一、实验目的
1. 熟悉具体的fischertechnik模型机器人的机械结构及其工作原理。
2. 了解慧鱼模型智能接口板的硬件电路及其主要功能。
3. 学习慧鱼模型的编程软件LLWin3.0或Visual Basic编程语言。
4. 掌握计算机与智能接口板之间的通讯协议。
5. 采用高级编程语言（Visual Basic、labwindows/CVI等）实现具体模型
机器人的动作控制。
二、实验设备
1、装有LLWin3.0软件或Visual Basic编程语言的PC机一台。
2、具体的fischertechnik机器人模型数个。
3、慧鱼机器人智能接口板（控制电路板）一块、RS232通讯电缆一条及9v
稳压电源一个。
图一慧鱼机器人
三、实验原理
1、系统组成：
1.1控制端：
直接控制模型运动的控制中心，这里指直接控制模型的计算机，通过串口（COM）与接口板进行信息交流，以及在计算机内部进行算法运算，以此来控制模型运动。
1.2 模型运动：
可以通过PC机编制程序控制机器人电机转动，达到控制机器人按照指令运动的目的。
2、接口板处理器操作模式：
被动模式：程序的处理由计算机完成，接口与计算机的连接电缆不能断开，在每个程序周期中，接口采集来自数字量和模拟量输入端的数值然后送给计算机，计算机再把数字量的输出值传送给接口板，接口板上微处理器按要求操作相连的电机。
3、计算机与接口板的通讯：
3.1 计算机通过COM 口与接口板进行信息交流，慧鱼公司规定控制端口的参数为波特率为9600，位数为8位，效验为无，停止位为1，参数的设定在程序开发的时候会编写确定。
3.2 慧鱼公司规定COM 口与接口板的通信格式为两个字节，第一字节是接口命令，控制接口发送内容作为应答，第二个字节规定哪个电机以什么方向转动，简单的说就是第一个字节是当行程开关、感应器等有反应而发出信号给接口板，接口板接收并且记录，等待计算机的查询；而第二个字节是计算机发送命令到接口板，接口板微处理器分析并且向电机、灯等发送信息，控制它们工作。
3.3 接口板有接收第一字节命令的E1-E8 ，模拟量EX和EY的接口，选择E1-E8时，应答为一字节，而选择E1-E8 ，和模拟量EX或EY时，应答为三字节，其中1字节为E1-E8输入，2，3字节为EX或EY，在本设计中只需选择E1-E8，应答为一字节。
3.4 在程序开发中，主要是使用byte 数组来实现2中的两个字节控制和3中的接收应答，简言之：
定义一个一维二项数组ACT（2），其中ACT（0）来告诉接口板使用E1-E8接口，ACT（1）来告诉接口板控制什么电机，怎样控制。
定义一个一维不定数组RTC（），其中从E1-E8接收到的命令储存在RTC
（）中。
具体数据定义见下表：
十六进制规定（回送内容）ACT（）
C1 E1-E8 &HC1
1 电机1正转 1
2 电机1反转 2
3 电机2正转 3
4 电机2反转8
5 电机3正转16
6 电机3反转32
7 电机4正转64
8 电机4反转128
四、实验过程和步骤
本次实验为此计算机设计了两套运行程序，一套为串行程序，此程序一次只能控制一个电机的转动，不能多个电机同时运动。另一套为并行程序，此程序可以同时控制四部电机转动，但由于慧鱼公司初始的设置只能让一部电机转动，故并行程序导致电机转动缓慢。
1、窗体面板：
1.1 欢迎窗体
1.2 模型操作界面
1.3 结束感谢面板
2、程序设计
首先是并行控制的程序：
Private Sub Cmd5_Click()
Cmd7.Enabled = True
MSComm1.InBufferSize = 1024
MSComm1.OutBufferSize = 512
https://www.doczj.com/doc/a7103949.html,mPort = Text2.Text
MSComm1.Settings = "9600,n,8,1" '设置通信参数9600,N,8,1
Text1.Text = "9600,n,8,1" '显示通信参数
Text2.Text = "1" '显示端口
MSComm1.InputMode = comInputModeBinary ' 设置接收数据模式为二进制形式MSComm1.RThreshold = 3 ' 设置接收3 个字节产生OnComm 事件MSComm1.InputLen = 3 ' 设置Input 一次从接收缓冲读取为3 字节If Not MSComm1.PortOpen Then
MSComm1.PortOpen = True
End If
Timer1.Interval = controltime
Timer2.Interval = controltime
Timer3.Interval = controltime
Timer4.Interval = controltime
Lbl5.Caption = "已连接"
End Sub
Private Sub Cmd8_Click()
Timer1.Enabled = False
Timer2.Enabled = False
Timer3.Enabled = False
Timer4.Enabled = False
End Sub
Private Sub Command1_Click()
Timer1.Interval = controltime
Timer1.Enabled = True
Timer2.Interval = controltime
Timer2.Enabled = True
Timer3.Interval = controltime
Timer3.Enabled = True
Timer4.Interval = controltime
Timer4.Enabled = True
End Sub
Private Sub Timer1_timer() '电机控制Mot(0) = &HC9
If MR(1).Value = True Then
Mot(1) = 2
ElseIf ML(1).Value = True Then Mot(1) = 1
Else
Mot(1) = 0
End If
MSComm1.OutBufferCount = 0 MSComm1.Output = Mot
End Sub
Private Sub Cmd7_Click()
Timer1.Enabled = True
Timer2.Enabled = True
Timer3.Enabled = True
Timer4.Enabled = True
End Sub
Private Sub Form_Load()
Lbl5.Caption = "未连接"
End Sub
Private Sub Timer2_timer() '电机控制Mot(0) = &HC9
If MR(2).Value = True Then Mot(1) = 8
ElseIf ML(2).Value = True Then Mot(1) = 4
Else
Mot(1) = 0
End If
MSComm1.OutBufferCount = 0 MSComm1.Output = Mot
End Sub
Private Sub Timer3_Timer()
Mot(0) = &HC9
If MR(3).Value = True Then Mot(1) = 32
