機器人實驗室建設(shè)方案-綜合參考(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 械工程、自動化工程、電子電氣工程和計算機工程等所有工程專業(yè)的大學(xué)低年級學(xué)生 工程訓(xùn)練的要求，可以讓低年級學(xué)生獲得全方位的系統(tǒng)化的基礎(chǔ)工程訓(xùn)練 ；也可以適用于全校性學(xué)生的課外選修課。 教學(xué)目標(biāo) 學(xué)生可以利用該平臺，動手組裝和 調(diào)試器人，搭建檢測電路，編寫控制軟件，獲得全方位的系統(tǒng)化的基礎(chǔ)工程訓(xùn)練 。 知識學(xué)習(xí)任務(wù)： 對理工科知識和機電產(chǎn)品有初步體驗。 能力培養(yǎng)任務(wù)： 激發(fā)動手能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力、綜合能力和進(jìn)取精神；了解自己的多元智能和多元能力結(jié)構(gòu)，建立系統(tǒng)建構(gòu)自己能力特長的計劃。 興趣激發(fā)任務(wù)： 激發(fā)學(xué)生對理工科課程的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)未來職業(yè)導(dǎo)向 。 教學(xué)實驗平臺 初級創(chuàng)新與實踐教學(xué)平臺包括 ASUIII 機器人 及其配件 ，主要由機構(gòu)模塊、執(zhí)行模塊、控制模塊、傳感模塊等組成，各相關(guān)專業(yè)學(xué)生可根據(jù)自身專業(yè)所學(xué)到的知識對模塊進(jìn) 行創(chuàng)新，各模塊配件均可以分散購買。 教學(xué)方式 初級課程可以作為 低年級學(xué)生的工程訓(xùn)練課程以及全校性的 選修課。 教師引導(dǎo)學(xué)生自主了解機器人的結(jié)構(gòu)、傳感器和編程控制方法。 教師 給定目標(biāo)，要求學(xué)生 自行實現(xiàn) 。通過 不同 項目的鍛煉，能夠讓學(xué)生了解工科基礎(chǔ)學(xué)科：計算機、 C 語言、傳感器、自動控制、機械電子等，并能產(chǎn)生濃厚的興趣，為以后的專業(yè)課程學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 通過競賽項目和自主創(chuàng)意項目的訓(xùn)練， 激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。 課程的教學(xué)基本內(nèi)容和要求 創(chuàng)新與實踐初級課程導(dǎo)言 項目： ETLABSE 智能設(shè)備 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 國家高新 技術(shù)開發(fā)區(qū) 北斗 路 122號 90幢 8層 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 10 （ 1）團(tuán)隊 激勵項目， 分組，選組長，各組成員策劃組名，口號和動作。 （ 2）多元智能和多元能力測試。 （ 3）性格測試與分析。 知識： （ 1） 了解理工科的基本知識框架 （ 2） 了解理工科的能力框架 （ 3） 了解理工科學(xué)生的知識和能力需求 （ 4） 了解多元智能和多元能力及基于多元智能的評價體系 （ 5） 了解試錯學(xué)習(xí)方式 （ 6） 了解團(tuán)隊學(xué)習(xí)方式 （ 7） 了解建構(gòu)主義教學(xué)理念 （ 8） 了解創(chuàng)新與實踐課程的教育模式和規(guī)則 （ 9） 了解學(xué)習(xí)平臺和日程安排 能力： （ 1） 發(fā)現(xiàn)自己的能力特長 （ 2） 體驗團(tuán)隊協(xié)作 （ 3） 激活試錯學(xué)習(xí) 興趣： （ 1） 進(jìn)入真正以學(xué)生為本的學(xué)習(xí)氛圍 預(yù)備項目 項目： （ 1） 第一次親密 接觸機器人 （ 2） 機器人自檢項目 （ 3） 機器人演示項目 （ 4） “Hello, robot!” （ 