1、機器人創(chuàng)新實訓室建設方案建設機器人創(chuàng)新實訓室的現實意義隨著社會對人才需求的發(fā)展，我們的教學方式也希望能提供比較多的系統(tǒng)的工程應用訓練和工程創(chuàng)新訓練，同時渴望探索尋求新的教學方法，開發(fā)新的課程體系，以培養(yǎng)高素質，強實踐能力，受企業(yè)歡迎的畢業(yè)生。在探索新的教學方法，課程體系的時候，我們考慮尋找一個能進行綜合系統(tǒng)的創(chuàng)新實踐的平臺。機器人是非常典型的機電一體化系統(tǒng)，它融合了機械、電子、傳感器、計算機軟硬件、控制、人工智能和造型技術等眾多的先進技術，是高等學校開展工程訓練、教學實驗、課外創(chuàng)新活動和科研最為理想的平臺。機器人創(chuàng)新實訓室的建設可以為學生和教師提供一個綜合的創(chuàng)新教育平臺和教學研究平臺，引導學生

2、進行單片機和微控制器、數字電子和模擬電子、數字邏輯、檢測技術與傳感器、工業(yè)控制、機器人學等課程的學習和實踐，并通過采用系統(tǒng)的方法對實驗教學內容、方法和手段進行創(chuàng)新，使學生既能了解基本原理，又能了解實際的測控方法和對象，理論聯系實際，科學主導工程；提高學生的創(chuàng)新能力和動手能力，提升整個專業(yè)的教學水平，廣泛性的激發(fā)學習者的興趣和激情。同時為學校參加中國大學機器人電視大賽和中國機器人大賽等提供硬件和軟件支持，使學生能夠廣泛適用于機電一體化、電氣工程、自動化工程等方向的就業(yè)需求，同時滿足高校專業(yè)教學實驗和科學研究的要求。因此，采用機器人作為機電、自動化、計算機、檢測與控制技術的教學實驗平臺是各相關工程

3、專業(yè)的最佳選擇，這就是我們建設專業(yè)機器人創(chuàng)新實訓室的目的和動因。實訓室建設總體目的為機電工程、自動化工程、信息工程、電氣工程和系統(tǒng)工程等主要工程專業(yè)的學生提供一個以機器人為實驗對象的創(chuàng)新基地，課程教學內容、方法和手段全面引進先進教學實驗模式，使學生能在“做中學、學中做”，提高學生的創(chuàng)新能力和動手能力，提升整個教學實驗水平，并不斷的擴展和延伸，使之能夠廣泛適用于各個專業(yè)教學實踐和創(chuàng)新要求?？偟膩碚f，機器人創(chuàng)新實訓基地的建設是為了達到如下目的：達到教育部提出的“高等教育要重視培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神”的創(chuàng)新教育的要求。與一流大學辦學模式接軌，從單純傳授知識向培養(yǎng)學生發(fā)現問題的能力、獲

4、取知識的能力、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)的能力轉變。與國際先進教學方法接軌，提倡參與式教學、體驗式學習，將轉變?yōu)榕囵B(yǎng)學生工程實踐和創(chuàng)新能力的重要實驗室。改革傳統(tǒng)的以驗證性實驗為主的實驗教學模式，向綜合性實驗、設計性實驗和研究性實驗轉變。與機器人技術發(fā)展趨勢相結合，用機器人取代傳統(tǒng)的電子、電路等分立式實驗儀器，增強實驗的開放程度和系統(tǒng)性，為學生提供一個可以發(fā)揮自己想象力、創(chuàng)造力和展現才能的空間。為學校參加中國機器人大賽等提供配套得硬件和軟件支持，激勵學生投身工程科技的熱情和提高學校的知名度3 機器人實訓室建設思路結合我專業(yè)目前的教學特點和現狀，可以分兩大部分來進行機器人創(chuàng)新實訓室建設：創(chuàng)新教育實訓：面向全體學生