ElseIf ML(3).Value = True Then Mot(1) = 16
Else
Mot(1) = 0
End If
MSComm1.OutBufferCount = 0 MSComm1.Output = Mot
End Sub
Private Sub Timer4_Timer()
Mot(0) = &HC9
If MR(4).Value = True Then Mot(1) = 128
ElseIf ML(4).Value = True Then Mot(1) = 64
Else
Mot(1) = 0
End If
MSComm1.OutBufferCount = 0 MSComm1.Output = Mot
End Sub
以下是串行控制的程序：
Private Sub Cmd8_Click()
Timer1.Enabled = False
End Sub
Private Sub Timer1_timer() '电机控制Mot(0) = &HC9
If MR(1).Value = True Then
Mot(1) = 2
ElseIf ML(1).Value = True Then Mot(1) = 1
ElseIf MR(2) = True Then
Mot(1) = 8
ElseIf ML(2) = True Then
Mot(1) = 4
ElseIf MR(3) = True Then
Mot(1) = 32
ElseIf ML(3) = True Then
Mot(1) = 16
ElseIf MR(4) = True Then
Mot(1) = 128
ElseIf ML(4) = True Then
Mot(1) = 64
Else
Mot(1) = 0
End If
MSComm1.OutBufferCount = 0
MSComm1.Output = Mot
End Sub
Private Sub Cmd5_Click()
Cmd7.Enabled = True
MSComm1.InBufferSize = 1024
MSComm1.OutBufferSize = 512
https://www.doczj.com/doc/a7103949.html,mPort = Text2.Text
MSComm1.Settings = "9600,n,8,1" '设置通信参数9600,N,8,1
Text1.Text = "9600,n,8,1" '显示通信参数
MSComm1.InputMode = comInputModeBinary ' 设置接收数据模式为二进制形式MSComm1.RThreshold = 3 ' 设置接收3 个字节产生OnComm 事件MSComm1.InputLen = 3 ' 设置Input 一次从接收缓冲读取为3 字节If Not MSComm1.PortOpen Then
MSComm1.PortOpen = True
End If
Timer1.Interval = controltime
Timer1.Enabled = True
Lbl5.Caption = "已连接"
End Sub
Private Sub Cmd6_Click()
Unload Me
Load Form3
Form3.Show
End Sub
Private Sub Cmd7_Click()
Timer1.Enabled = True
End Sub
Private Sub Form_Load()
Lbl5.Caption = "未连接" End Sub
陕西科技大学 2015 级研究生课程考试答题纸 考试科目机械制造与装配自动化 专业机械工程 学号1505048 考生姓名乔旭光 考生类别专业学位硕士
浅谈机器人智能控制研究 摘要：以介绍机器人控制技术的发展及机器人智能控制的现状为基础,叙述了模糊控制和人工神经网络控制在机器人中智能控制的方法。讨论了机器人智能控制中的模糊控制和变结构控制,神经网络控制和变结构控制,以及模糊控制和神经网络控制等几种智能控制技术的融合。并对模糊控制和神经网络控制等方法中的局限性作出了说明。 关键词:机器人；智能控制；模糊控制；人工神经网络 1 智能控制的主要方法 随着信息技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，这对自动控制技术提出崭新的挑战，促进了智能理论在控制技术中的应用，以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。 智能控制技术的主要方法有模糊控制、基于知识的专家控制、神经网络控制和集成智能控制等,以及常用优化算法有:遗传算法、蚁群算法、免疫算法等。1.1 模糊控制 模糊控制以模糊集合、模糊语言变量、模糊推理为其理论基础,以先验知识和专家经验作为控制规则。其基本思想是用机器模拟人对系统的控制,就是在被控对象的模糊模型的基础上运用模糊控制器近似推理等手段,实现系统控制。在实现模糊控制时主要考虑模糊变量的隶属度函数的确定,以及控制规则的制定二者缺一不可。 1.2 专家控制 专家控制是将专家系统的理论技术与控制理论技术相结合,仿效专家的经验,实现对系统控制的一种智能控制。主体由知识库和推理机构组成,通过对知识的获取与组织,按某种策略适时选用恰当的规则进行推理,以实现对控制对象的控制。专家控制可以灵活地选取控制率,灵活性高;可通过调整控制器的参数,适应对象特性及环境的变化,适应性好;通过专家规则,系统可以在非线性、大偏差的情况下可靠地工作,鲁棒性强。 1.3 神经网络控制 神经网络模拟人脑神经元的活动,利用神经元之间的联结与权值的分布来表
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
移动机器人控制软件的设计和实现
作者：李晓明 文章来源：https://www.doczj.com/doc/a7103949.html, 更新时间：2006-8-9 17:25:55 点击数： 2742
简介：现在做一个移动机器人是很容易的一件事，车体自己可以加工，或买现成的；避障可以用超声阵列；
导航可以用激光测距 LMS；定位可以用电子地图加 LMS 加陀螺仪；然而控制软件却只能自己编写。本文 或许可以给你一些启示。
相关链接 基于 VIA 平台的移动机器人
移动机器人的使用现在非常多，做一个移动机器人似乎也很容易，车体自己可以加工，也可以去 买现成的；避障可以用超声阵列；导航可以用激光测距 LMS；定位可以用电子地图加 LMS 加陀 螺仪；驱动可以用各种电机及配套驱动器或者自己做；通讯可以去买现成的无线通讯模块，可以 是数字的，也有模拟的；大范围定位可以用 GPS 模块，也是现成的；至于什么红外，蓝牙，甚 至计算机视觉都可以去市场上买，但是（然而）为什么做一个移动机器人还是这么难呢？尤其是 对一个新手而言。一个老外说过，硬件是现成的，软件算法杂志里有的是，很多可以在网上当， 但即使是一个博士生也要花费很长的时间完成一个实际可用的移动机器人。为什么？因为机器人 使用的困难在使用软件的设计上。前面那个老外也说过，现在什么都可以在网上当，唯独使用程 序不能。有过自己写移动机器人程序的人可能会理解这段话，当然也仅仅是可能，因为不排除有 很多机器人大拿一上来就可以写出很棒的移动机器人软件。