5） 機器人走正方形 （ 6） 機器人邊唱邊跳 知識： （ 1） 對材料、機械零件、電機、傳感器、電子器件、單片機等有直觀認(rèn)知 （ 2） 掌握交互式 C 語言編程方法 （ 3） 對計算機編程有直觀體驗 （ 4） 掌握機器人的初步使用 （ 5） 對開環(huán)控制有直觀認(rèn)知 能力： （ 1） 培養(yǎng)動手能力，團(tuán)隊協(xié)作能力，創(chuàng)新能力 （ 2） 培養(yǎng)自學(xué)能力，演講能力 （ 3） 培養(yǎng)自我認(rèn)識能力 興趣： （ 1） 親密接觸到機器人，激發(fā)出濃厚興趣和探究欲 （ 2） 在充滿樂趣和成就感的氛圍中自主體驗式學(xué)習(xí) 專題項目 項目： （ 1） 聲控 機器人 ETLABSE 智能設(shè)備 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 國家高新 技術(shù)開發(fā)區(qū) 北斗 路 122號 90幢 8層 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 11 （ 2） 追光機器人 （ 3） 跟人走機器人 （ 4） 機器人在未知環(huán)境中自主避障、自由行走 知識： （ 1） 對機械設(shè)計、控制器設(shè)計、軟件設(shè)計有直觀認(rèn)知 （ 2） 對光敏傳感器、紅外傳感器、光電編碼器、碰撞開關(guān)、聲音傳感器有直觀認(rèn)知和應(yīng)用能力 （ 3） 對電機、傳動系統(tǒng)有直觀認(rèn)知和應(yīng)用能力 （ 4） 掌握流程圖編程 （ 5） 對智能移動機器人有直觀認(rèn)知 （ 6） 對自動化產(chǎn)品控制流程有直觀認(rèn)知 能力： （ 1） 培養(yǎng)對機電類產(chǎn)品的認(rèn)知能力 （ 2） 培養(yǎng)程序開發(fā)思維能力 （ 3） 培養(yǎng)協(xié)作能力和綜合能力 （ 4） 培養(yǎng)自學(xué)能力、演講能力 興趣： （ 1） 在充滿樂趣和成就感的氛圍中自主體驗式學(xué)習(xí) （ 2） 自己發(fā)現(xiàn)要探索的知識點 綜合項目 項目： （ 1） 機器人走迷宮競賽項目 （ 2） 機器人自主創(chuàng)意項目 （ 3） 論文比賽和演講比賽 （ 4） 持續(xù)能力培養(yǎng)計劃 知識： （ 1） 對頭腦風(fēng)暴創(chuàng)新技法和精確發(fā)明法有直觀認(rèn)知 （ 2） 對機械、電子、控制、計算機硬件和軟件有進(jìn)一步的直觀認(rèn)知和初步的直觀應(yīng)用能力 （ 3） 掌握一定的電子與軟件的調(diào)試技能 （ 4） 了解論文的寫作方式 （ 5） 了解演講稿的寫作和演講的基本技巧 （ 6） 了解自己的能力結(jié)構(gòu) （ 7） 掌握如何制訂持續(xù)培養(yǎng)能力的計劃 能力： （ 1） 培養(yǎng)創(chuàng)新能力、動手能力、綜合能力 （ 2） 培養(yǎng)協(xié)作能力和進(jìn)取精神 （ 3） 培養(yǎng)寫作能力、演講能力、人際交往能力 （ 4） 培養(yǎng)自我認(rèn)識能力 興趣： （ 1） 在 實施挑戰(zhàn)性項目的競賽氛圍中自主體驗式學(xué)習(xí) （ 2） 自主探索知識，發(fā)現(xiàn)更多的問題 （ 3） 擁有成功的喜悅并共享同學(xué)間的鼓勵 ETLABSE 智能設(shè)備 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 國家高新 技術(shù)開發(fā)區(qū) 北斗 路 122號 90幢 8層 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 12 產(chǎn)品性能指標(biāo) ? 