械、自动化、电子相关；
? 对机器人技术有所了解，最好是从事过相关的竞赛或者实验工作；
?开课前能够有一个月左右的时间，阅读博创科技提供的机器人资料、介绍文章、录像、
论文等资料，作为授课内容中“机器人技术概述”“机器人技术发展趋势”等部分的基础
知识；
●1-2位实验指导老师或者助教，负责指导学生实验，解答问题。可以是有实践经验的研究生，
甚至可以是参加过机器人竞赛的高年级本科生。
?专业背景最好为机电、测控、自动化相关；
?熟练掌握数字电路知识和电路设计、分析；
?熟练掌握一种单片机的硬件开发和C语言编程，熟悉整个开发过程；
?需要花5-10天时间事先熟悉了解博创产品的教学思路和各个实验如何开设。
典型案例
1 南京大学金陵学院信息科学与工程系
背景：依托南京大学，独立办学的独立学院，高职和专科为主
教育竞赛结合的机器人创新实验室
面向学生就业，重视能力培养
计算机和自动化专业
方案：T型方案。创新课程建设为主，竞赛为辅
创意之星高级版30套
武术擂台赛竞赛机器人5套+竞赛配件
竞赛培训、与北航机器人所教学交流
教学/竞赛资源共享：北航、太原理工
成果（09年4月开始建设）
开设公共课：机器人技术以及应用（48-64学时），数百学生选课
参赛学生就业供不应求
下列为南京大学金陵学院面向信息科学与工程系、高职学生开设的“机器人技术及其应用”课程大纲与课程照片。
“机器人技术与应用”课程大纲
课堂教学学生分组实践
学生分组实践学生分组实践
2 太原理工大学工程训练中心
背景：校级工程训练中心
校级平台，教育竞赛结合的学生创
新实训基地
宗旨是培养学生创新能力，通过竞
赛提高学校影响力
通过2年多的建设，机器人创新实
验室已经成为支撑“全国10所示范
工程训练中心”的亮点和重点
创意之星机器人、擂台赛机器人占
实训教学量的1/4
方案：T型方案。创新课程建设为主，竞
赛为辅
创意之星标准版、高级版各10套，
武术擂台赛竞赛机器人10套+竞赛配件
公司培训、交流、互相支持
成果（07年12月开始建设）
校级平台课：竞赛机器人工程训练（64学时），共3个班，110多人
山西省教学成果一等奖，新闻媒体多次报道，央视新闻报道1分钟以上
中国机器人大赛-武术擂台赛3个冠军，1个亚军
3 北京邮电大学自动化学院
北京邮电大学自动化学院机器人实验室
机器人创新实训课程共培养120多名学生以下是部分学生作品照片：
售后服务
博创科技对售出的产品实行1-3年免费保修。凡非人为损坏的产品均在免费保修范围内。具体保修条款请参见各产品手册，或咨询我们的售前服务工程师。对所有售出产品提供终生免费维修和免费电话技术支持。随新部件或模块发布，会不定期对已售出产品进行免费技术升级服务。
?公司负责成套设备的免费安装调试。
?公司派出技术人员或邀请贵校老师到公司总部，承诺为贵校培训至少二名授课教师
和实验人员。
?公司对每个客户建立客户档案，提供跟踪服务。
?公司为客户课程建设方面提供支持和服务。
?可协助客户联系国内一流工科实践教学相关负责老师进行学术交流、教学经验交流
及参观访问，并提供相关产品的源程序、电路图等全部资料，以及实验指导书、课
件等配套资料。
?邀请客户作为嘉宾，参加每年的“全国高校机器人教学研究研讨会”。
?公司可为客户提供参加机器人大赛、创新设计大赛等方面的指导和产品相关的技术
支持。
?开设网上教学服务论坛:https://www.doczj.com/doc/922011209.html,。由技术人员及时解答用户提
出的问题。
定制服务和项目合作
?为客户定制专业的机器人教学实验项目
?为客户定制特殊的专业教学方案
?可与客户深入合作，为参加各类机器人竞赛、设计大赛提供校外辅导员
?与客户展开机器人研究项目合作
关于博创科技
广州通用先驱科技有限公司（“博创科技,UPTECH Robotics.”）是国内领先的机器人产品与服务提供商。公司地处中关村核心知识经济区，依托清华、北航一流高校的强大技术与丰富资源，拥有一支实力雄厚的以博士、硕士为主的研究开发团队，以及覆盖全国的销售、服务网络。博创科技专注于机器人技术在教学乃至社会的应用。我们的机器人业务包括两大方向：
●面向高校教育/研究/竞赛的机器人产品及解决方案：在面向高校教
育方面，博创科技拥有完整的高校教育机器人产品线，并已成功应
用在国内一百多所高校的学科课程建设和研究课题中，促进了国内
高校机器人教育和研究的发展。依托我们强大的高校教学资源后盾，
博创科技提供面向各专业的机器人实验室建设解决方案，包括产品、
参考教学体系、培训服务，为中国高校和职业类院校提供世界领先
的机器人教学解决方案。
●面向国家公共安全的机器人及其特种设备：在面向国家公共安全和
工业应用方面，博创科技提供的高可靠性、高性能公共安全机器人
已经被解放军、武警部队等客户采用，参与过南宁东盟峰会、全国
两会、2008北京奥运会等重要活动的安防工作，在反恐怖、反劫持、
反爆炸等领域发挥了重要作用。
从2006年开始，博创科技邀请
机器人领域的知名国内外专家，已
连续举办三届“全国高校机器人教
学与研究研讨会”。各高校代表在
会上交流教学心得，倾听专家报告，
交流教学研究心得，该会议已成为
高校机器人教学与研究领域的知名
活动。
2007年12月，微软公司机器人部门总经理
