以机器人为载体的机电综合创新平台构建与实践

机电综合实训虚拟仿真教学平台建设实践随着科技的不断发展和应用，虚拟仿真教学平台在各个领域得到了广泛的应用。

在机电综合实训领域，虚拟仿真教学平台也是一种非常有效的教学工具。

本文将介绍机电综合实训虚拟仿真教学平台建设实践。

机电综合实训是指通过使用机电设备和工具进行实际操作和训练的一种教学方法。

传统的机电综合实训通常需要大量的设备和场地，并且还存在一些安全隐患。

而虚拟仿真教学平台则能够通过计算机和虚拟现实技术，模拟出真实的机电设备和操作环境，使学生能够在虚拟环境中进行实际操作和训练，从而达到教学的目的。

在机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设过程中，首先需要进行设备和环境的建模。

通过3D建模软件，可以将真实的机电设备和实验环境进行建模，包括设备的外观、内部结构和操作步骤。

还需要根据实际操作过程，设置合适的物理特性和参数，以使虚拟设备的运行和反应与真实设备尽可能一致。

建立好机电设备和环境的模型后，接下来需要进行虚拟仿真教学场景的设计。

根据教学目标和学生的实际需求，设计合适的实训场景和任务。

在电路实训中，可以设计不同电路的搭建和调试任务；在机械加工实训中，可以设计不同工件的加工工艺和操作步骤。

还可以设置不同的难度级别和评价标准，以满足不同学生的学习需求。

在虚拟仿真教学平台建设完成后，需要进行实验验证和评估。

通过邀请专业教师和学生进行实验验证，可以检验虚拟仿真教学平台的可行性和有效性。

还可以根据学生的反馈和实际表现，对虚拟仿真教学平台进行评估和改进，以提高教学效果。

机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设实践可以提供更加便捷和安全的教学环境，能够帮助学生更好地掌握实际操作技能，并提高解决实际问题的能力。

虚拟仿真教学平台还可以提供更多的自主学习机会，学生可以根据自己的兴趣和需求，自主选择实训内容和学习进度。

机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设实践是一项非常有意义的工作。

通过建立机电设备和环境模型，设计合适的实训场景和任务，进行实验验证和评估，可以提高机电综合实训的教学效果，促进学生的实际操作能力和创新能力的培养。

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。

机电综合实训虚拟仿真教学平台建设实践近年来，随着虚拟仿真技术的不断发展，机电综合实训虚拟仿真教学平台逐渐成为了机电类专业教学中的重要工具。

该平台可以通过虚拟仿真技术模拟真实的机电设备和操作环境，将实际操作与理论知识相结合，为学生提供更加真实、实用的学习体验。

基于此背景，本文将结合我校机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设实践，探讨如何有效地建设和利用这样一种虚拟仿真平台。

机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设需要充分考虑教学目标和学生需求。

教师团队应对教学目标进行详细分析，明确学生需要掌握的知识和技能。

然后，结合实际情况，确定虚拟仿真教学平台的功能模块和教学内容。

可以包括机械结构设计与分析、电气控制与配电、自动化控制与编程等模块，针对不同层次和专业方向的学生设置不同的教学内容和难度。

虚拟仿真教学平台的建设需要充分利用现有的技术和资源。

可以利用三维建模软件进行机械结构的建模与设计，利用电路仿真软件进行电气控制与配电的模拟，利用PLC编程软件进行自动化控制的编程等。

可以利用云计算和大数据技术，将平台与实验室设备、教学资源等进行集成，实现资源共享和教学数据的收集与分析，为教学过程提供更多的支持和辅助。

机电综合实训虚拟仿真教学平台的有效利用是关键。

教师可以通过虚拟仿真技术展示实际操作过程，帮助学生理解和掌握操作要点。

学生可以通过虚拟仿真平台进行自主学习和实践，提高自主学习能力和实际操作能力。

在教学过程中，教师还可以通过平台对学生的学习过程和结果进行监控和评估，及时发现和帮助学生解决问题。

机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设实践需要教师团队的共同努力和合理安排。

通过充分考虑教学目标和学生需求，利用现有的技术和资源，有效利用虚拟仿真平台，可以提高机电类专业教学的效果，培养学生的实践能力和创新精神，为他们的职业发展打下坚实的基础。