移动机器人的控制软件开发是和硬件紧密相关的，甚至和机器人的体系结构也密切相关，同样是 移动机器人，有的是用 PC 控制的，有的是用多个嵌入式系统实现的，有的则是多机器人协同工 作的，操作系统有人会用 DOS，有人会用 Windows，有人会用 Linux，有人会用 Embeded Operation System。硬件平台有的用 x86，有的用 ARM 芯片，有的会用 DSP，通讯里面会 有串口，TCP/IP 网络，无线以太网，红外，蓝牙等，甚至驱动机构也不一样，有的是用腿，有
湖北理工学院毕业设计（论文） “慧鱼模型”三自由度机械手 设 计 小 册 学院：机电工程学院 班级：机械设计与制造 指导老师： 姓名：学号：201030120130 湖北理工学院毕业设计（论文） 一、概述 ............................................................ 1 1.1机电一体化技术 ................................................... 1 1.1.1机电一体化技术的定义和内容 (1) 1.1.2机电一体化系统组成 (1) 1.2. 慧鱼机器人 ..................................................... 2 1.2.1慧鱼创意教学组合模型简介 (2) 二、机器人的组成 .....................................................
2.1组成构件 ......................................................... 3 2.2慧鱼机器人分析 ................................................... 6 2.2.1机器人机构组成 (6) 2.2.2主要成分构成及功能 (7) 2.3. 机器人的工作空间形式 ............................................ 9 2.4机器人的机械运动形态和变换控制 .................................. 11 2.5机器人的位移、速度、方向的控制方法 (13) 湖北理工学院毕业设计（论文） 一、概述 1.1机电一体化技术 1.1.1机电一体化技术的定义和内容 机电一体化技术综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术,接口技术及系统总体技术等群体技术,从系统的观点出发,根据系统功能目标和优化组织结构目标,以智能、动力、结构、运动和感知等组成要素为基础,对各组成要素及相互之间的信息处理、接口耦合、运动传递、物质运动、能量变换机理进行研究,使得整个系统有机结合与综合集成,并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则 运动,在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。 1.1.2机电一体化系统组成 1.机械本体机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。 2.检测传感部分检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。 3.电子控制单元电子控制单元是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。 4.执行器执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。 5.动力源动力源是机电一体化产品能量供应部分，是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压
第21卷第1期1999年1月 机器人ROBO T V o l.21,N o.1 Jan.,1999机器人控制器的现状及展望α 范永谭民 (中国科学院自动化研究所北京100080 摘要机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一,它从一定程度上影响着机器人的发展.本文介绍了目前机器人控制器的现状,分析了它们各自的优点和不足,探讨了机器人控制器的发展方向和要着重解决的问题. 关键词机器人控制器,开放式结构,模块化 1引言 从世界上第一台遥控机械手的诞生至今已有50年了,在这短短的几年里,伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步,机器人的发展已经历了3代[1]: (1可编程的示教再现型机器人;(2基于传感器控制具有一定自主能力的机器人;(3智能机器人.作为机器人的核心部分,机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一.它从一定程度上影响着机器人的发展.目前,由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步,使得机器人的研究在高水平上进行,同时也为机器人控制器的性能提出更高的要求. 对于不同类型的机器人,如有腿的步行机器人与关节型工业机器人,控制系统的综合方法有较大差别,控制器的设计方案也不一样.本文仅讨论工业机器人控制器问题. 2机器人控制器类型
机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置,它是机器人的心脏,决定了机器人性能的优劣. 从机器人控制算法的处理方式来看,可分为串行、并行两种结构类型. 211串行处理结构 所谓的串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理.对于这种类型的控制器,从计算机结构、控制方式来划分,又可分为以下几种[2]. (1单CPU结构、集中控制方式 用一台功能较强的计算机实现全部控制功能.在早期的机器人中,如H ero2I,Robo t2I等,就采用这种结构,但控制过程中需要许多计算(如坐标变换,因此这种控制结构速度较慢. (2二级CPU结构、主从式控制方式 一级CPU为主机,担当系统管理、机器人语言编译和人机接口功能,同时也利用它的运算能力完成坐标变换、轨迹插补,并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存,供二级CPU读取;二级CPU完成全部关节位置数字控制.这类系统的两个CPU总线之间基本没有联系,仅通过公用内存交换数据,是一个松耦合的关系.对采用更多的CPU进一步分散 α1998-09-03收稿 67机器人1999年1月 功能是很困难的.日本于70年代生产的M o tom an机器人(5关节,直流电机驱动的计算机系统就属于这种主从式结构. (3多CPU结构、分布式控制方式