Tandy Trower先生在微软亚洲研究院副院长张益
肇博士等人的陪同下参观了博创科技，并与博创
科技达成了面向先进机器人技术方向的合作伙伴
意向。
2009年10月，北京举办的
第四届中日韩机器人研讨会圆
满成功。该会议是东亚地区机器
人科研与产业界的的顶级峰会。
博创科技在会场展示的先进机
器人产品引起各国专家和官员
的高度关注。
公司总经理王野先生在会
议上作了主题报告。
附件一、创意之星机器人套件简介
创意之星套件是一套机器人创意套件，每套产品中提供了500多个不同的结构零件，包括轮子、杆件、法兰、L形、U形零件等多个结构件，提供了强大的结构扩展创意空间，可以任意组装；提供了10多个不同原理、功能各异的传感器，以及8-28个数字舵机（电机）用作执行器；这些部件通过一块功能强大的MultiFLEX2控制卡连接起来，开发环境流程图与C语言混合编程支持Microsoft VPL，源代码和电路图开放，提供全部组件的三维实体模型（IGES格式），可用于PRO/E等软件搭建机器人3D虚拟样机，或用于3D CAD、CAM课程、
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
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）
机器人创新实验室规章制度4 机器人创新实验室规章制度 机器人创新实验室作为**大学“智创空间”正式实验性组织，为确保实验室的秩序，制定如下规章制度: 1.机器人创新实验室应专注研究项目，兼顾备赛队伍培养建设，致力于完成实验室 项目的既定目标。 2.机器人创新实验室采用淘汰制和积分制管理模式，以提高和把握各实验组的工作 效率和学习进度。 3.实验室淘汰制的具体规则如下： 1)实验室开会三次未到（包括请假、缺勤等特殊情况） 2)实验室所分配给各组的任务未按期、按规定完成，存在拖拉懒散现象 3)随意使用外部U盘等存储设备，泄露代码程序和实验室相关科研成果 4.实验室积分制的具体规则如下： 1)项目组完成一次比赛可加分（国家级及以上10分，省级6分，校级4分，
院级2分） 2)项目组承担各类科研项目（国家级及以上10分，省级6分，校级4分） 3)实验室的学习讨论会缺勤人数不得超过5人加1分 5.实验室日常运用管理规定 1)实验室值班人员对仪器进行日常检查维护，保证机器处于正常工作状态。 2)实验室的仪器、设备未经负责人和指导老师同意，不得随意外借，使用 完毕后进行日常保养后放于储物柜中，并联系实验室负责人上锁保存。 3)在实验室期间应注意言谈举止，不乱丢杂物，保持日常卫生工作，不得 乱刻。 4)离开实验室需将实验仪器和设备等整理归位，并锁好储物柜，关闭电源， 清扫卫生。 5)实验室的仪器使用时应了解仪器的相关性质及使用方法，注意人身安全。 6)实验室电脑中存储的文件不得随意拷贝带出实验室，电脑
出现故障应联 系实验室负责人或大创中心老师进行维修，禁止私自拆卸电脑维修。 7)实验室成员日常参与实验室运行需进行签入签出作为考核依据，两周未 签到者视为自动退出。
学校机器人实验室筹建与发展方案
***市实验高中 机 器 人 实 验 室 筹 建 与 发 展 方 案 3月
目录 一、意义............................................................... 错误!未定义书签。 二、指导思想 ....................................................... 错误!未定义书签。 三、目标规划 ....................................................... 错误!未定义书签。 四、初期重点工作 ............................................... 错误!未定义书签。 (一)组织机构建设 ........................................... 错误!未定义书签。 (二)组织教师培训 ........................................... 错误!未定义书签。 (三)加强队组活动，开展相关活动 ................ 错误!未定义书签。 (四)校本机器人教材开发................................ 错误!未定义书签。 (五)监测评价 ................................................... 错误!未定义书签。 五、保障措施 ........................................................ 错误!未定义书签。附件1：机器人实验室建设方案.......................... 错误!未定义书签。附件2：机器人课程开课方案.............................. 错误!未定义书签。附件3：机器人课程授课方案.............................. 错误!未定义书签。