希望今后能继续深化机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设，推广应用，为机电类专业的教学提供更好的支持和服务。

《机器人创新性教学平台实践与探索报告:探索创新工作实践》摘要：创新性教学平台是将知识、素质、能力和创新融为一体的综合性教学平台，是大学生工程教育中的最高层次的教学平台，组建机器人创新性教学平台对于培养学生创新动手实践能力，对专业知识的巩固和融会贯通、提升院校办学质量、提高学生就业率等方面具有重要意义，机器人作为一个新兴的领域，具备多种新技术，而且具备趣味性，通过创新性的教学平台能充分引导学生创新动手的实践能力一、引言创新性教学平台是将知识、素质、能力和创新融为一体的综合性教学平台，是大学生工程教育中的最高层次的教学平台。

从全国高校工程培训中心创新实践发展可知，创新意识和创新能力的培养获得了一定的重视，创新实践活动已经在不同层次、不同类型的学校以不同覆盖面进行。

从部分重点院校的创新性实践平台可以看出，目前创新平台多以机器人为主，这是因为机器人是一部精密机械组合体，是一个典型的机电一体化系统，它融合了造型、机械、电子、传感器、计算机软件硬件和人工智能等众多先进技术，是目前世界各国高校和研究所进行教学研究和工程训练理想的实验平台。

[1]机器人涉及到机、电、控制、传感技术、计算机技术等多方面知识，可使学生得到跨学科综合能力的培养，使学生在实施项目的过程中建构广域的工科知识基地，对材料、机械、电子、计算机硬件、软件科学、可编程控制和机电一体化流程有全面认识。

我校作为地方性综合院校，与重点高校相比，在各种科技创新活动中，机器人类创新项目的参与程度比较低，有关机器人创新实践教学还只是处于起步阶段，因此探索如何利用机器人模型提高大学生的创新能力是目前迫切需要解决的问题。

二、组建机器人创新性教学平台的意义和目的机器人研究是进行创新思维训练、创新技能训练、工程实践训练最理想的平台。

组建机器人创新性教学平台对于培养学生创新动手实践能力，对专业知识的巩固和融会贯通、提升院校办学质量、提高学生就业率等方面具有重要意义。

（一）培养创新动手实践能力，对专业的巩固和融会贯通。

机电类专业创新实践平台建设及创新实践课程设计作者：闫娟杨慧斌来源：《求知导刊》2017年第30期一、引言市场调研发现，现在的大学毕业生和用人单位都存在无法适应的过程，由此可见，在注重学生理论学习的同时，应加强实践环节，做到理实一体化，培养学生的实践能力和创新意识。