5、面向體初入門學生，以各種教育機器人為對象的基礎創(chuàng)新教育實訓，在認識和學習機器人結構原理的過程中結合教師講授形成系統(tǒng)化的認識，將所學到的電路、信號、檢測、控制、軟件與系統(tǒng)等課程的內容融會貫通，理論聯系實踐，建立系統(tǒng)的概念，理解學習相關理論知識，讓理論知識與實際工程實體緊密結合；面向基礎良好有興趣的低年級學生和中高年級學生，建立 專業(yè)創(chuàng)新教育實訓，重點培養(yǎng)學生的專業(yè)動手、分析能力。通過多種中高級教育機器人的制作學習，訓練工程技術的應用的能力；并通過機器人的創(chuàng)新制作課，培養(yǎng)和訓練學生的工程項目能力，及創(chuàng)新思維?？蒲芯C合應用：2.主要面向高年級學生和碩士研究生，以及教師和學生研究課題工作，建立 科研綜

6、合應用實訓室，主要以智能自主機器人、自平衡機器人等為教學、 研究對象，結合以學科方向特點，完成具有深層開發(fā)性質的研究課題，并為教師和學生提供良好的軟硬件平臺，為參加全國機器人大賽奠定基石，激勵學生投身工程科技的熱情，提高學校的知名度。在這兩個層次的基礎上，加以相關的課程設計的定向實訓課程，配套相應的教材和技術服務，真正結合我們的教學工作，最大限度的發(fā)揮實訓室的作用。配套課程體系介紹：基礎機器人制作與編程、 C51 機器人制作與C 語言編程 、 機器人創(chuàng)意與制作、 智能移動機器人的制作與編程。這套課程體系由淺及深、循序漸進、相輔相承。理論知識穿插在以機器人為平臺的工程實踐之中，從實踐工程中學習理

7、論知識，應用理論知識，從創(chuàng)新實踐中培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。平臺功能配套課程 資源教學實踐目的能力培養(yǎng)目標備注認知訓練基礎機器 人制作與 編程通過組裝、調試、初 級編程實訓等讓學生 了解對典型的嵌入式 系統(tǒng)及常用傳感器有 完整、初步的認識知其然，建立系統(tǒng) 的工程意識面向全體學生，BS2 控 制 器 ， BASIC 編程環(huán)境核心專業(yè)基礎課 /專 業(yè) 課 學習平臺C51 機器人制作與 C 語言編程將課程教學、實踐置 于機器人系統(tǒng)對象中 進行，提高學習興趣 和效果知其所以然，掌握 核心環(huán)節(jié)的工作機 理面向全體學生，C51 單片機、C 語言編程環(huán)境創(chuàng)新制作平臺機器人創(chuàng) 意與制作通過幾十種機器人應 用案例的制作與

8、編程 實踐，充分理解傳感 器的應用技巧和系統(tǒng) 編程技巧構建應用系統(tǒng)，培 養(yǎng)綜合應用編程及 創(chuàng)新能力面向中高年級學生和部分基礎好的學生，可用于課外創(chuàng)新、畢業(yè)設計和創(chuàng)新比賽課題；控制器 PIC/C51/A VR 可選拓展研究智能移動 機器人的 制作與編 程等實驗 教材等以 RoboCup 足球比賽為應用項目，研究智能控制、多傳感器融合等課題構建復雜系統(tǒng)，培 養(yǎng)綜合應用與創(chuàng)新 能力主要面向高年級學生和部分有基礎的學生，以及教師和學生研究課題，VC，二層智能控制結構4 機器人實訓室構建方案創(chuàng)新教育機器人實訓室基礎創(chuàng)新實訓室可滿足各年級學生對嵌入式微控制器、機械結構、數電和模電、數字邏輯、檢測技術與傳感

9、器、控制技術、軟件硬件系統(tǒng)基礎等基本工程概念的理解和學習。根據相關教材的指導,通過對各種教育機器人實驗對象的機械結構進行親自組裝、基本電子電路的搭建，信號檢測和分析調試，編寫控制軟件，控制機器人的各種行為，完成對教育機器人系統(tǒng)的各種演示、驗證和創(chuàng)新實驗，使學生了解基礎機器人系統(tǒng)的構造、控制原理、傳感器技術和軟件編程思路和方法，能夠將所學到的電路、信號、檢測、控制、軟件與系統(tǒng)等課程的內容融會貫通，理論聯系實踐，科學主導工程，建立機電系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的概念，領會機電、信息、控制與系統(tǒng)的內涵，激發(fā)學生對工程科學與技術的熱情，提高創(chuàng)新能力。有了基本的認知學習后,可要求學生綜合系統(tǒng)的運用已有的機電、自動

