机器人实验室建设方案-综合参考

机器人实验室建设方案-综合参考内容摘要：

械工程、自动化工程、电子电气工程和计算机工程等所有工程专业的大学低年级学生 工程训练的要求，可以让低年级学生获得全方位的系统化的基础工程训练 ；也可以适用于全校性学生的课外选修课。 教学目标 学生可以利用该平台，动手组装和 调试器人，搭建检测电路，编写控制软件，获得全方位的系统化的基础工程训练。 知识学习任务： 对理工科知识和机电产品有初步体验。 能力培养任务： 激发动手能力、创新能力、协作能力、综合能力和进取精神；了解自己的多元智能和多元能力结构，建立系统建构自己能力特长的计划。 兴趣激发任务： 激发学生对理工科课程的学习兴趣，引导未来职业导向。 教学实验平台 初级创新与实践教学平台包括 ASUIII 机器人 及其配件 ，主要由机构模块、执行模块、控制模块、传感模块等组成，各相关专业学生可根据自身专业所学到的知识对模块进 行创新，各模块配件均可以分散购买。 教学方式 初级课程可以作为 低年级学生的工程训练课程以及全校性的 选修课。 教师引导学生自主了解机器人的结构、传感器和编程控制方法。 教师 给定目标，要求学生 自行实现。 通过 不同 项目的锻炼，能够让学生了解工科基础学科：计算机、 C 语言、传感器、自动控制、机械电子等，并能产生浓厚的兴趣，为以后的专业课程学习和职业发展奠定基础。 通过竞赛项目和自主创意项目的训练， 激发学生的创新能力。 课程的教学基本内容和要求 创新与实践初级课程导言 项目： ETLABSE 智能设备 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 国家高新 技术开发区 北斗 路 122号 90幢 8层 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 10 （ 1）团队 激励项目， 分组，选组长，各组成员策划组名，口号和动作。 （ 2）多元智能和多元能力测试。 （ 3）性格测试与分析。 知识： （ 1） 了解理工科的基本知识框架 （ 2） 了解理工科的能力框架 （ 3） 了解理工科学生的知识和能力需求 （ 4） 了解多元智能和多元能力及基于多元智能的评价体系 （ 5） 了解试错学习方式 （ 6） 了解团队学习方式 （ 7） 了解建构主义教学理念 （ 8） 了解创新与实践课程的教育模式和规则 （ 9） 了解学习平台和日程安排 能力： （ 1） 发现自己的能力特长 （ 2） 体验团队协作 （ 3） 激活试错学习 兴趣： （ 1） 进入真正以学生为本的学习氛围 预备项目 项目： （ 1） 第一次亲密 接触机器人 （ 2） 机器人自检项目 （ 3） 机器人演示项目 （ 4） “Hello, robot!” （ 5） 机器人走正方形 （ 6） 机器人边唱边跳 知识： （ 1） 对材料、机械零件、电机、传感器、电子器件、单片机等有直观认知 （ 2） 掌握交互式 C 语言编程方法 （ 3） 对计算机编程有直观体验 （ 4） 掌握机器人的初步使用 （ 5） 对开环控制有直观认知 能力： （ 1） 培养动手能力，团队协作能力，创新能力 （ 2） 培养自学能力，演讲能力 （ 3） 培养自我认识能力 兴趣： （ 1） 亲密接触到机器人，激发出浓厚兴趣和探究欲 （ 2） 在充满乐趣和成就感的氛围中自主体验式学习 专题项目 项目： （ 1） 声控 机器人 ETLABSE 智能设备 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 国家高新 技术开发区 北斗 路 122号 90幢 8层 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 11 （ 2） 追光机器人 （ 3） 跟人走机器人 （ 4） 机器人在未知环境中自主避障、自由行走 知识： （ 1） 对机械设计、控制器设计、软件设计有直观认知 （ 2） 对光敏传感器、红外传感器、光电编码器、碰撞开关、声音传感器有直观认知和应用能力 （ 3） 对电机、传动系统有直观认知和应用能力 （ 4） 掌握流程图编程 （ 