兴盛小学创新机器人探究实验室配置方案一、创新机器人的理念 多年来，中国的教育界一直以加强学生素质教育为核心，探索和实践着教育改革的方向和途径。全国基础教育工作会议的召开，对全面推进素质教育提出了十分明确的要求，课程教材改革在推进素质教育、培养21世纪技能的重要作用已经成为全国上下的共识。 我们引入了以机器人教育为主的教育解决方案，它确保学生获得快乐和有效的学习。教师在教学过程中将“指导”和“建构”的理念相互结合，这将帮助教师在学生以团队为单位来共同解决问题的课堂上，扮演顾问型的指导者，而不是灌输者。 二、机器人教育的应用 随着素质教育的推进和新课程新教材的改革，在各个学科的教学中对学生动手操作、动手实验的要求越来越多，因此除了常见的物理实验室、化学实验室、生物实验室，我校准备建立科学（自然）实验室、信息技术实验室、劳技实验室、通用技术实验室、探究实验室五类实验室整合的创新型实验室。 这些新课程的实验室准备将由乐高机器人、贝尔机器人等多种教育平台引入本创新型实验室。如果在创新型实验室里配置相当的机器人教学设备，那么教师在教学的时候，学生在学习的时候就会非常的方便。 创新机器人实验室所涉及课程包含有：机械基础，动力机械，机械工程，机器人等。 三、机器人教育的目的 学生借助乐高机器人的平台，在老师的指导下，开展丰富多彩的机器人活动，
通过活动提高学生对科技活动及知识的兴趣，培养学生动手能力、创新能力； 提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；充分体会“做中学，玩中学”的无穷乐趣。建立机器人活动室，不仅满足课堂教学的需求，还能开展第二课堂活动，建立科技兴趣小组，丰富学生的课外活动，还可以参加到全国青少年机器人竞赛和全国电脑制作大赛中去。满足学生的同事也能给科技老师不断发现新的问题提供自身的发展的机会，参加到全国的比赛及交流中提高教师自身的素质。 （1）、通过创新实验室学习，对中小学生进行计算机编程、工程设计、动手制作与技术构建等知识的教学，培养他们动脑动手和独立思考、解决问题的技能，不断发展青少年的观察力、想象力和创新能力。 （2）、通过创新实验室活动，不断丰富完善学校创新科技教育内涵；同时也在创新这个更广阔的平台上，提升学校的教育品质和规模，形成良好的社会效益。（3）、通过创新实验室活动，组建各类科技代表队，参加省级、国家级乃至国际中小学生机器人竞赛活动；同时还参与相关的国内外交流学习活动，开拓学生视野。 （4）、在开展创新实验室培训活动的同时，也面向在校科技教师进行相关业务培训，不断提高科技辅导教师的理论水平和实践能力。 （5）、在开展创新实验室培训活动的基础上，不断推出最新的教学内容、手段和器材，开发具有学校特色的校本课程。 四、（一）创新型探究实验室器材配置方案 1.配置清单 该实验室配置按照每个班级20人进行配置,而且比较适合小学各年级的学生学习。目的是为了让学生了解现代的机械工程，以及机器人原理等，并且对学生在
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。
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。
机器人实验室建设方案 果 刘 小 学
1、机器人实验室建设的目标与意义 近年来，学生能力的培养已成为备受关注的问题，培养学生能力是实施素质教育的关键组成部分，是当前时代发展和教育发展的迫切要求。培养学生动手、动脑能力一直是老师、家长关注的热点。机器人教学是培养学生动手、动脑能力的有效途径。亿学通教学机器人采用电子积木设计理念，为学生创设了一个好的动手的实践平台。机器人的搭建不拘一格，按 照不同的思路可以很容易的搭建创造出各种各样完成不同功能的机器人或智能化的作品。 在不断的动脑做的过程中，学生也不断的提高自己的动手能力。亿学通教学机器人套件中含有众多传感器、电子模组，如光电传感器，声音传感器，气体传感器，温度传感器等等，他们的灵敏度和感应范围甚至超越了人的感知界限，例如电子指南针，红外传感器等。这些传感器的功能强大，完成各种任务少不了他们，对学生非常有吸引力的，在实践中学生都要积极思考，怎样应用这些先进技术，才能更好完成任务，这位动脑思考搭建了好的科学平台，给学生提供了丰富的想象和创造空间。机器人活动培养了学生的动手动脑能力，这些能力的提升使得学生的想法成为了显示，使得他们的个性得到了发挥。在动手、动脑实践中，还培养了学生的主动创新的精神，通过创新思维学生们提升了创造的能力。 机器人搭建组装、编写程序、调试是一个复杂的过程，需要多人分工合作。在这个过程中每个人有不同的想法，同伴间会不断发生思维的交锋，当意见不一致的时候，小组的同学就要与同伴进行有效的沟通，发表自己的观点，争得同伴的认可，达成共识，完成任务。特别是在参加机器人比赛的时候，学生不能和老师进行交谈，完全有学生独立解决现场发生的问题，并完成预定的比赛任务。所以机器人活动不是一个人的任务，而是一个小组、一个团队的共同任务，要把众人的优点集中起来，发挥集体的优势，学生在共同创作中学会相互协作，懂得互相配合的重要性，在合作中加深了同学间的感情，懂得了善待他人、共同奋斗的团队精神。而我们的学生正是在这种精神鼓舞下，互相启发、互相鼓励，创造了一个又一个的奇迹。 2、在《信息技术课》教学领域的开展 为了进行机器人教育实验，学校可采用自愿报名与挑选相结合的方式，分批选拔学生作为机器人小组的研究成员，利用节假日或晚自习的时间进行教学和研究。坚持以学生为主体的设计理念，以启迪学生的创造性思维、培养学生动手能力、计算机编程能力、合作能力为总体目标，由指导教师带领学生以研究性学习的方式开展机器人项目的教学与研究，积极的把开放性教学思想渗透到实际教学中，努力激发学生自身的兴趣和潜在的创造性意识。通过不断地研究不断地实践以及不断地创作，学生的学习兴趣、创新能力、动手能力及编程能力 等方面都有明显的提高。 科学的将高新技术引入到教学环节中，不仅可以使许多原本枯燥乏味的课程变得形象有趣，同时也使教学内容能够跟上时代的飞速发展。在机器人的教学实验中，我们的做法是分三步走：