10、化方面的專業(yè)課程知識，以高級教育機器人為平臺進行相關的的機械結構組成、測控電路、信號分析處理、基礎運動控制等實訓鍛煉，使學生在擬定的任務下自主開展相關內容的學習及資料收集等工作，為今后參與工程項目進行“預熱”。相關設計選題可以由老師結合專業(yè)方向進行安排。創(chuàng)新教育機器人創(chuàng)新實訓產品配置平臺硬件：各種基礎創(chuàng)新教育機器人套件：寶貝機器人(BS2/C51/AVR) 、步行機器人爬行轉換套件，坦克履帶轉換套件高級創(chuàng)新教育機器人套件:六自由度機械手機械電子套件；兩自由度四/六腳鐵甲蟲機器人、兩自由度四/六腳柱狀鐵甲蟲機器人、三自由度野外重載鐵甲圓形機器人、三自由度野外重載鐵甲六腳機器人、多達十多種的各類擴

11、展傳感器與模塊；平臺軟件：BASIC 編程平臺，易學易用，專門針對工程實踐教學的入門語言，國際現代工程實踐教育的主流平臺；C51 / C 語言 創(chuàng)新教育機器人系列功能及特點概述創(chuàng)新教育機器人系列專門為工程教學、實驗、實訓、課外科技創(chuàng)新實踐、綜合設計等而設計，有如下特點：采用開放式金屬結構設計，所有教育機器人均可由學生自由拆裝，進行制作與編程實訓；也可進行結構創(chuàng)新設計和實踐。提供系列化的中英文實訓教材和部分面向信息類課程的教材。實訓教材 非常淺顯易懂，適合自學；課程教材按照任務驅動的模式編排知識點?？刂破飨盗谢峁┐a級的開發(fā)接口，支持多種開發(fā)語言，便于教學、實踐與創(chuàng)新，可滿足多層次需求。所有

12、機器人現已支持PIC/BS 系列、 C51、 AVR等單片機；其中，PIC/BS 系列控制器采用BASIC 編程語言，其余的控制器可支持C 語言和匯編語言。這種產品規(guī)劃給學校的實驗室建設提供了巨大的便利和擴展空間，使該實驗室既可滿足低年級學生的綜合認知實訓，也可滿足多種技術基礎課如單片機、C 語言、 AVR 單片機、等的教學平臺，也可作為各年級學生的創(chuàng)新實踐載體，也可作為綜合設計如單片機、C 語言 等課程的課程設計和畢業(yè)設計的平臺。產品系列化，可滿足多層次需求。創(chuàng)新教育機器人有寶貝車機器人步行機器人、鐵甲蟲機器人、人形機器人等，寶貝車機器人還同時支持多種機械結構套件，鐵甲蟲機器人的足數、自由度

13、數量、結構類型有多種備選，一方面，可使學生對多種應用形態(tài)有了解，另一方面，形成不同的難度，可滿足不同基礎的學生、不同專業(yè)的學生選用。提供了靈活和豐富的傳感器及傳感器接口方式，使擴展應用非常豐富，也使用途變得豐富多彩。通過標準的傳感器接口可支持20 多種傳感器模塊，通過小面包板可搭建簡單的傳感電路。提供了面包板，為綜合實訓和擴展應用提供便捷的平臺。既可作為電子電路的基礎實訓，也可作為傳感電路的實訓平臺。2）部分產品圖片展示相撲機器人步行機器人野外載重圓形鐵甲蟲四腳柱狀鐵甲蟲六腳柱狀鐵甲蟲機器人人形機器人1） 教育機器人傳感器系列（部分）顏色傳感器指南針模塊熱電偶套件傳感器安裝云臺嵌入式藍牙通信模

