機器人電子設計論文范文
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我校引進慧魚創意組合模型10套，每套模型中包括9個組合包。機器人電子設計認識實習分班級開展，4個學生為一個實習小組。整個實習過程分為五個階段進行：項目資料收集階段、基本知識準備階段、操作練習階段、項目產品裝配、編程、調試階段、項目驗收階段。
1.1收集項目資料教師根據學生的特點，給出若干項目題目，例如，移動機器人、叉車機器人、顏色識別機器人、抓取機械手、軌跡搜尋機器人等。并由學生自由分組，根據個人興趣和能力進行項目選擇。選定題目后，每組成員根據所選項目的任務要求，開始分頭執行各自的任務。包括搜集所用數據資料，閱讀交流。在此過程中，教師要指導學生如何搜集信息和處理信息，要讓學生了解哪些是相關的信息，如項目產品的實際應用背景、工作過程、注意事項等。指導學生整理和儲存信息。
1.2準備基本知識教師采用計算機輔助教學方法對慧魚創意組合模型進行講解。結合慧魚創意組合模型及實習任務要求，通過課件介紹和上機演示對慧魚組合模型、裝配方法等、ROBOTX控制器的使用、ROBOPRO軟件編程等內容進行講解。ROBOPRO軟件編程采用圖形化的語言，通過接口板與PC機相連，大一學生能夠很快掌握和上手。同時它的直觀性也容易調動學生學習和創新的積極性。
1.3操作練習教師以一個典型模型為例，根據不同的功能要求，進行師范編程，實現提出的功能。學生分組操作，教師提出不同的功能要求，并進行現場指導。
1.4項目產品裝配、編程、調試學生根據所選項目領取所需的實驗器材，包括慧魚創意組合模型包、慧魚專用電源、慧魚接口板等。根據項目任務要求，分析項目工作原理和步驟等。以叉車機器人為例，其工作步驟如下。(1)叉車從軌道端點A出發，此時叉車前叉升高(由限位開關控制其最高位置)。(2)按壓起動按鈕，叉車開始沿環形軌道運行。(3)在叉車運行過程中，根據軌跡傳感器的檢測信息實時調整叉車的運行方向(通過調整左右兩側車輪的運行速度實現運行方向的調整)。(4)叉車運行到軌道端點B后，叉車停止運行，并降低前叉(由限位開關控制其最低位置)，然后向前運行到工件位置，前叉升高，叉起工件，掉頭沿原路返回。(5)叉車運行到端點A后，放下前叉，將工件放置在指定位置(端點A處)，后退一定距離，升起前叉，然后掉頭，恢復到出發狀態。至此叉車的一次工件搬運工作結束。小組成員理解了項目任務后，進行組內協商分工，開始模型裝配、編程、調試等實際操作，這是項目完成的關鍵步驟。在進行模型裝配之前，讓學生認真閱讀慧魚公司提供的資料，從而獲得大量的感性認識。之后，根據生產實踐和生活經驗進入動手創意階段，大膽設想，進行設計組合和裝配，構件項目中的結構模型，并搭接電路、氣路連接線。然后根據項目工作原理和步驟進行圖形化編程(如圖2所示)。[4]在初步完成了軟件編程后，先檢查程序有無編寫規范上的錯誤，通過仿真功能可以進一步檢查錯誤。初步檢查之后，將接口板連接到電腦，進行硬件測試，即可在線調試。如果調試程序無誤，并且確保接口板與電腦的端口連接正確，即進行程序下載。下載完成系統將給予提示，此時即可斷開電腦與接口板之間的連線，在下載模式下運行慧魚模型。裝配、調試完成的幾個項目產品模型如圖3所示，包括叉車機器人、抓取機械手等。這些產品模型使知識具體化、形象化，為學生感知、理解和記憶知識創造了條件。從而減少學生掌握抽象概念的困難，助其形成明確的概念，發展其觀察能力和思維能力，提高學生的學習興趣和積極性。
1.5項目驗收最后進行實習項目驗收答辯，檢驗實習成效。各小組在完成實習項目后，要寫出實習報告，詳細敘述實習項目的設計思路與實現方法、遇到的問題及解決方法、項目小組的體會。并進行現場答辯：陳述制作過程、展示產品運行過程、解釋關鍵工作原理和采用的方法、回答教師的提問。
2結束語
通過使用慧魚模型進行機器人電子設計認識實習，不僅讓學生將多學科多領域的綜合知識融會貫通于實習過程中，更重要的是培養了他們的創新意識和創新能力，提高了學生的實踐動手能力，較好地解決了學生在學習過程中書本知識與實踐脫節的問題，改變了學生動手能力差的狀況，使書本知識與實踐能有機地結合起來，對于學生理解機器人的機械結構、運動控制、電氣控制原理等具有很大的益處。慧魚創意模型具有趣味性、易操作性和啟發性，編程采用圖形化的語言，通過接口板與PC機相連，也可以采用VB，VC等高級語言編程，將學生所學知識交叉融合，高級編程的應用可以在大三大四學生中開展。另外，該模型還提供了PLC接口板開展方式，可以直接用于高校機電類、自動化類專業PLC課程教學，具有較好的推廣價值。
作者：王蕾陳桂林健單位：南京工程學院自動化學院