乐高教育探究实验室配置方案 及课程介绍 乐高教育的理念 多年来，中国的教育界一直以加强学生素质教育为核心，探索和实践着教育改革的方向和途径。全国基础教育工作会议的召开，对全面推进素质教育提出了十分明确的要求，课程教材改革在推进素质教育、培养21 世纪技能的重要作用已经成为全国上下的共识。 我们引入了以乐高教育为主的教育解决方案，它是长期以来与世界各国教育界密切合作，不断探究和开发出最先进的教育方案，并在25 年的教学实践中获得成功应用，受到世界各国教育界的广泛接受和推崇。乐高教育在世界各地教育界的应用中已逐步形成了自身的、符合这些教育理念的可持续发展的优秀平台。 我们提供的教育解决方案确保学生获得快乐和有效的学习。教师在教学过程中将“指导”和“建构”的理念相互结合，这将帮助教师在学生以团队为单位来共同解决问题的课堂上，扮演顾问型的指导者，而不是灌输者。
乐高教育的应用 随着素质教育的推进和新课程新教材的改革，在各个学科的教学中对学生动手操作、动手实验的要求越来越多，因此除了常见的物理实验室、化学实验室、生物实验室，各个学校还建立了很多新课程的实验室，例如科学（自然）实验室、信息技术实验室、劳技实验室、通用技术实验室、探究实验室。 这些新课程的实验室由于建设时间较短，并没有形成统一的标准，实验室的设备配置区别很大。乐高教育平台可以很好的在这些课程上使用，而且如果在这些实验室里都有乐高设备，那么教师在教学的时候，学生在学习的时候就会非常的方便。 乐高探究实验室所涉及课程包含有：机械基础，动力机械，机械工程，机器人等。 机器人教育的目的 学生借助乐高机器人的平台，在老师的知道下，开展丰富多彩的机器人活动， 通过活动提高学生对科技活动及知识的兴趣，培养学生动手能力、创新能力； 提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力；充分体会“做中学，玩中 学”的无穷乐趣。建立机器人活动室，不仅满足课堂教学的需求，还能开展 第二课堂活动，建立科技兴趣小组，丰富学生的课外活动，还可以参加到全 国青少年机器人竞赛和全国电脑制作大赛中去。满足学生的同事也能给科技 老师不断发现新的问题提供自身的发展的机会，参加到全国的比赛及交流中 提高教师自身的素质。 （1）、通过创新实验室学习，对中小学生进行计算机编程、工程设计、动手制作与技术构建等知识的教学，培养他们动脑动手和独立思考、解决问题的技能，不断发展青少年的观察力、想象力和创新能力。 （2）、通过创新实验室活动，不断丰富完善学校创新科技教育内涵；同时也在创新这个更广阔的平台上，提升学校的教育品质和规模，形成良好的社会效益。 （3）、通过创新实验室活动，组建各类科技代表队，参加省级、国家级乃至国际中小学生机器人竞赛活动；同时还参与相关的国内外交流学习活动，开拓学生视野。 （4）、在开展创新实验室培训活动的同时，也面向在校科技教师进行相关业务培训，不断提高科技辅导教师的理论水平和实践能力。 （5）、在开展创新实验室培训活动的基础上，不断推出最新的教学内容、手段和器材，开发具有学校特色的校本课程。
机器人创新实验室建设方案 一、指导思想 为贯彻落实《全民科学素质行动计划纲要》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020）》精神，进一步提高学校科学创新活动水平，为我校青少年学生提供经常性、便捷的校内科普活动场所，加强对青少年创新意识和实践能力的培养。根据《晋江市“项目落实年”活动实施方案》有关精神，决定在我校开展“科学创新实验室”创建活动。 二、主要目标 学校科学创新实验室将以推动学校科技教育的发展，广泛开展多种形式的科技教育活动，提高学生的科学素养为主要目标。建立具有相关活动设备、器材和工具，以本校学生为主要对象参与实验和实践活动为主要活动形式，争取面向学校周边青少年辐射，以开展科普教育和科普活动，同时也将做为学校对青少年学生进行思想道德教育的一个有效阵地，为建设和谐校园和谐社区发挥应有的功能。 三、创建设想 为了更好的开展学校科技活动，丰富学校科协的活动内容，让更多的学生参与，学校拟创建科学创新实验室，充分利用已定场所及师资，只要再配备相关探究式课程资源及系列器材装备，就能更好提供培养的青少年学生观的科学素养和创新能力科学活动场所。初步拟定从三个方面进行加强建设。 1、创建机器人工作室，开展电脑机器人教学活动。 前几年由于科技馆统一进行培训辅导，学校在机器人方面也曾获得多