人工智能技术在交通控制领域的应用 交通信号控制(TrafficSignalControl，TSC)是依据路网交通流数据，对交通信号进行初始化配时和控制，同时根据实时交通流状况，实时调整配时方案，实现交通控制的优化。交通控制从被控区域的最小延误时间出发，获得最佳的配时方案，是系统化最优的思想。为获得整个路口交通效益的最大，可采用两种方法：一是采用数学模型对交叉口各个方向的车辆到达作准确的预测，根据运筹学和最优化理论确定各个方向的绿灯时间；二是采用智能控制的 交通信号控制(Traffic Signal Control，TSC)是依据路网交通流数据，对交通信号进行初始化配时和控制，同时根据实时交通流状况，实时调整配时方案，实现交通控制的优化。交通控制从被控区域的最小延误时间出发，获得最佳的配时方案，是系统化最优的思想。 为获得整个路口交通效益的最大，可采用两种方法：一是采用数学模型对交叉口各个方向的车辆到达作准确的预测，根据运筹学和最优化理论确定各个方向的绿灯时间；二是采用智能控制的方法对交叉口进行控制。由于城市交通系统具有随机性、模糊性、不确定性等特点，很难对其建立数学模型。计算机的出现和广泛应用促成了人工智能研究热潮的掀起，针对传统交通控制系统的固有缺陷和局限性，许多学者把人工智能的实用技术相继推出并应用到交通控制领域。 1 交通控制领域中人工智能研究方法 1.1 基础研究方法 交通控制领域中人工智能基础研究方法有模糊控制、遗传算法、神经网络，另外还有蚁群算法、粒子群优化算法等。 模糊系统模糊逻辑是一种处理不确定性、非线性等问题的有力工具，特别适用于表示模糊及定性知识，与人类思维的某些特征相一致，故嵌入到推理技术中具有良好效果。模糊控制能有效处理模糊信息，但是产生的规则比较粗糙，没有自学习能力。 遗传算法遗传学通过运用仿生原理实现了在解空间的快速搜索，广泛用于解决大规模组合优化问题。在解决实时交通控制系统中的模型及计算问题时，可以通过遗传算法进行全局搜索和确定公共周期，也可以利用遗传算法来解决面控系统中各交叉路口信号控制方案的最优协作问题，有效避免可能由此引起的交通方案组合爆炸后果。 神经网络人工神经网络擅长于解决非线性数学模型问题，并具有自适应、自组织和学习功能，广泛应用于模式识别、数据分析与处理等方面，其显著特点是具有学习功能。
目录 1．绪论 1 1.1课题背景 1 1.2 慧鱼机器人 2 1.3 走进实验室 3 1.4 按键式传感器 3 1.5 设计工作原理 4 1.6慧鱼模型操作规程 5 2. 仿生机器人6 2.1仿生机器人迈克仿真示意图 6 2.2仿生机器人迈克仿真程序图示 6 2.3仿生机器人结构简图7 3. 移动机器人8 3.1 移动机器人基础模型8 3.2 移动机器人仿真图8 3.3移动机器人结构简图9 3.4移动机器人仿真程序框图10 4.工业寻光机器人10 4.1 寻光机器人仿真图11 4.2寻光机器人结构简图11 4.3寻光机器人仿真程序12 5.躲避障碍机器人14 5.1 躲避机器人仿真模型14 5.2连线图和结构简图15 5.3躲避机器人仿真程序16 6.工业寻踪机器人18 6.1寻踪机器人仿真模型19 6.2寻踪机器人仿真图
一、绪论 1.1课题背景 由机器人的发展和快速广泛的被使用，可知科学家对于机器人的功能也相提高，除了超强的逻辑运算、记忆能力及具备类似的自我思考能力，另外在机器人的外表及内部结构，科学家更希望能模仿人类。对于外在资讯的选集，也透过各种感应器，企图达到类似人类各种触觉的功能，选集了外在环境的资讯，一旦外在环境起了改变，机器人一定要能随着变化，做出该有的反应动作，更新自己的资料库，达到类似人类学习的功能。 移动式机器人形态分为车轮式、特殊车轮式、不限轨道式、不行式等，若是在平坦的地面上移动时，车轮式是最具效率的，不懂机构简单，且具实用性，但其缺点是在凹凸不平的岩地上便不能行走。此外，因普通车轮无法在阶梯及有段差的地外行走，因此积极研究一种有车轮、三辆以上连结构的特殊形态，及特殊组合的不限轨道式机器人，最近亦努力开发步行机器人，使其能登上阶梯。 本次研究即为移动机器人设计及其在控制器的实现，是说明当移动机器人在轨行动作中若遇到障碍物时会透过微动开关将讯息传回电路板中进行判断，再配合计数器的动作使机器人能避开障碍物并往下个路径前进，知道要到远的目标。
机器人的控制 机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。 智能机器人控制的关键技术 关键技术包括： (1)开放性模块化的控制系统体系结构：采用分布式CPU计算机结构，分为机器人控制器(RC)，运动控制器(MC)，光电隔离I/O控制板、传感器处理板和编程示教盒等。机器人控制器(RC)和编程示教盒通过串口/CAN总线进行通讯。机器人控制器(RC)的主计算机完成机器人的运动规划、插补和位置伺服以及主控逻辑、数字I/O、传感器处理等功能，而编程示教盒完成信息的显示和按键的输入。 (2)模块化层次化的控制器软件系统：软件系统建立在基于开源的实时多任务操作系统Linux上，采用分层和模块化结构设计，以实现软件系统的开放性。整个控制器软件系统分为三个层次：硬件驱动层、核心层和应用层。三个层次分别面对不同的功能需求，对应不同层次的开发，系统中各个层次内部由若干个功能相对对立的模块组成，这些功能模块相互协作共同实现该层次所提供的功能。 (3)机器人的故障诊断与安全维护技术：通过各种信息，对机器人故障进行诊断，并进行相应维护，是保证机器人安全性的关键技术。 (4)网络化机器人控制器技术：目前机器人的应用工程由单台机器人工作站
向机器人生产线发展，机器人控制器的联网技术变得越来越重要。控制器上具有串口、现场总线及以太网的联网功能。可用于机器人控制器之间和机器人控制器同上位机的通讯，便于对机器人生产线进行监控、诊断和管理。 PID控制原理和特点 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 积分（I）控制 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入积分项。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 微分（D）控制
摘要 为使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。既包括实现控制所需的各种硬件系统，又包括各种软件系统。最早的机器人采用顺序控制方式，随着计算机的发展，机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能，并采用示教再现的控制方式。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。多种技术的发展将促进智能机器人的实现。 当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti 和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。 关键词：机器人，机器人控制，PID，自动控制