智能機器人大學(xué)版 ASUIII主要技術(shù)參數(shù) 項目 內(nèi)容 開放性 提供控制主板原理圖；提供主板上用的主要芯片資料；提供系統(tǒng)庫源代碼；提供用戶庫函數(shù)源代碼；開放所有底層驅(qū)動代碼；提供 ASBUS總線定義和協(xié)議；提供項目的用戶操作手冊； CPU 采用飛利浦公司 ARM7 系列 LPC2103 主頻 60M 片內(nèi)存儲器 32K 字節(jié)程序存儲器， 8K 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 片外存儲器 無 標(biāo)配傳 感器 4 個碰撞開關(guān)（常開）； 2個紅外發(fā)射管； 1個紅外接收模塊； 2個光敏傳感器； 1 個聲音傳感器（麥克風(fēng)）； 2個光電編碼器； 可擴(kuò)展傳感器及配件 超聲測距傳感器；紅外測距傳感器；數(shù)字指南針；溫度傳感器；視覺傳感器；火焰?zhèn)鞲衅鳎粷穸葌鞲衅鳎痪凭珎鞲衅鳎?CO傳感器；等等 100多種配件傳感器； 控制器本體上預(yù)留接口 5 路 10位高速 AI（采樣時間 ）； 4路 DI（驅(qū)動電流達(dá) ）； 可擴(kuò)展接口 可擴(kuò)展 32 個 I/O 口；可擴(kuò)展 24 路 8位 AI；可擴(kuò)展 4個直流電機控制口；可擴(kuò)展 32路伺服電機驅(qū)動口； 電源 2 個電池插座，控制器和電機驅(qū)動可分開供電；可外接 5000mAh 的大容量電池供電機驅(qū)動用； 驅(qū)動裝置 2 個直流電機（差動驅(qū)動，板載 2路大功率電機驅(qū)動，最大驅(qū)動電流可達(dá) 4A）； 1 個喇叭； 1個 LCD； 復(fù)位系統(tǒng) 上電自動復(fù)位；外部復(fù)位； 通信 MAX3221 串口驅(qū)動芯片； 多功能擴(kuò)展卡 8 路數(shù)字輸入通道； 4路 4路數(shù)字輸出通道； 3路模擬輸入通道； 4 路電機控制信號輸出； 2路輸入捕捉口； 軟件開發(fā)能力 標(biāo)準(zhǔn) C語言，簡潔的專業(yè)程序語言；先進(jìn)的多任務(wù)操作系統(tǒng) ASOS；眾多的驅(qū)動程序和應(yīng)用程序代碼； ETLABSE 智能設(shè)備 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 國家高新 技術(shù)開發(fā)區(qū) 北斗 路 122號 90幢 8層 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 13 利用該平臺可參 加的比賽 滅火比賽；足球比賽；機器人創(chuàng)新大賽；電子設(shè)計大賽；等等 利用該平臺可開設(shè)的課程 C 語言程序設(shè)計；單片機教學(xué)；電工電子實驗；嵌入式系統(tǒng)入門；智能機器人導(dǎo)論；多智能群體協(xié)調(diào)控制； PID 算法驗證及研究；軟件工程；機器人創(chuàng)新課程；人工智能導(dǎo)論；微機原理實驗；傳感器導(dǎo)論；自主導(dǎo)航及路徑規(guī)劃； 機械擴(kuò)展能力： 與 ASEI、 ASROBEI 機械套件無縫銜接，滿足創(chuàng)新與實踐課程教學(xué)及學(xué)生研究項目的需求。 用戶能自行改造為滅火、足球比賽等各種各樣的機器人平臺。 電子擴(kuò)展能力： 提供有 ASBUS 擴(kuò)展總線，能擴(kuò) 展 MP3 卡、伺服電機卡等幾十種配套擴(kuò)展卡。 ASBUS 總線開放，用戶能根據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)，自主開發(fā)所需要的擴(kuò)展卡。 軟件開發(fā)能力 標(biāo)準(zhǔn)Ｃ語言子集，簡潔的專業(yè)程序員語言 ； 支持浮點運算、指針、多維數(shù)組； 先進(jìn)的多任務(wù)操作系統(tǒng)ＡＳＯＳ； 便于學(xué)習(xí)的圖形化交互式Ｃ語言； 眾多的驅(qū)動程序和應(yīng)用程序代碼。 從流程圖編程開始，容易上手，激發(fā)興趣 ， 又可以從流程圖自動生成 C 語言，并可以直接用 C 語言編程實現(xiàn)控制，從而得以深入學(xué)習(xí)語言。 ETLABSE 智能設(shè)備 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 國家高新 技術(shù)開發(fā)區(qū) 北斗 路 122號 90幢 8層 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 14 VJC 編程界面，左邊流程圖，右邊 C 語言 ? 