个省级奖项，但近年来，多个兄弟学校的电脑机器人工作室陆续建立，电脑机器人的培训工作大多分摊到学校，但由于学校的电脑机器人活动由于没有工作室，电脑机器人活动明显落伍。 需要配置：电脑机器人十套，台式电脑4台，手提电脑两台，桌椅二十套，电源。预计经费：10万。 2、创建一间科技创新实验室，拓展学生科技活动空间。 科技创新实验室是目前学校物理化学生物实验室的延伸和补充，科技创新实验室是目前针对中小学学生在各个学科中学到的科学知识中，有些有趣的科学现象，有科学探究价值的知识配套的些科技互动仪器，和可操作的实验仪器，具体分为力学系列、光学系列、声学系列、热学系列、生命科学系列、电磁学系列、机器人系列、天文地理系列、能量转换系列（近百种实验）是课堂知识的延伸，更是学生课余时间的好去处。在实验室里，可以激发学生的学习兴趣，可以培养学生的科学探究精神，可以提高学生的动手和创新能力。 需要配置：一、基础设备部分实验室装修，讲台、实验桌椅；二、科技互动仪器（一套）三、桌面型实验仪器（一套）。预计经费：10万。 3、加大科技活动投入，普及学生科技活动参与面。 科技活动一直以来是一项比较“烧钱”的活动项目，很多项目的活动器材，价格年年高涨，而且好多项目的器材属于消耗品，用完不可重复使用，或者每年比赛项目在更新，年年要购买新的装备，少则几十、几百，多则上千、甚至上万，这些都成为学校更为广泛、持续的开展学校科技活动的普及特别是电子制作科学创新活动的瓶颈。
***市实验高中 机 器 人 实 验 室 筹 建 与 发 展 方 案 2015年3月
目录 一、意义 (3) 二、指导思想 (3) 三、目标规划 (3) 四、初期重点工作 (5) (一)组织机构建设 (5) (二)组织教师培训 (5) (三)加强队组活动，开展相关活动 (6) (四)校本机器人教材开发 (6) (五)监测评价 (6) 五、保障措施 (7) 附件1：机器人实验室建设方案 (8) 附件2：机器人课程开课方案 (14) 附件3：机器人课程授课方案 (17)
一、意义 中小学机器人教育与实践活动，是落实新课标要求，开展素质教育的一项崭新的内容。教育部从二○○三年起，把中小学机器人比赛纳入全国中小学电脑制作活动，同时普通高中新课程已将人工智能技术及简易机器人制作列入选修内容。目前，发达国家已把机器人教学实践活动作为中小学信息技术的必修课。在我国的上海、广东等发达地区，已开展了中小学机器人教育教学的试点工作，并取得了一定的实践经验。鉴于此,我校也应当开展中小学机器人教育教学工作。为此，我们仍有很多大量的工作要做。 二、指导思想 丰富中小学学生生活；激发创新精神；培养实践能力，大力推进学生素质教育。 三、目标规划 1、总体建设目标 通过开展机器人搭建、编程、创意等实践活动，开发学生的创新思维，培养和提高学生的动手实践能力；探索中小学机器人课程建设的规律和方法；加快我校中小学校机器人实验室建设；提高我校中小学机器人硬件开发水平和软件研发能力。
提高学校信息化教育水平，普及机器人基础知识，培养学生的信息素养、创新精神及实践能力，培养机器人后备人才，为实施“科教兴国、人才强国”战略奠定扎实基础。利用一至三年时间，建设健全的我校机器人实验室。 2、具体实施目标 （1）筹措资金，利用3-4个月的时间，分步骤有计划地建设符合学校发展实际的多功能机器人技术实验室（建设方案详见附件1）。 （2）在建设机器人实验室的基础之上，培养和培训机器人教学的师资力量，利用各种资源建立起我校机器人教学的师资队伍。如参观周边学校具有机器人教学实践经验的学校吸取他们的有效经验（外派学习）。与机器人实验室建设同步实施。 （3）利用1个月左右时间，建全实验室的软硬件配置，使之达到开设机器人课程的标准，并准备开课。 （4）在各项准备工作完成后，有计划有选择的逐步开设我校机器人课程（具体实施方案详见附件2）。时间初步定为2013-2014年第一学期。 （5）教学的同时，关注省、市、自治区的各类有关机器人的比赛，并根据实际教学情况有选择的参加比赛，争取为我校取得好的成绩和荣誉。
科技活动创新实验室建设方案 一、指导思想 为贯彻落实《全民科学素质行动计划纲要》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020）》精神，以及响应“双高双普”部室建设的要求，进一步提高学校科学创新活动水平，为我校学生提供经常性、便捷的校内科普活动场所，加强对学生的创新意识和实践能力的培养，丰富学生的课外活动生活。根据陕电教[2016] 4号文件的有关精神，现向学校建议在我校开展“科技活动创新实验室”创建活动。 二、主要目标 学校科技活动创新实验室将以推动学校科技教育的发展，培养学生的创新意识和实践动手能力，广泛开展多种形式的科技教育活动，丰富学生的课余生活，提高学生的科学素养为主要目标。建立具有相关活动设备、器材和工具，以本校科技兴趣小组学生为主要对象参与实验和实践活动为主要活动形式，争取面向学校全体学生辐射，以开展科普教育和科普活动，同时也将做为学校对学生进行思想道德教育的一个有效阵地，为建设和谐校园和谐社区发挥应有的功能。 三、创建设想 根据我校实际情况，初步建议从两个方面进行建设。 1、创建机器人活动工作室，开展电脑机器人教学活动。 未来的世界是机器人的时代，机器人会作为普通的一员走进我们的生活。近年来全国各个学校都已经开始在学校建立了电脑机器人工作室，而