目录 摘要.......................................................... I 第1章绪论................................................ - 1 - 1.1机器人控制系统 (1) 1.2机器人控制的关键技术 (1) 第2章机器人PID控制...................................... - 2 - 2.1PID控制器的组成 (2) 2.2PID控制器的研究现状 (2) 2.3PID控制器的不足 (3) 第3章 PID控制的原理和特点 ................................ - 4 - 3.1PID控制的原理 (4) 3.2PID控制的特点 (5) 第4章 PID控制器的参数整定 ................................ - 5 -后记...................................................... - 6 -
工学院毕业设计（论文） 移动机器人模型设计 专业：机电一体化技术 班级：机电0911 学号： 学生姓名： 指导教师： 二零一一年四月 I
目录 摘要 (1) 第1章绪论 (2) 1.1 慧鱼创意组合模型概述 (2) 1.2 课题的内容及意义 (2) 第2章移动机器人慧鱼模型设计 (4) 2.1 模型的总体设计 (4) 2.1.1 模型实物图 (4) 2.1.2 模型示意图 (4) 2.2 模块设计 (6) 2.2.1 升降模块设计 (6) 2.2.2 水平模块设计 (8) 2.2.3 底座智能旋转模块设计 (9) 2.2.4 智能判断模块设计 (11) 2.3 慧鱼模型接线图 (12) 第3章移动机器人调试 (13) 3.1 硬件调试 (13) 3.2 软件调试 (13) 第4章结论 (15) 谢辞 (16) 参考文献 (17)
摘要:在参考市场上的机器人的机构和外观后，根据慧鱼模型在符合自身情况的比例对机器人进行整体框架的设计。接着，在模型上安装数个电机提供机器人运动的动力，并用蜗轮蜗杆，齿轮等传动机构进行传动；安装若干限位开关来控制机器人运动的方向及转向的动作；最后，在符合以上条件的情况下，对整个模型进行处理使其具有最美观的外形。 关键词:移动机器人；慧鱼模型；限位开关；设计
第1章绪论 1.1 慧鱼创意组合模型概述 1964年，慧鱼创意组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。 慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。 慧鱼创意组合模型主要有组合包、培训模型、工业模型三大系列，涵盖了机械、电子、控制、气动、汽车技术、能源技术和机器人技术等领域和高新学科，利用工业标准的基本构件（机械元件/电气元件/气动元件），辅以传感器、控制器、执行器和软件的配合，运用设计构思和实验分析，可以实现任何技术过程的还原，更可以实现工业生产和大型机械设备操作的模拟，从而为实验教学、科研创新和生产流水线可行性论证提供了可能，世界知名的德国西门子、德国宝马、美国IBM等一大批著名公司都采用慧鱼模型来论证生产流水线。 慧鱼创意组合模型体现不同学科知识点的各种组合包，不仅可以应用于中小学各个年级学科教学、还可以用于大学不同专业以及研究生工程实验和技术创新活动，现在以清华大学、上海交通大学为代表的一批高校建立的慧鱼创新实验室就是利用慧鱼模型组合包系列建立的工程技术实验室，是创新教育的一个全新平台。通过慧鱼模型的使用，不仅可以让我们的孩子将多学科多领域的综合知识融会贯通于实践过程中，更重要的是培养了他们的创新意识和创新能力。 1.2课题的内容及意义 本论文在参考市场上一些普通的移动机器人结构的基础上，通过慧鱼模型的结构组建和ROBO板的智能控制来完成移动机器人的设计。 通过慧鱼教学模型来组建出本设计移动机器人，通过各个机构的相互配合联系来控制移动机器人。设计的模型通过慧鱼软件来编写程序进行控制。接口板能转换软件命令，一旦程序被下载，接口就可以脱离与计算机的连接，独立于计算机执行程序，体现其智能化。通过本毕业设计的完成，可以使设计者使用慧鱼创意组合模型通过自己的构思设计出自己的模型，使设计者能更加深刻的了解机械结构设计和机械运动的规律，强化了通过慧鱼软件对机械运动的控制。使设计者能使用智能化来控制机械设备，智能化的设计也将是未来机械发展的一个重要趋向。
摘要 随着机器人的应用范围的不断拓宽，机器人所面临的工作环境也越来越复杂，往往是未知的、动态的、非结构化的，所以，要在这种环境下实时地完成各种任务，就对机器人的控制提出了新的挑战。 本文的主要工作和创新点包括：对移动机器人的硬件模块进行了分析。详细研究了移动机器人的感知系统，包括超声波传感器和视觉传感器两大模块。移动机器人采用了两款超声波传感器组合使用，用于探测更为全面的障碍物特征信息。通过对基于行为控制技术的论述，设计了一种用于移动机器人完成多目标任务的基于行为控制系统。另外机器人采用了 Sony EVI-D31 PTZ 摄像头，成功地实现了计算机串口控制，大大的扩展了机器人的视觉功能，可以更多的获取外界信息。 关键词：移动机器人、硬件模块、行为控制。
Abstract With the development of applied range, the work condition faced by robot is more complex, which always is unknown, dynamic and unstructured. So the control of robot t o fulfill a mission in real time under this environment has a new challenge. The ma in work and innovative ideas include. The structure of RIRA-Mobile robot is introduced. Furthermore, the driving model and power model are analyzed. The perception system of RIRA-Mobile robot is demonstrated particularly, which includes two models of vision and ultrasonic sensor. RIRA-Mobile robot uses two type s ultrasonic sensors so as to detect the general obstacles’ information. In addition, Sony EVI-D31 PTZ camera is also used, which can de controlled by computer serials that the vision function of robot is extended greatly to get more environment information. Through exploring the behavior-based control technology, a behavior-based control system has been designed for mobile robot fulfilling multiple objective missions. KEYWORDS:mobile robot; hardware modules; behavior control.