14、塊4.1.2 教學實驗內容通過基礎教學，學生逐步認識機器人機電、測控綜合系統(tǒng)的構成、原理與實現方法,其基本教學內容和學時參考：配套教材：基礎機器人的制作與編程，電子工業(yè)出版社出版擴展配置：輔以系列傳感器模塊、爬蟲或坦克履帶機械對象適用對象：適于所有工程和非工程專業(yè)本科學生入門認知實踐。教學模式：按照“實踐歸納推理再實踐”的模式，在實驗室講課，完全打破“講課實驗”的傳統(tǒng)模式，將講課、實驗與實訓合三為一，其結果是：老師“在講 TOC o 1-5 h z 中做，在做中講”，學生“在學中做，在做中學”。配套教材簡介： 基礎機器人制作與編程課程內容：課程名稱 ：基礎機器人制作與編程；編 譯 者 ：深圳德

15、普施科技有限公司秦志強博士深圳職業(yè)技術學院偉博士王文斌博士出 版 社 ：電子工業(yè)出版社課程目錄和內容：序 號單元主要內容項目任務建議 學時1基礎機器人概論與課 程總綱本課程的大綱及教學方法各章教學任務的概要獲取BS2控制器的編程軟件安裝BS2控制器編程軟件下載和安裝機器人大腦的編程 環(huán)境軟件22機器人大腦及編程軟 件的安裝與使用單片機控制模塊的簡要介紹單片機控制模塊的應用BS2控制模塊作為基礎機器人大 腦的優(yōu)勢及其基本組成BS2控制模塊的使用介BS2應用軟件的組成和編程環(huán)境 的使用搭建BS2 控制器的硬件編程環(huán)境，編寫第一個機器人程序，理解第一個機器人程序，使用編程環(huán)境獲取軟件編程指令介紹和例

16、程43機器人伺服電機的控 制與編程機器人伺服電機的基本原理機器人伺服電機的電氣連接方法伺服電機的調零方法伺服電機的速度控制方法連接機器人伺服電機到教學板，編寫調零程序對機器人伺服電機進行零點調整，編寫速度控制程序實現伺服電機的速度控制44機器人的組裝和測試機器人的組裝方法重新測試伺服電機的工程意義開始 / 復位指示電路的原理機器人的速度測試和標定方法組裝完整的基礎機器人，對組裝好的機器人重新進行電機測試，搭建開始/ 復位指示電路并對其進行編程使其工作，編程對機器人進行速度測試和標定45機器人巡航控制和編 程機器人運動精度的測試和調整 方法機器人勻變速運動的原理與實 現方法子程序的概念單片機內存

17、數據的使用機器人走直線比賽，通過比賽確定機器人的運動精度，編程實現機器人的勻變速運動，用子程序實現基本的運動動作，用內存實現復雜的機器人運動66機器人觸覺導航觸覺傳感器的原理觸覺的在線測試和現場測試方法基本觸覺導航的算法復雜情況下的觸覺導航策略觸覺傳感器的搭建和編程測試；基本觸覺導航算法的編程實現；觸覺導航機器人在復雜環(huán)境下的人工智能決策編程；觸覺導航機器人走迷宮競賽87機器人紅外線導航紅外傳感器原理和非接觸測量 概念和用途紅外傳感器的在線測試和現場 測試方法基本紅外導航的算法編程紅外傳感器檢測距離的測試方 法紅外傳感器作為邊沿檢測的方 法紅外傳感器電路搭建和編程測試； 基本紅外導航算法的編程

18、實現和實踐；紅外傳感器檢測距離的編程測量；紅外傳感機器人畫地為牢比賽。88機器人紅外距離探測 與編程紅外距離探測的原理紅外距離探測的編程方法紅外距離探測的用途簡單P控制器的概念和尾隨小車跟蹤算法紅外傳感器距離測量的編程實 現，機器人尾隨大賽；機器人跟 蹤條紋帶比賽89綜合性實踐項目1 多傳感器導航的概念和用途采用觸覺和紅外傳感器機器人 的搭建和復雜導航算法的編程 實現和走迷宮比賽610綜合實踐項目2 電子羅盤的原理和在機器人導 航中的應用采用電子羅盤優(yōu)化導航程序，使機器人能夠更快更好的完成任務4學 時 合 計： 54通過以上基礎教學部分，在掌握基本系統(tǒng)能力的基礎上，要求學生綜合運用已有的專業(yè)課