我省的中小学机器人竞赛项目已开展了十六届了，我校由于设备缺乏，一直没有参赛，电脑机器人活动明显落伍。根据目前的形势以及“双高双普”的部室建设要求，建立机器人活动室迫在眉睫。 需要配置：教育机器人控制器5套，教育机器套件5套，机器人备件5套，台式电脑5台，手提电脑两台，桌椅，电源以及其它工具。 预计经费：15万。 2、创建一间创客空间实验室，拓展学生科技活动空间。 “创客”一词来源于英文单词“Maker”，是指出于兴趣与爱好，努力把创意转变为现实的人及群体。创客空间是一个有加工车间，工作室功能的开放的实验室，创客们可以在创客空间里共享资源和知识，来实现他们的想法。2012年美国政府计划用四年时间在1000所中小学引入创客空间，并配备开源软硬件，3D打印机和激光切割机等创客工具。在国内，北京、上海、广州、深圳和温州等地在创客教育方面的起步较早。2014年11月29日，清华大学举行“清华创客日”活动并决定将每年11月的最后一个周六定为“清华创客日”。2015年4月24日，由清华众创空间i.Center 牵头，全国60余所高校、10余家企业共同发起成立创客教育基地联盟。 2015年5月18日，由中国教育报发起的中国青少年创客教育联盟在温州实验中学举行成立大会，北京景山学校、北师大附属实验中学等全国35所名校成为创始学校，创客教育日渐兴起，创客运动正在创造一种教育文化，鼓励学生参与其中针对现实世界的问题探索创造性的解决方案。 李克强总理曾说过：“创客是中国经济未来增长的不熄引擎”，“全民创新，万众创业”。
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
机器人创客实验室建 设方案
智慧教室建设_机器人创客实验室建设方案 教育创客教室/少儿编程+机器人+创客教育 一、功能概述 机器人编程教育的核心是培养创新意识。机器人编程教育，是培育学生提出问题、研究问题、解决问题、以及动手制作的综合能力，初步融合了科学研究、技术制作、艺术创作的全过程，能够培养学生的主动探索精神、批判性思维能力、自主创新能力、合作研究能力、语言表达能力、艺术创作能力及团队协作能力。 在国务院下发的《新一代人工智能发展规划》中明确指出：逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、推广编程教育、建设人工智能学科，培养复合型人才，形成我国人工智能人才高地。在这样的政策背景下，机器人编程教育的普及、创客教师的培养等需求被摆到了十分重要且迫切的位置。越来越多的人开始认识创客、了解创客、参与创客。 机器人创客教室本着以课程为核心，以培养孩子能力为宗旨，以促进孩子的持续发展为终极目标，构建出了一整套的编程教材体系和机器人编程教育体系，并以任务驱动的教学模式，分阶段全方位地锻炼孩子们的动手能力、语言表达能力、逻辑思维能力、分析解决问题能力和协同合作能力，让孩子真正成为机器人编程教育的受益者。 二、规划要求 基于机器人编程教育的特点，在教室中创设安全、实用、富有科技和文化内涵的教学环境，激发学生对机器人、人工智能编程的好奇心和探究兴趣，满足学生观察体验、实验探究、合作学习等多样化学习需求。
（一）.选址要求 需临近机器人以及教学器材储藏室。 （二）面积标准 机器人创客教室的使用面积应不小于80平方米。 （三）布局规划 1. 功能区域 机器人创客教育实验室项目为学校机器人普及教育的一个重要组成部分，实验室分为以下三大区域：机器人编程区，展示演示区，创意制作区。区域内包括机器人教具套装和3D打印套装，智能硬件等机器人生产制作相关设备。 2. 布局要求 室内设备布置应满足现行国家标准《中小学校设计规范》GB 50099 中 5.1 和 5.2 的相关规定： （1）.黑板或书写白板宽度不宜小于 3.60m，高度不应小于1. 00m，边缘与讲台面的垂直距离宜为0. 80m~0. 90m；表面应采用耐磨且光泽度低的材料； （2）.讲台长度应大于黑板长度，宽度不应小于0.80m，高度宜为0.20m；其两端边缘与黑板两端边缘的水平距离分别不应小于0.40m ； （3）.课桌椅的排距不宜小于0.90m，最前排课桌的前沿与前方黑板的水平距离不宜小于2.20m，最后排课桌的后沿与前方黑板的水平距离不宜大于8.00m；教室最后排座椅之后应设横向疏散走道，自最后排课桌后沿至后墙面或固定家具的净距不应小于1.10m； （4）.沿墙布置的课桌端部与墙面或壁柱、管道等墙面突出物的净距不宜小于 0.15m;前排边座座椅与黑板远端的水平视角不应小于30°； （5）.教室内应为每个学生设置一个专用的小型储物柜。 （四）环境 1.安全、通行及疏通：学校安全、通行及疏通应满足现行国家标准《中小学校设计规范》GB50099-2011中8.1和8.8的有关规定。 2.空气质量：室内空气质量应满足现行国家标准《中小学校设计规范》 GB50099-2011中9.1和《室内空气质量标准》 GB/T 18883-2002中4.1与4.2的相关规定。 3.