慧鱼制作说明书 注：因为本组缺少控制器等总要部件，所以采用单片机控制。 一：慧鱼构件 C51单片机、机械爪（含9g舵机）、L298n电机驱动、超声波传感器、红外光传感器等。二：工作原理 智能搬运小车以c51单片机核心，通过8v电池组对L298N直流电机驱动模块供电驱动电机的正反转来达到小车转弯、前进，利用红外光线传感器检测道路上的黑线并沿着黑线前进、超声波传感器检测障碍物小车停止前进、此时9g舵机控制爪子的张开抓住物体、闭合，然后继续前行，它们协调工作完成智能车搬运和探测小车所处环境的一些实时信息的功能。 三：机器人制作过程和感悟 我们参加了学校举办的机器人比赛慧鱼组。学校给我们提供了最基础的设备，慧鱼机器人的套装，但我们缺少控制模块和供电设备。我们的机器人套装提供的是探索机器人，这与学校的要求有巨大的差距，因此需要我们自己的改装。 指导老师将套装交予我们后，我们当即组织人员分工，对机器人进行拼装和制作，在拼装中我们发现慧鱼机器人的的材质较为优良，易于拼装，各个卡口都较为准确。我们根据套装所提供的图纸反复拼装拆卸，熟悉了各个部件的用途。机器人的底盘已熟悉掌握。但我们缺少核心部件，因此我们根据需求购买了51单片机开发套装、L298N驱动模块、电池盒和机械手等一些其他的必须部件。我们对买来的部件根据比赛的需求进行组装，对小车的核心部件进行安装和调试。同时又购进了小的单片机开发模块装载在小车上。在我们对小车进行调试时发现我们对于编程存在着较大的问题，由于我们大一没有接触到单片机开发，我们参加了电子协会的培训，使我们初步的掌握了一些单片机知识，但我们的c语言基础较差，而我们的小车需要识别路途和和物体，搬运等一系列动作，编程较为困难，以我们现在所掌握的知识不足以完成我们需要的程序，因此我们参考其他四驱车的程序进行改进，但中间存在着较大的难度。 通过慧鱼机器人的制作和安装我们认识到机器人是一种机电一体化技术，综合应用了机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术、接口技术及系统总体技术等群体技术。我们想要制作机器人必须对这些知识有一定的了解和掌握，而我们对这些方面的了解和掌握较为薄弱，因此我们应当通过这次机器人大赛的机会增加对这些方面的了解和学习。
智能机器人的控制技术前景分析 随着科学技术的发展，机器人控制技术也日渐成熟，不仅在力矩和位置控制等基础技术上有所进步，在智能化控制上也有显著提高。可是机器人基础控制技术尽管比较完善，但是想要得到进一步提升却有很大难度，因此，智能化发展成为了机器人控制技术的研发方向，该技术上突破会给基础控制技术的发展带来契机，本文重在研究机器人控制技术的发展方向及难度，希望本文内容能对机器人控制技术的研究带来帮助。 机器人技术一直是国内外科学家重点研究的课题，尤其是美国、日本等发达国家更是机器人研究能力较强的国家，他们对机器人的研究工作有近60年了，而且实现了编程机器人向智能化机器人的发展。他们经过多年研究总结，把机器人控制技术分为三大部分，分别是力矩技术、位置技术和智能技术，其中，力矩技术和位置技术是基础，智能技术是研究的发展方向，所以说，前者是基础技术，后者是重点技术，两者都要快速地向前发展。 1.机器人基础控制技术的重要性及所面临的技术难题 力矩技术和位置技术是机器人控制技术的基础，智能化技术是在这两种技术的基础上进行发展的，所以说，我们要想实现机器人智能化发展，就要先认识到力矩技术和位置技术的作用，了解到两种基础控制技术的重要性。 以前，在机器人基础控制技术中的研究重点是速度、位置和受力等要素，而随着科学技术的发展，控制技术又需要研究各种实用的系统技术，从而保证机器人基础控制技术更加完善。可以这样说，在当今时代，机器人基础控制技术已经达到了一定的水平，这给机器人控制技术的发展打下了坚实的基础，但是，对于作为基础技术中的力矩技术和位置技术来说，要想实现突破，却要依赖智能化技术的发展，因此，位置技术、力矩技术、智能技术三者是紧密联系和相互制约的，位置技术和力矩技术为机器人控制技术智能化发展打下了基础，智能化技术又为机器人基础控制技术的突破带来了机会。下面，我介绍一下机器人控制基础技术所面临的难题。 第一，机器人基础技术研发中存在技术难题。机器人系统设置和实际运动出现不一致问题，这个问题一直难以解决，这对位置技术和力矩技术来说是一个大的挑战。第二，数据模型不能解决机器人运动中的复杂问题。机器人在实际运行中遇到复杂问题时，数据模型就出现工作不正常现象，还有一些难以预见的问题，更是机器人控制基础技术难以解决的。第三，机器人基础控制技术系统不够完善。由于机器人基础控制技术都是建立在数字模型基础上的，该数字模型只是简单的力矩控制系统，根本不能完成复杂的指令，因此，机器人为了提高系统的性能，就需要增加设备来实现，这对基础控制系统来说难度很大。第四，机器人基础控制技术不能解决不确定对象的有关问题。机器人运行中会遇见很多不确定因素，由于这些不确定因素没有建立数字模型，因此，这些问题就难以靠基础控制技术来解决。所以说，机器人性能要想得到提高，光靠基础控制技术是难以实现的，