19、程知識，以教育機器人和多種擴展模塊為平臺進行相關的的機械結構組成、測控電路、信號分析處理、基礎運動控制等實訓鍛煉，使學生具備一定項目能力；深刻理解自動化，機電一體化.智能化系統(tǒng)?？蛇\用多種機器人平臺和擴展多種傳感器，通過自己設計實驗環(huán)境來實現不同的智能控制目標。通過多種功能機器人的創(chuàng)新制作案例，鞏固基礎理論知識，強化工程技術的應用，培養(yǎng)創(chuàng)新思維方式。也可作為老師課程設計畢業(yè)設計的參考。 創(chuàng)新制作案例QTI 循 跡機器 人線跟蹤使用QTI 傳感器檢測地面軌跡，并沿軌跡行走寶貝車QTI 傳感器套件顏色傳線跟蹤使用顏色傳感器檢測地面軌跡，并沿軌跡行寶貝車感器循 跡機器 人走顏色傳感器攝像頭 循跡機

20、器人線跟蹤使用攝像頭傳感器檢測地面軌跡，并沿軌跡 行走寶貝車CmuCam 攝像頭自動巡 航機器 人按照設定的的軌跡自動 巡航使用數字羅盤識別方向，使用數字編碼器套 件控制小車運行軌跡，實現按照預訂方向和 軌跡自動巡航寶貝車數字編碼器套件HM55B 數字羅盤地形機 器人避開地面上土包使用兩軸加速度傳感器測量重力加速度，避 免車體傾斜過大而翻車寶貝車雙軸加速度傳感器倒立自 平衡機 器人寶貝車機器人倒自平衡使用超聲波傳感器檢測寶貝車距地面距離， 控制電機來回運動，實現寶貝車自平衡寶貝車超聲波傳感器迷宮機 器人在立體迷宮中尋找出口使用1 個超聲波傳感器檢測距離，沿迷宮墻壁行走，走出迷宮寶貝車超聲波傳感

21、器超聲波云臺滅火機 器人在房間內搜索火焰，并 且吹滅使用光敏電阻傳感器和溫度探頭檢測火光， 然后使用滅火裝置進行滅火寶貝車光敏電阻溫度探頭滅火裝置（自制）射門機 器人尋找地面上的一定顏色 的球體，并且撞擊球體 進行射門使用攝像頭傳感器尋找球體，使用超聲波傳 感器檢測球體與機器人之間距離，靠近機器 人，使用射門裝置將球射向球門寶貝車CmuCam 攝像頭超聲波傳感器射門裝置提醒機 器人提示起床時間，健身時 間和電視時間建立時鐘系統(tǒng)，采用LCD 顯示模塊顯示時間，及提醒的時間，使用發(fā)光，發(fā)聲報警器進行計劃提示LCD 顯示模塊發(fā)光、發(fā)聲提醒模塊（自制）通用紅 外無線 遙控機 器人使用機器人來代替紅外

22、無線遙控器使用紅外接收管對電器紅外遙控器進行編碼 檢測，并且使用紅外發(fā)射光管來發(fā)射這種編 碼紅外發(fā)射、接收套件照明管 家機器 人室內光線狀況遙控的燈 光開閉采用多組光敏電阻感應周圍環(huán)境光線狀況， 根據周圍光強控制燈開關光敏傳感器遙控組件或發(fā)聲組件（聲控燈）或撞擊組件空調管 家機器 人自動巡航調節(jié)室內空氣 溫度，濕度使用溫度傳感器，濕度傳感器，自動巡航在 室內巡航行走檢測室內的溫度及濕度情況， 對于超出正常范圍則發(fā)出報警聲或遙控空 調，加濕器自動進行調節(jié)溫度傳感器濕度傳感器巡航避障用超聲波+云臺顏色分檢測特定位置的物體的使用顏色識別傳感器來識別特定位置物體的顏色識別傳感器揀機器 人顏色，并且使用

23、夾持裝 置將不同顏色的物體分 揀到不同的位置顏色，并且使用夾持裝置將不同顏色的物體 運送到不同的位置夾持裝置（自制）相撲比 賽機器 人使用相撲機器人進行相 撲機器人比賽，先將對 手推出場外者獲勝紅外線傳感器檢測到對方，QTI 或顏色傳感器防止自己沖出場地相撲機器人套件 相撲機器人場地避障人 形機器 人人形機器人避開障礙物使用超聲波傳感器檢測障礙物與機器人之間 距離，繞開障礙物行走人形機器人超聲波傳感器踢球人 形機器 人人形機器人射門使用CmuCam 攝像頭檢測足球，使用超聲波傳感器檢測機器人與足球之間的距離，走到足球面前，踢球射門人形機器人CmuCam 攝像頭超聲波傳感器工件搬 運機械 手使用