采光要求：室内采光应满足现行国家标准《中小学校设计规范》 GB50099-2011中9.2和《建筑采光设计标准》GB 50033-2013 的有关规定，课桌面采光系数不小于 2.0%，窗地面积比为1:5.0，窗户宜安装窗帘。 4.照明要求：室内照明应满足现行国家标准《中小学校设计规范》 GB50099-2011中9.3和《建筑照明设计标准》GB 50034-2013的有关规定，课桌面维持平均照度不小300lx，课桌面照度均匀度不小于 0.7，且不应产生眩光。书写板面维持平均照度不小于 500lx，书写板面照度均匀度不小于 0.8。照明功率密度不大于 9W/㎡，眩光值不大于19，显色指数不小于 80。 5.噪声控制：室内噪声控制值应满足现行国家标准《中小学校设计规范》 GB50099-2011中9.4和《民用建筑隔声设计规范》GB 50118 的有关规定。 6.通风与空气调节：应满足现行国家标准《中小学校设计规范》 GB50099-2011中10.1的有关规定。室内应有良好的自然通风。安装吊扇时，风扇叶片距地面高度不应低2.80m。吊扇的安装高度应确保风扇叶片在灯具出光口平面上方，安装位置应避免影响灯具的布置。 7.热环境：室内热环境应满足现行国家标准《室内热环境条件》 GB/T 5701-2008中5.1和5.2的相关规定。 （五）基础设施 1.墙地面：地面应采用防滑、防尘、耐磨、易清洁的材料，做好防潮处理；墙面应采用环保、防潮的材料，并预留空调管洞。 2.强电：室内电源插座与照明用电应分设不同支路。电源插座应采用安全型，电源插座数量和位置满足教学设备配置需求。 3.弱电：室内应覆盖无线网络，预留网络、广播、有线电视端口，端口数量和位置按设计要求配置。
机器人实验报告 院系：电气信息工程学院班级：XX级电气X班 姓名：XXX 提交日期：201X年X月X日
前言 作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人已经成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志。机器人的应用越来越广泛,需求越来越大,其技术研究与发展越来越深入，这将提高社会生产率与产品质量,为社会创造巨大的财富。本文将从工业机器的发展历史，现状及未来趋势进行阐述。机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自20世纪60年代初问世以来，经历了近50年的发展已取得显著成果。走向成熟的工业机器人，各种用途的特种机器人的实用化，昭示着机器人技术灿烂的明天。 一、发展历史 工业机器人诞生于20 世纪60 年代，在20 世纪90 年代得到迅速发展，是最先产业化的机器人技术.它是综合了计算机，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.它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调,重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业.在我国,工业机器人的真正使用到现在已经接近20 多年了，已经基本实现了试验,引进到自主开发的转变,促进了我国制造业,勘探业等行业的发展.随着我国改革开放的逐渐深入,国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击,因此,掌握国内工业机器人市场的实际情况,把握 我国工业机器人的相关技术与研究进展,显得十分重要。 二、发展现状 在普及第一代工业机器人的基础上,第二代工业机器人已经推广,成为主流安装机型,第三代智能机器人已占有一定比重(占日本1998年安装台数的10%,销售额的36%) (1)机械结构:1) 已关节型为主流,80年代发明的使用于装配作业的平 面关节机器人约占总量的1/3.90年代初开发的适应于窄小空间,快节奏,360度全工作空间范围的垂直关节机器人大量用于焊接和上,下料.2)应3K 和汽车,建筑,桥梁等行业需求, 超大型机器人应运而生.如焊接树10米长,10吨以上大构件的弧焊机器人群,采取蚂蚁啃骨头的协作机构.3)CAD,CAE 等技术已普遍用于设计,仿真和制造中. (2)控制技术:1) 大多数采用32位CPU,控制轴数多达27轴,NC 技术,离线编程技术大量采用.2) 协调控制技术日趋成熟,实现了多手与变位机, 多机器人的协调控制, 正逐步实现多智能体的协调控制. 采用基于PC 的开放 结构的控制系统已成为一股潮3) 流,其成本低,具有标准现场网络功能. (3)驱动技术:1) 80年代发展起来的AC 侍服驱动已成为主流驱动技术用于工业机器人中.DD 驱动技术则广泛地用于装配机器人中.2) 新一代的侍服电机与基于微处 理器的智能侍服控制器相结合已由FANUC 等公司开发并用于工业机器人中, 在远程控制中已采用了分布式智能驱动新技术. (4)应用智能化的传感器:装有视觉传感器的机器人数量呈上升趋势,不少机器人装有两种传感器,有些机器人留了多种传感器接口. (5)通用机器人编程语言:在ABB 公司的20多个小型号产品中,采用了通用模化块语言RAPID.最近美国"机器人工作空间技术公司"开发了Robot Script V.10通用语言,运行于该公司的通用机器人控制器URC 的Win NT/95环境.该语言易学医用,可用于各种开发环境,与大多数WINDOWS 软件产品兼容. (6)网络通用方式:大部分机器人采用了Ether 网络通讯方式,占总量的41.3,其它采用RS-232,RA-422,RS-485等通讯接口. (7)高速,高精度,多功能化:目前,最快的装配机器人最大合成速度为16.5m/s. 位置重复精度为正负0.01mm. 但有一种速度竞达到80m/s; 而另一种并连机构的NC 机器人, 其位置重复精度大1微秒. (8)集成化与系统化:当今工业机器人技术的另一特点是应用从单机,单