机电类专业（如机械工程、电气工程、车辆工程等）是上海工程技术大学校的传统专业，始终注重学生实践能力培养。

本文以上海工程技术大学机械工程学院开设的分布式控制创新实验为例，对机电类专业创新实践平台建设及创新实践课程设计进行探讨。

二、机电类专业实践教学的特点机电类专业创新实践平台建设要紧密围绕本类专业实践教学的特点来进行，本类专业实践教学主要有以下几个特点。

1.与生产实际结合紧密，需要一定的工程背景机电类专业实践教学环节需要学生接触各类实验设备，而不单单是计算机，而这些实验设备往往采用实际工程中所使用到的元器件。

如果不对这些元件的功能和使用方法有所了解则难以进行实验的带教，因此这就要求教师具有一定的工程背景。

2.机械、电气、控制多学科交叉，综合性较强多学科交叉是机电类专业的又一个显著特点，现代装备大多是机电一体化系统。

从机电类专业课程设置也可以看出，除了机械类课程之外，还会包含部分电气及控制类课程。

对于机电类专业实践教学来说，应该围绕培养机电类复合型人才的培养目标来进行实践教学活动。

因此，在实践平台建设以及实践类课程设置方面，都应充分考虑到这一点。

三、机电类专业创新实践平台设计针对机电类专业实践教学的特点，以分布式控制创新实验建设为例，介绍机电类专业创新实践平台的设计。

1.平台设计应与实际相结合，并与时俱进分布式控制创新实验是一门综合性的创新实验，因此实验中应涵盖机电类学科控制部分的教学内容，并结合实际工程问题。

本实验的内容由机电一体化分拣系统控制实验、立体车库控制实验及液压伺服系统控制实验三部分内容组成，其中每个实验内容都从一个实际工业实例得出。

机电综合实训虚拟仿真教学平台建设实践1. 引言1.1 背景介绍机电综合实训在技术学科中占有重要地位，其实训实践环节对于学生的专业能力培养至关重要。

传统的实训模式存在一些问题，比如设备昂贵、资源有限、时间不够等，导致实训效果不佳。

为了解决这一问题，利用虚拟仿真技术开发机电综合实训虚拟仿真教学平台已成为一种新的趋势。

这种基于计算机技术的虚拟仿真平台可以模拟真实的机电系统运行情况，为学生提供更加丰富多样的实训环境。

建设这样一种平台对于提高学生的实践能力、促进实训教学改革具有十分重要的意义。

通过对机电综合实训虚拟仿真教学平台的建设实践进行研究，可以为实验教学的现代化和信息化探索新的路径和方法，推动我国高等教育的发展。

1.2 研究意义机电综合实训虚拟仿真教学平台建设是当前教育领域的热点之一，具有重要的研究意义。

通过建设这样的平台，可以提高机电类专业学生的实践能力和创新能力，使其更好地适应未来工作的需求。

虚拟仿真技术的应用能够有效地降低实训成本、减少安全风险，提高教学效率。

随着信息技术的不断发展，虚拟仿真技术在教育领域的应用已经成为一个趋势，建设机电综合实训虚拟仿真教学平台有利于推动教育教学模式的创新，提高教学质量。

研究机电综合实训虚拟仿真教学平台建设的意义在于促进教育信息化的发展，提升教育教学水平，培养符合社会需求的优秀人才。

2. 正文2.1 机电综合实训虚拟仿真教学平台概述机电综合实训虚拟仿真教学平台是一种利用虚拟仿真技术来模拟各种机电设备运行、故障排除等实际操作过程的教学平台。

通过该平台，学生可以在虚拟环境中进行实验操作，提升实践能力和问题解决能力。

该平台通常包括虚拟实验室、虚拟教学环境和教学管理系统等模块。

虚拟实验室可以模拟各种实际设备的运行情况，学生可以在其中进行各种实验操作，如装配调试、参数设置等。

虚拟教学环境提供了教学资源、实时指导等功能，帮助学生更好地理解和掌握知识。

教学管理系统则可以对学生学习情况进行监控和评估，为教师提供数据支持。

机电系统创新与实践实验报告班级：01311001学号：1120100151姓名：刘峰慧鱼探索者机器人一、实验目的（1）认识了解“慧鱼”探索者机器人的工作原理；（2）了解ROBOPRO软件及编程；（3）了解慧鱼创意模型是如何控制和协调机构运动的，并熟悉慧鱼创意模型的组装。

二、设计内容随着现代社会的发展，人们的作业环境愈加复杂化，为了完成某类特殊任务，人们不得不进入危险环境。

然而人的生命健康是无价的，面临这样的问题人类不断探索智能化机器人以代替人的活动，从而降低人的劳动强度，避免危险环境的侵害。

例如在具有高强度辐射环境或高温度环境下作业或搜寻特殊珍贵物品，在具有不明爆炸物危险时，在地震导致土层疏松及地表面凹凸不平、出现较大沟壑等情况下开展救援或搜寻工作等，这些活动对操作人员存在巨大的生命威胁。