24、機械手搬運工件使用CmuCam 攝像頭檢測是否有工件到位，然后移動機械手將其夾持到另外一個位置六自由度機械手CmuCam 攝像頭六腳鐵 甲蟲避 障機器 人機器人在場地內運動， 并且避開障礙物使用云臺帶動超聲波傳感器自動搜尋沒有障 礙物的路徑，讓機器人避開障礙物六腳柱狀機器人同時采用C51 系列單片機實現機器人的動作和功能展開，將傳統(tǒng)的學習單片機原理與應用和C 語言程序設計（即先理論講解，然后實驗驗證）的模式，改變?yōu)橄葘嶒灪蛯嵺`如何應用，然后再歸納單片機原理和編程（即先實踐，后歸納）的模式，并以機器人作為貫穿實踐過程的典型工程對象，使整個教學和學習過程充滿挑戰(zhàn)和樂趣，大大提高學習效率。同時在學習

25、和實踐的過程中，還可以培養(yǎng)學生的系統(tǒng)世界觀和方法論解決了單片機原理與應用課程抽象與難學的老大難問題。配套課程教材:目錄前言第一章C51 單片機與機器人大腦單片機與C51 系列單片機教育機器人與C51 單片機任務一獲得軟件任務二安裝軟件任務三硬件安裝任務四你的第一個程序任務五做完實驗關斷電源工程素質和技能歸納科學精神的培養(yǎng)第二章 單片機輸出接口與機器人伺服電機控制C51 單片機的輸入/輸出接口任務一單燈閃爍控制任務二機器人伺服電機控制信號任務三計數并控制循環(huán)次數任務四用你的計算機來控制機器人的運動工程素質和技能歸納科學精神的培養(yǎng)第三章 C 語言函數與機器人巡航控制任務一基本巡航動作任務二勻加速/

26、減速運動任務三用函數調用簡化運動程序任務四高級主題建立復雜運動工程素質和技能歸納科學精神的培養(yǎng)第四章 單片機輸入接口與機器人觸覺導航觸覺導航與單片機輸入接口任務一安裝并測試機器人胡須任務二通過胡須導航任務三機器人進入死區(qū)后的人工智能決策工程素質和技能歸納科學精神的培養(yǎng)第五章 C51 輸入/輸出接口與紅外線導航使用紅外線發(fā)射和接收器件探測道路任務一搭建并測試IR 發(fā)射和探測器對任務二探測和避開障礙物任務三高性能的IR導航任務四俯視的探測器工程素質和技能歸納科學精神的培養(yǎng)第六章 機器人的距離檢測用同樣的IR LED/ 探測電路檢測距離任務一定時/計數器的運用任務二測試掃描頻率任務三尾隨小車任務四跟

27、蹤條紋帶工程素質和技能歸納科學精神的培養(yǎng)第七章 機器人的串口通訊串口通訊UART 的介紹任務一RS232 電平與 TTL 電平轉換任務二編寫串口通信程序工程素質和技能歸納科學精神的培養(yǎng)第八章 機器人與LCD 的應用認識LCD 顯示器任務一編寫 LCD 模塊驅動程序工程素質和技能歸納科學精神的培養(yǎng)第九章 多傳感器智能機器人多傳感器智能機器人的設計目標任務一多傳感器信息與C 語言數據結構的使用和編程任務二智能機器人的行為控制策略和編程工程素質和技能歸納科學精神的培養(yǎng)4.2 科研綜合應用實訓適應于機電系統(tǒng)分析和設計、現代控制工程、計算機控制系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)、機器人學導論等。產品強化了系統(tǒng)的開放性和