调研方向 110平方米左右学校教室 强弱电设计 强电设计标准为220V，教室设计独立断电保护功能，下设至少15个以上独立电源输出接口，15个电源输出口教室前段1个，后端2个，左右两侧各6个 弱电部分 设计独立wife发射功能，设计独立的弱电机柜，编译器充电柜和机器人主控充电，编译器输入为220V强电输入，充电机柜具备60口以上的集中充电功能，机器人主控充电使用不少于10口的充电柱，充电柱输入电压220v。 存储和展示柜子 存储柜主要用于机器人套件包的存储，展示柜子具备设备和作品展示功能。 教学区桌椅，桌子为六角形桌子，满足正常教学和分组需求，椅子按照50人配置。 机器人功能区设计 建设面积110平方米，学生座位不少于50座。 教室内配备有教师区、教学区、展示区、存储区和3d打印加工区。展示区和存储区设在教室的左右两侧，3d打印加工区设在教室的后壁，室内创设科技创新、实践发明氛围。 教师区：
教师进行日常的教学活动的区域，配置教师教学设备2套、教学教具包2套，教材2套、配置教用编译器2台，教师区位于教室的前段，预建设面积10平方米。 教学区： 学生进行日常的学习活动的区域，配置教学设备50套，教学补充包5套，机器人教材50套，编译器50台，教学区位于教室中间，预使用面积70平方米。 展示区和存储区： 展示区和存储区一起设计，位于教室的左右两侧，预使用面积15平方米，展示区配置语音机器人2台，一台中文版、一台英文版、5台类人形机器，展示区主要放置学生的创客作品，机器人比赛获奖证书、奖杯；存储区配置平板充电柜一个，充电桩10个，用于存储教室内所有教学器材、教材等。 3d打印加工区： 3d打印加工区位于教室后端，具备3d打印和加工功能，具备竞设备赛调试功能，预建设面积15平方米。 教室基础设施配备清单
机器人实验室建设方案 (参考样例)
目录 第一部分机器人国外发展概况及人才需求分析 (3) 1.1机器人国际发展状 况..................................................................................................... -3- 1.2机器人国发展状况..................................................................................................... -4- 1.3机电电器类人才需求分析 (5) 第二部分机器人实验室建设规划 (9) 2.1基础训练区................................................................................................................. (9) 2.1.1 最小机电系统连接与控制实训平台......................................................................................... - 9 - 2.1.2 基础提高训练设备................................................................................................... ................ - 10 - 2.2综合应用实训 区........................................................................................................... -11- 2.2.1 多控制四轴码垛机器人系 统................................................................................................. - 11 - 2.2.2 6 自由度多控制模块化可拆装机器人系统.......................................................................... - 12 - 2.2.3 6 自由度弧焊机器人工作站系统.......................................................................................... - 13 - 2.2.4 6 自由度搬运装配机器人工作站系