32位滅火和足球機器人 ASUF ASUF采用一個高性能 32 位 ARM7 全功能主板，運算速度快，程序容量大，接口齊全，并且穩(wěn)定可靠。是您進(jìn)行比賽應(yīng)用程序、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制、程序課程教學(xué)和高級應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀硬件平臺。此硬件平臺支持使用 VJC 流程圖和 JC（一種簡化的標(biāo)準(zhǔn) C語言）進(jìn)行程序開發(fā)。另外，控制器集成了 USB 程序下載接口和功率電機輸出接口使得其更容易使用。 全新 32位 ARM7 內(nèi)核 ASUF控制器采用了的 ARM7內(nèi)核 是通用的 32 位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性。ASUF控制器 使用了 3級流水線技術(shù)，處理和存儲系統(tǒng)的所有部分都可 連續(xù)工作。通常在執(zhí)行一條指令的同時對下一條指令進(jìn)行譯碼，并將第三條指令從存儲器中取出。因此其速度大約是普通處理器的 3倍。 ASUF控制器 使用了一個被稱為 Thumb 的獨特結(jié)構(gòu)化策略， Thumb是一種“超精簡指令集”。 其指令集約為標(biāo)準(zhǔn)代碼兩倍的密度，卻仍然保持性能上的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢是傳統(tǒng) 16 位處理器所不具備的。因此使用 Thumb程序大小僅為標(biāo)準(zhǔn)代碼的 3/4，但其性能卻相當(dāng)于 16 位處理器系統(tǒng)的性能的 160%。 ASUF控制器使用 45MHz的主頻，因此，更適合高速的處理應(yīng)用。 擦寫壽命達(dá) 10 萬次，容 量達(dá) 256K 字節(jié)的程序存儲器和容量為 32K 的數(shù)據(jù)存儲器 ASUF控制器 含有 256K字節(jié)的 Flash 存儲器系統(tǒng)。該存儲器可用作代碼和數(shù)據(jù)的存儲。存儲器至少可擦除 /編程 100,000 次，保存數(shù)據(jù)的時間長達(dá) 20年。該存儲器至少可以存儲約1萬個 VJC流程圖模塊或者 1萬行的 JC（一種簡化的標(biāo)準(zhǔn) C語言）代碼。其容量約為 ASUIIETLABSE 智能設(shè)備 有限公司 chengdu sichuan 成都 市 國家高新 技術(shù)開發(fā)區(qū) 北斗 路 122號 90幢 8層 Tel:(029)64952827, FAX:(029)64953936 , Website: 15 控制器或 AVR處理器系統(tǒng)的 10倍。另外加上 32K字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，因此非常適合您實現(xiàn)更復(fù)雜，更龐大的應(yīng)用。 24路模擬信號輸入通道 ASUF控制器集成了 24 路信號采集通道，可以兼容數(shù)字 信號和模擬信號，每路精度為 10位，因此可以分辨 3毫伏特的輸入電壓變化，約為 ASUII 控制器的 4倍。 其中，有 8 個數(shù)據(jù)通道為高速數(shù)據(jù)采集通道，每秒可以采集 40萬次輸入信號，采集速度約為 MF 的 80 倍。另有 16 路標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集通道，每秒可以采集 500 次。 路最大電流 的數(shù)字信號輸出 您可以使用這些數(shù)字信號輸出通道直接驅(qū)動蜂鳴器，繼電器以及其他的輸出設(shè)備 路最大電流 40A 的電機輸出 ASUF控制器集成了兩路大功率電機驅(qū)動輸出，最大電壓大于 18V，最大電流約為 40A。并且使用獨立的電源供電，避免了大功率電機對 主板的電磁干擾。因此，其非常適合足球