智能控制技术在工业机器人控制领域中的应用 摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，智能控制技术也有了很大进展。工业机器人作为当前工业生产中最为重要的组成部分，必须要充分借助当前 最为先进的智能控制技术，不断提升工业机器人的控制效果，以更好地推动工业 机器人行业的发展。文章立足于工业机器人，对智能控制技术在其控制领域中的 具体应用进行了详细的研究和分析。 关键词：智能控制技术；工业机器人；控制；应用 引言 工业机器人的出现转变了传统工业制造的局限性，其具有高效、安全、自动 化等多方面优势，工业机器人在智能制造中的应用为制造业发展开辟了又一崭新 方向。相比于发达国家我国在工业机器人方面的研究和技术水平还有很大差距， 国家方面还需要在这方面加强人才培养与工艺机器人自主研发的投入，这样才能 为智能制造发展创造更好的条件。 1我国工业机器人技术的发展现状 全世界第一代工业机器人现世与二十世纪五十年代，这是最简单的机器人， 这种机器人需要人工事先将程序输入完成，而后机器人就依照系统程序的指示来 完成规定动作，这类机器人只能够帮助人类完成一些简单的机械化操作。此后， 人们对机器人的认知不断提升，科技也越发发达，第二代工业机器人也很快面世，较之第一代，第二代明显要更加全面和灵活，第二代工业机器人可以在人们离线 的状态下进行和精准的完成设定好的动作，使得人们对工业机器人的使用更加便利。与此同时，人工智能手机的不断发展，使得人们不在满足于工业机器人的简 单操作，他们仿造智能手机将智能传感器安装于工业机器人上，实现了工业机器 人的智能化。这大大的提高了工业上的制造效率，满足了人们的需求，之前，日 本的工业机器人处于世界工业机器人发展的最前端，与之相比，中国的工业机器 人引入较晚，发展空间还很大，所以中国对于工业机器人这一方向上还应更加深 入研究。如今，随着中国对工业机器人的不断深入研究和创新，中国的工业机器 人技术也越发娴熟，与其他发达国家的差距也越来越小。发展至今，中国的工业 机器人主要应用在电器和汽车领域，这也使得中国的这两个领域的发展更加迅速。 2工业机器人控制系统中常见的智能控制技术分析 （1）模糊控制技术。在工业机器人控制系统中，模糊控制技术是其中最为常见的控制技术，其核心主要为数据转换，即：输入量模糊化模块。在具体设计过 程中，主要是将其与数据信息存储中心、数据信息识别系统、信息输出系统四个 部分进行组合应用，进而实现机器人智能控制。这一控制过程又称之为模糊控制，其原理为：通过该系统将输入数据、输入量模糊化模块进行转换，并以模糊量的 形式进行传输，将其传输至模糊推理机，接着再由模糊推理机，对数据进行识别 输入，使其传输至对比知识库中存储数据中，进而最终传输到输出量清晰化的模 块中，并对其进行转换，使其成为可执行的命令，以完成机器人的职能控制。（2）专家控制技术。专家控制技术也是机器人智能控制技术中最为重要的一种。专家控制技术是专家系统技术与传统控制技术的有效组合，也是专家控制技术的 升级。就专家控制技术来说，是建立在专家系统知识、规则基础上而实现的，对 机器人控制系统程度的最优化进行了实现，并在机器人的领域中得到了广泛的应用。具体来说，专家控制技术主要包括两个方面，即：专家系统、数值算法。同时，这两个部分还可以进一步进行细化，专家系统可细化成为推理机、知识库等
? 197 ? ELECTRONICS WORLD?技术交流 移动机器人控制系统设计 广东工业大学 侯晓磊 随着移动机器人在人们社会生活中的地位不断提高，设计一种 可靠、稳定的机器人控制系统越发的变得重要起来，以NI公司的MyRIO控制器以其安全可靠、编程开发简单而脱颖而出。本文基于上述控制器、L298N电机驱动芯片Labview设计一种移动机器人控制软硬件系统系统，经验证，该系统运行稳定、可靠、高效。 1.前言 新一轮科技革命引发新一轮产业革命。“互联网+制造”构建工业4.0，智能制造成为我国由制造大国向制造强国转变的关键一步，移动机器人作为智能制造中的一个组成部分，作用越发的变得举足轻重。本文给出一种以MyRIO+L298N+Labivew的移动机器人控制系统。 2.IN MyRIO控制器 NI myRIO是NI最新设计的嵌入式系统设计平台。NI myRIO中内含双核ARM Cortex-A9，实时性高，并且还可以便捷定制FPGA I/ O，给开发设计人员提供更好的设计复杂系统的平台。 