28、可擴展性，可以滿足自動化、機電一體化，運動控制等專業(yè)課程的典型研究和實驗，進行教學演示、課程設計等，提高教學的綜合創(chuàng)新認知和創(chuàng)新能力?？赏ㄟ^親自組裝、調試和控制專業(yè)機器人系統(tǒng)，使學生了解專業(yè)機器人系統(tǒng)的構造、控制原理、傳感器技術和系統(tǒng)控制的科學基礎、技術思路和工程方法，掌握理論聯系實踐、科學主導工程的技術思路和工程系統(tǒng)實現方法等。同時產品的運動性能可靠靈活，并能提供完善的配套技術服務，可為學校參加中國機器人大賽獲得優(yōu)異成績提供指導綜合創(chuàng)新機器人實驗室基本配置硬件平臺：智能移動機器人系統(tǒng)軟件平臺：WINDOWS2000、 WINDOWS XP 平臺， 智能機器人平臺軟件， 足球機器人比賽軟件等基

29、本教學實驗內容掌握計算機控制技術，運動控制技術，機器人視覺工程應用技術，高級智能系統(tǒng)技術。參考課程：智能移動機器人的制作與編程出版社：電子工業(yè)出版社課程目錄和內容：第1章智能移動機器人的大腦和編程環(huán)境智能移動機器人的大腦硬件和軟件筆記本電腦嵌入式工控機編程環(huán)境的安裝與使用第2章智能移動機器人的伺服電機與運動控制直流伺服電機簡介智能運動控制與驅動器簡介智能運動控制器的調試環(huán)境直流伺服電機的力矩控制直流伺服電機的速度控制直流伺服電機的位置控制智能控制器的 DLL與編程第3章智能移動機器人的移動機構和運動測試兩輪差動移動機構與運動學編程三輪萬向移動機構與運動學編程四輪萬向移動機構與運動學編程兩輪差動

30、機器人的運動學測試編程第4章智能移動機器人的力覺導航直流伺服電機的力覺反饋智能移動機器人的力覺導航策略與編程第5章智能移動機器人的紅外導航紅外測距傳感器簡介紅外導航策略與編程紅外和力覺的混合導航策略與編程第6章智能移動機器人的超聲導航超聲波測距傳感器簡介超聲導航策略與編程超聲、紅外和力覺的混合導航策略與編程第7章智能移動機器人的目標跟蹤全向視覺系統(tǒng)的簡介目標顏色的選定和顏色濾波器的調整顏色目標的跟蹤策略全向視覺系統(tǒng)的 DLL與編程顏色球跟蹤實踐第 8 章智能移動機器人的人臉識別與跟蹤人臉識別視覺系統(tǒng)簡介人臉識別系統(tǒng)的DLL與編程人臉跟蹤第 9 章智能移動機器人的通訊與協作無線通訊網絡智能移動機

31、器人的遠程操作多智能機器人的通訊實踐第 10章 智能移動機器人的應用 RoboCup 中型足球機器人競賽RoboCup 中型組足球機器人競賽簡介足球機器人的軟件模型足球機器人的視覺模塊與使用足球機器人的世界模型足球機器人的決策狀態(tài)機球機器人的對抗演練4.2.3 產品介紹:（一 ） 萬向移動智能機器人：DM-450外形尺寸及其它結構完全符合RoboCup 國際比賽要求；采用四輪全向驅動，大大提高機器人的靈活性（機器人可以實現任意方向快速移動） ，提高機器人在比賽中的運動性能軟件平臺：、 WINDOWS XP 平臺， 智能移動機器人平臺軟件，包括：視覺模塊、個體策略模塊、整體策略模塊、運動控制模塊

32、及網絡通信模塊等功能特點：萬向移動智能機器人參數配置：項目名稱數 量參數及配置整機 性能整機定位金屬外殼，框架結構，模塊化安裝, 全符合RoboCup國際比賽標準, 具備中型組機器人的全部功能，完全能直接參加比賽。標準配置由獨立的輪式運動模塊、電源及驅動模塊、傳感器陣列模塊、計算機模塊構成，踢球帶球模塊及全景視覺等傳感系統(tǒng)構成，各模塊連接方便。模塊化設計使得機器人容易維護，拆裝時間短。體系結構采用慎思反應混合系統(tǒng)，三層體系架構轉彎半徑0cm最大爬坡 角度10度最大加速 度3m/s2 瞬間加速性能佳最大移動 速度2.0 米 /秒（ 1： 18 減速比）2.5 米 /秒（ 1： 14減速比）4.0