设计要求机器人可以代替人完成危险任务。

三、实验器材（1）机器人“探索者”创意模型组合包；（2）“慧鱼”专用电源；（3）个人计算机；（4）“慧鱼”专用智能接口板；（5）ROBOPRO软件。

四、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。

找齐所组装的机器人“探索者”所需的器件，并准备好螺丝刀等工具。

五、实验内容1、参照“慧鱼”创意模型使用手册对机器人“探索者”进行组装。

2、编写控制程序，实现机器人“探索者”的前进、转弯、避障控制。

3、将程序导入，接通电源对机器人进行运动测试。

4、针对测试时出现的问题进行相应的修正。

5、整理实验台，将个零件进行分类放置。

探索者完成图六、实验总结和体会这次实验意义比较大，通过对探索者机器人的组装和测试，了解到其前进和转弯的运动方式，同时很好的锻炼了我们的动手和合作能力。

慧鱼单臂电焊机器人一、实验目的（1）认识了解“慧鱼”单臂电焊机器人的工作原理；（2）了解ROBOPRO软件及编程，并对单臂电焊机器人行为进行编程控制；（3）了解慧鱼创意模型是如何控制和协调机构运动的，并熟悉慧鱼创意模型的组装。

构建以“机器人”为载体的机电工程实践平台培养大学生协同创新研究能力骆德渊，秦东兴，黄洪钟（电子科技大学机械电子工程学院，四川成都　６１１７３１）摘　要：机器人技术涉及机械、电子、软件及控制等多个学科，是培养大学生协同创新研究能力的理想平台。

通过整合校内外各种优质机电实验教学资源，搭建起以机器人为载体的协同创新人才培养平台、构建以机器人为载体的协同创新人才培养体系、探索协同创新人才培养新模式，为建设创新型国家提供协同创新人力资源支持。

关键词：机电工程实验教学；协同创新；创新型国家；机器人技术中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００２－４９５６（２０１３）０７－０２０１－０３Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｐｌａｔｆｏｒｍｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｒｏｂｏｔ　ｔｏ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓＬｕｏ　Ｄｅｙｕａｎ，Ｑｉｎ　Ｄｏｎｇｘｉｎｇ，Ｈｕａｎｇ　Ｈｏｎｇｚｈｏｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１１７３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｃｏｎｔｒｏｌ，ｅｔｃ．ｉｓ　ｉｎｖｏｌｖｅｄ　ｉｎ　ｒｏｂｏｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｔｏ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ　ａｌｌ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｔｈｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｔｏｃｕｌｔｕｒｅ　ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｒｏｂｏｔ　ｉｓ　ｂｕｉｌｔ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆｓｙｓｔｅｍ　ｔｏ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｒｏｂｏｔ　ｉｓ　ｒｅａｌｉｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅｎｅｗ　ｍｏｄｅ　ｔｏ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｌｌｅｇｅ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｉｓ　ｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｔｈｅ　ｔａｒｇｅｔ　ｏｆ　ａｌｌ　ｏｆｔｈｅｓｅ　ｉｓ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｈｕｍａｎ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｏｆ　ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ　ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｔｅａｃｈｉｎｇ；ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ；ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ　ｃｏｕｎｔｒｙ；ｒｏｂｏｔｉｃ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ收稿日期：２０１２－１２－２０　修改日期：２０１３－０３－２６基金项目：电子科技大学重点教改项目的资助（２０１０ＸＪＹＺＤ００９）作者简介：骆德渊（１９７０—），男，四川成都，工学博士，副教授，电子科技大学机械电子工程学院副院长，主要从事智能机器人研究与工程训练中心管理工作．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｕｏｄｅｙｕａｎ＠１６３．ｃｏｍ 胡锦涛同志在庆祝清华大学建校１００周年大会上，从建设创新型国家的战略高度提出了“协同创新”的重要思想，强调“政、产、学、研、用”各主体要围绕国家需求，瞄准世界一流，整合资源，创新体制机制，开展协同创新，推进创新型国家建设。