NI myRIO作为可重配置控制器具有以下重要特点： 易于上手使用：引导性安装和启动界面可使开发人员更快地熟悉操作，协助开发人员快速了解工程概念，完成设计任务。编程设计简单，利用实时应用、内置WiFi等功能，开发人员可以实现远程部署应用，“无线”操控。 板载资源众多：有丰富的数字I/O接口，提供SPI串行外设接口、PWM脉宽调制输出端口、正交编码器输入端口、UART异步收发器端口和I2C总线接口、多个单端模拟输入、差分模拟输入和带参考的模拟输入等可供选择的资源。 另外，NI MyRIO还提供可靠性能较好的控制器保护电路，防止由于意外操作造成控制器不可恢复性损坏，总之，NI MyRIO为开发人员提供了一个编程简易，设计电路方便，不用刻意担心意外操作而影响控制器使用的平台。 3.L298N电机控制芯片 L298N是一种用来驱动电机的集成电路，可以较稳定的输出平稳电流和较强的功率。工作均电流为2A，最高可达4A，最高输出电压为50V，能够带动带有感性元件的负载。控制器可以直接通过输入输出口与电机驱动芯片联接，从而方便控制驱动芯片的输出。如将芯片驱动直流电机时，可以直接与步进电机相联接，通过调节控制器输出实现步进电机的的正反转功能当控制直流电机时，可以通过调节控制芯片的电压信号的极性，PWM波的占空比，从而实现直流电机转速和转向的调节。4.系统硬件部分设计 系统采用MyRIO整体框架，外围增设电机驱动电路、避障驱动电路、里程计电路、液晶显示电路、陀螺仪电路。通过MyRIO主控制发送控制信号驱动移动机器人运动，实时通过外围传感器获取位置信息反馈给主控制 器，然后控制器通过闭环系统调节当前位置以保证对目标位置的追踪。 图1 5.系统软件部分设计 系统软件部分采用经典控制理论的闭环控制系统，将电机、主控制器和外设传感器构成闭环系统，通过调节闭环统的参数，来使 移动机器人以较小偏差追踪按照预定轨迹。 图2 6.结束语 本文介绍了基于NI MyRIO控制器设计移动机器人控制系统，通过仿真和实物测试，能较好的完成对任务的追踪踪。 参考：From Student to Engineer:Preparing Future Innova-tors With the NI LabVIEW RIO Architecture https://www.doczj.com/doc/a7103949.html,.2014-04-01；王曙光,袁立行,赵勇.机器人原理与设计.人民邮电出版社,2013 。
慧鱼机器人的研究及其发展 文献综述 机械基础教学是机械工程教育的重要内容, 在人才培养中占有基础性和广泛性的重要地位。创新能力的培养是机械类人才培养的重要环节。介绍了机械基础创新性实验平台建设的主要内容、机械基础创新性实验教学内容与体系的改革, 以及创新性实验项目的实施与管理办法。机器人课程的教学与实验中存在的不足，以慧鱼模型为教具，探讨了慧鱼模型在机器人课程实验中的应用方案与实践过程，阐述了进行机器人实验改革的一些收获。慧鱼模型在机器人实验教学中的应用，对培养学生创新思维和动手能力提供了一个良好的载体，为大学生的创新教育提供了一条新的途径。 一、机械创新实验中慧鱼机器人的发展 1、创新性实验平台建设指导思想及内容 先进的教学理念、合理配套的教学体系、高水平的师资队伍是创新性实验平台建设的必要条件。我校实验教学体系建立的指导思想是/ 激发兴趣, 夯实基础,加强综合, 引导创新, 自我发展0[ 2 ] 。在/ 以学生为本、以能力培养为核心, 树立融知识、能力、素质协调发展0的教育教学理念指导下, 机械基础实验教学中心以国家一级重点学科) ) ) 机械工程为依托, 以承担的一批国家级、省部级教育教学改革项目的研究成果为支撑, 确立了不断深化实验教学改革、培养学生工程素养和创新实践能力、全方位推进素质教育的指导思想,改革机械基础实验教学体系、教学内容和课程体系。实验教学中心构建了多层次、模块化的/ 1+ 30的机械基础实验教学体系, 即1个集成化的感知实验群加上基本型、综合设计型及研究创新型3个层次的实验群,实现项目菜单化、内容层次化、实验自主化和管理信息化。 数字化设计与制造创新子平台由虚拟设计与制造实验室、逆向工程实验室等组成, 依托自主研制开发的/ 基于W eb和VR的产品异地协同设计与虚拟装配系统0以及COMET400 非接触式三维光栅扫描仪、图形工作站等硬件设备, 开设了多个不同层次的实验项目,从基础层的感知实验、提高层的个性化开放实验和研究创新性实验、毕业设计到研究生阶段的进一步深入研究, 实现了贯通式训练, 培养学生严谨勤奋的学风、主动获取知识的能力、对学术研究的兴趣以及关注学术前沿的品格。创新实验项目包括基于Web 的产品虚拟定制设计、利用虚拟现实立体显示技术的产品动态仿真、滑动轴承三维压力分布的实时交互式动态可视化、语音识别技术在虚拟设计中的应用等。