33、 米 /秒（ 1： 9 減速比）機械 本體體積 （ 長寬 高）490mmX464mmX540mm重量 (kg)20kg負載 (kg)10kg（ 平整水泥地面）電源持續(xù) 供電時間4，采用鉛酸電池（hour）:驅動結構4 驅全向輪驅動輪中 心距250mm輪子直徑104mm踢球 機構踢球機構1 個85mm行程螺線管驅動、大擊球力度水平擊球 速度4.5 米 /秒挑球角度 45 度；計算機系統(tǒng)專用筆記 本電腦1 套Intel M1.6GHz/512M/80G 或按照最新電腦配置，要求 高于以上無線網卡1 個IEEE 802.11b/g WLAN 適配器通訊轉換 器1 個PCMCIA轉 RS232(標配)

34、 或 USB轉 RS232接口PCMCIA/3USB/IEEE1394/SD/VGA/AUDI并口O/操作系統(tǒng)Windows XP開發(fā)環(huán)境Visual c+.net 2003/Visual c+ 6.0或以上版本軟件平臺OpenRob-A智能移動機器人平臺軟件，包括：視覺模塊、個體策略模塊、整體策略模塊、運動控制模塊及網絡 通信模塊等控制與驅動控制與驅 動器4 套嵌入式智能驅動模塊（240W） ,233/485/CAN 網絡控制結構，便于擴展, DSP 芯片驅動，高性能數字閉環(huán)控制,高效率驅動器, 防過熱/ 過流 / 欠壓保護, 方向控制/ 使能信號, 急停功能電機2 套進口伺服電機70W 編

35、碼器：500P/R；減速器2 套精密行星減速：速比：18:1 或14： 1傳感器紅外傳感 器4 個4-30(cm) ；超聲波傳感器*注4 個可進行拓展到16 個全向視覺 傳感器1 套1394 攝 像機1 個進口高性能Color CCD6 59*493 1/3 IEEE-1394 分辨率90fps（比賽型推薦配置）光學鏡頭1 個高性能工業(yè)級1/2 613mm/F1.8 C-mount（比賽型推薦配置）全向反光 鏡1 個自主設計、高性能通訊無線通訊802.11b/g 無線以太網電源 模塊電源1 個鉛酸蓄電池充電器1 個鉛酸專用充電器*注：此方案中紅外傳感器和超聲波傳感器可進行選配?？刂葡到y(tǒng)結構控制

36、系統(tǒng)結構采用仿生遞階網絡控制結構，具有國際先進水平智能控制層視覺傳感器視覺處理單元聽覺傳感器語音處理單元決策單元語言生成單元運動生成單元RF 裝置本能控制層智能機器人的仿生遞階網絡控制結構運動控制單元1運動控制單元2運動控制單元n執(zhí)行層其它執(zhí)行單元可靠的模塊化網絡硬件實現方案，擴展方便、快捷：運動控制單元可以采用單軸智能功率模塊，每個模塊都可以獨立編程 處理力覺或者距離等傳感器信息；也可以采用多軸驅動與控制一體化 設備；多軸驅動控制 一體化模塊單軸智能功率模塊智能控制層可以采用雙核筆記本電 腦、或者嵌入式工控機，也可以采用 ARM 開發(fā)板，可以由用戶構建個性化的智能機器人平臺。傳感器信息的分層處理，更加接近生物的傳感器信息處理模式按照軟件工程思想設計的多線程智能軟件和分布式反應范式智能軟件：多線程智能軟件分為主線程、通訊線程、視覺處理線程、決策線程等。反應范式智能軟件直接在運動控制單元實現，降低了智能層軟件的復雜性，提高了系統(tǒng)的容錯能力和可靠性。多線程智能軟件已經成功應用于RoboCup 足球機器人中型組比賽。該控制系統(tǒng)結構通用，已成功應用于兩輪自平衡移動機器人、三輪機器人、全 向移動機器人和類人機器人?？刂平涌谔匦裕?016 路數字量輸入輸出，可連接I/O 擴展板 /超聲波信號處理板。平臺軟件組成及功能運動控制接口函數DLL 庫， 提供機器人底層運動控制