5） 对智能移动机器人有直观认知 （ 6） 对自动化产品控制流程有直观认知 能力： （ 1） 培养对机电类产品的认知能力 （ 2） 培养程序开发思维能力 （ 3） 培养协作能力和综合能力 （ 4） 培养自学能力、演讲能力 兴趣： （ 1） 在充满乐趣和成就感的氛围中自主体验式学习 （ 2） 自己发现要探索的知识点 综合项目 项目： （ 1） 机器人走迷宫竞赛项目 （ 2） 机器人自主创意项目 （ 3） 论文比赛和演讲比赛 （ 4） 持续能力培养计划 知识： （ 1） 对头脑风暴创新技法和精确发明法有直观认知 （ 2） 对机械、电子、控制、计算机硬件和软件有进一步的直观认知和初步的直观应用能力 （ 3） 掌握一定的电子与软件的调试技能 （ 4） 了解论文的写作方式 （ 5） 了解演讲稿的写作和演讲的基本技巧 （ 6） 了解自己的能力结构 （ 7） 掌握如何制订持续培养能力的计划 能力： （ 1） 培养创新能力、动手能力、综合能力 （ 2） 培养协作能力和进取精神 （ 3） 培养写作能力、演讲能力、人际交往能力 （ 4） 培养自我认识能力 兴趣： （ 1） 在 实施挑战性项目的竞赛氛围中自主体验式学习 （ 2） 自主探索知识，发现更多的问题 （ 3） 拥有成功的喜悦并共享同学间的鼓励 ETLABSE 智能设备 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 国家高新 技术开发区 北斗 路 122号 90幢 8层 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 12 产品性能指标  智能机器人大学版 ASUIII主要技术参数 项目 内容 开放性 提供控制主板原理图；提供主板上用的主要芯片资料；提供系统库源代码；提供用户库函数源代码；开放所有底层驱动代码；提供 ASBUS总线定义和协议；提供项目的用户操作手册； CPU 采用飞利浦公司 ARM7 系列 LPC2103 主频 60M 片内存储器 32K 字节程序存储器， 8K 字节数据存储器 片外存储器 无 标配传 感器 4 个碰撞开关（常开）； 2个红外发射管； 1个红外接收模块； 2个光敏传感器； 1 个声音传感器（麦克风）； 2个光电编码器； 可扩展传感器及配件 超声测距传感器；红外测距传感器；数字指南针；温度传感器；视觉传感器；火焰传感器；湿度传感器；酒精传感器； CO传感器；等等 100多种配件传感器； 控制器本体上预留接口 5 路 10位高速 AI（采样时间 ）； 4路 DI（驱动电流达 ）； 可扩展接口 可扩展 32 个 I/O 口；可扩展 24 路 8位 AI；可扩展 4个直流电机控制口；可扩展 32路伺服电机驱动口； 电源 2 个电池插座，控制器和电机驱动可分开供电；可外接 5000mAh 的大容量电池供电机驱动用； 驱动装置 2 个直流电机（差动驱动，板载 2路大功率电机驱动，最大驱动电流可达 4A）； 1 个喇叭； 1个 LCD； 复位系统 上电自动复位；外部复位； 通信 MAX3221 串口驱动芯片； 多功能扩展卡 8 路数字输入通道； 4路 4路数字输出通道； 3路模拟输入通道； 4 路电机控制信号输出； 2路输入捕捉口； 软件开发能力 标准 C语言，简洁的专业程序语言；先进的多任务操作系统 ASOS；众多的驱动程序和应用程序代码； ETLABSE 智能设备 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 国家高新 技术开发区 北斗 路 122号 90幢 8层 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 13 利用该平台可参 加的比赛 灭火比赛；足球比赛；机器人创新大赛；电子设计大赛；等等 利用该平台可开设的课程 C 语言程序设计；单片机教学；电工电子实验；嵌入式系统入门；智能机器人导论；多智能群体协调控制； PID 算法验证及研究；软件工程；机器人创新课程；人工智能导论；微机原理实验；传感器导论；自主导航及路径规划； 机械扩展能力： 与 ASEI、 ASROBEI 机械套件无缝衔接，满足创新与实践课程教学及学生研究项目的需求。 用户能自行改造为灭火、足球比赛等各种各样的机器人平台。 电子扩展能力： 提供有 ASBUS 扩展总线，能扩 展 MP3 卡、伺服电机卡等几十种配套扩展卡。 ASBUS 总线开放，用户能根据总线标准，自主开发所需要的扩展卡。 软件开发能力 标准Ｃ语言子集，简洁的专业程序员语言 ； 支持浮点运算、指针、多维数组； 先进的多任务操作系统ＡＳＯＳ； 便于学习的图形化交互式Ｃ语言； 众多的驱动程序和应用程序代码。 从流程图编程开始，容易上手，激发兴趣 ， 又可以从流程图自动生成 C 语言，并可以直接用 C 语言编程实现控制，从而得以深入学习语言。 ETLABSE 智能设备 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 国家高新 技术开发区 北斗 路 122号 90幢 8层 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 14 VJC 编程界面，左边流程图，右边 C 语言  32位灭火和足球机器人 ASUF ASUF采用一个高性能 32 位 ARM7 全功能主板，运算速度快，程序容量大，接口齐全，并且稳定可靠。 是您进行比赛应用程序、系统数据采集控制、程序课程教学和高级应用开发的优秀硬件平台。 此硬件平台支持使用 VJC 流程图和 JC（一种简化的标准 C语言）进行程序开发。 另外，控制器集成了 USB 程序下载接口和功率电机输出接口使得其更容易使用。 全新 32位 ARM7 内核 ASUF控制器采用了的 ARM7内核 是通用的 32 位微处理器，它具有高性能和低功耗的特性。 ASUF控制器 使用了 3级流水线技术，处理和存储系统的所有部分都可 连续工作。 通常在执行一条指令的同时对下一条指令进行译码，并将第三条指令从存储器中取出。 因此其速度大约是普通处理器的 3倍。 ASUF控制器 使用了一个被称为 Thumb 的独特结构化策略， Thumb是一种“超精简指令集”。 其指令集约为标准代码两倍的密度，却仍然保持性能上的优势，这些优势是传统 16 位处理器所不具备的。 因此使用 Thumb程序大小仅为标准代码的 3/4，但其性能却相当于 16 位处理器系统的性能的 160%。 ASUF控制器使用 45MHz的主频，因此，更适合高速的处理应用。 擦写寿命达 10 万次，容 量达 256K 字节的程序存储器和容量为 32K 的数据存储器 ASUF控制器 含有 256K字节的 Flash 存储器系统。 该存储器可用作代码和数据的存储。 存储器至少可擦除 /编程 100,000 次，保存数据的时间长达 20年。 该存储器至少可以存储约1万个 VJC流程图模块或者 1万行的 JC（一种简化的标准 C语言）代码。 其容量约为 ASUIIETLABSE 智能设备 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 国家高新 技术开发区 北斗 路 122号 90幢 8层 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 15 控制器或 AVR处理器系统的 10倍。 另外加上 32K字节的数据存储器，因此非常适合您实现更复杂，更庞大的应用。 24路模拟信号输入通道 ASUF控制器集成了 24 路信号采集通道，可以兼容数字 信号和模拟信号，每路精度为 10位，因此可以分辨 3毫伏特的输入电压变化，约为 ASUII 控制器的 4倍。 其中，有 8 个数据通道为高速数据采集通道，每秒可以采集 40万次输入信号，采集速度约为 MF 的 80 倍。 另有 16 路标准数据采集通道，每秒可以采集 500 次。 路最大电流 的数字信号输出 您可以使用这些数字信号输出通道直接驱动蜂鸣器，继电器以及其他的输出设备 路最大电流 40A 的电机输出 ASUF控制器集成了两路大功率电机驱动输出，最大电压大于 18V，最大电流约为 40A。 并且使用独立的电源供电，避免了大功率电机对 主板的电磁干扰。 因此，其非常适合足球。