机器人创新实验室

                       机器人创新实验室整体解决方案 

                       机器人创新实验室

                 机器人创新实验室的目的

 机器人创新实验室目的工程教育作为教育的一个重要组成部分，随着科学技术的发展越来越具有其特殊性，创新工程教育已经成为时代主题。从教学课程体系而言，就是要将工程学科各个专业的专业基础课和专业课的教学和实验放到某个具体的、典型的工程对象中进行，而不是分割教学、分割实践，而机器人作为一个典 型 的 工 程 对 象和系 统，涵 盖 了 计 算 机、电 子、单 片机、通信、机械 等 各 个 学 科 的 知 识 内 容。能够使学生理解各个学科、专业、课程之间的内在联系，整体和部分之间联系，让学生不仅了解基础的教育机器人的知识，同时可以在一定的基础上进行各种机器人的一些培训，在教学实践的过程中，同时提供工业机器人的相关实践，获得机器人从教学到工业实践多方面的知识。在实践的同时，还提供机器人仿真软件，使得学生在虚拟的世界里加深对机器人的构建，机器人的应用的了解。

无论是高职教育，还是本科和研究生教育，都可以按照系统科学与方法论，采用虚实相结合的方法，对实验室按照如下进行建设：

第一：认识工程系统对象：通过简单和典型的工程系统对象的认知或拆装，了解工程系统对象的基本组成，同时了解一些复杂的工程系统。也就是“知其然”的过程。

第二：将模拟电子、数字电子、机械、自动控制、传感器等课程教学内容融入第一个教学循环中了解过的典型工程对象系统中，学生通过亲自设计、焊接、调试和组装系统中的典型模块，到最后完成系统控制，全面掌握工程系统的安装、维护、建模、分析、设计和调试等方法。这也就是“知其所以然”的过程。

第三：通过给出一些典型工程对象的设计课题，提升学生的融会贯通能力和创新能力，获得相应工程专业的设计和开发技能。也就是实现学生工程技能和创新能力培养的目标。

第四：通过机器人仿真软件 ，了解机器人的编程界面剂简单操作，了解机器人仿真环境及简单操作技巧。能简单掌握最简单的一些操作，以及对这些操作的进行保存等情感目标；再进一步激发学生对机器人的学习兴趣，能感受仿真环境中的真实感。机器人仿真软件分教学版机器人仿真软件，研究版机器人仿真软件。

                     机器人创新实验室特点

从创新教学实验长远角度考虑，将机器人创新实验室进行功能模块划分，采用循序渐进的方式。真正达到从基础认知，单元技术，系统集成乃至创新的实验拓展规划。以下为建设建议：

基础及单元技术层：包含机器人培训器，或教育机器人：各种机器人传感器：皮电传感器，力觉传感器，视觉传感器。机器人配套产品：机器人手臂，机器人爪手，机器人控制器，机器人执行机构，机器人电机，机器人减速器等。这些模块具备机器人最基本实验环节，学生可深入学习有关机器人系统中相关的各类产品的应用，同时增加自动控制原理等基础课程实验设备，为高级机器人系统的开发与应用提供支持。

专业技术层：包含竞赛型的机器人：自主移动机器人；微型组足球机器人；人形机器人等

学术层：教育机器人

工业应用层：包含工业应用的关节机器人，服务机器人，特种机器人等

机器人仿真软件 ：纯教学版的机器人仿真软件，研究版的机器人仿真软件

本方案兼顾了基础的机器人知识，及机器人的技术前沿，使学生从基础，传统的知识架构引申到先进的设备应用之中，在实验实训过程中掌握到知识。

            机器人创新实验室规划

1、开放性：全开放性控制平台，学生可参与系统设计和应用开发 

2、模块化：被控对象模块化结构，可组成不同的机械结构和机电系统，为创新实践实验提供方便

3、工业化：工业级的标准零部件，确保系统稳定性能，可直接应用于工业现场

4、网络化：可提供了网络控制的可扩展空间

5、系统性：提供全面的教学资料、利于实验教学工作的开展

6、虚实结合：现实的机器人培训器操作，虚拟版的机器人仿真软件操作，可虚实结合，

虚的软件控制实际的机器人，教学和实践相结合。

7、全面的设备提供，从机器人的主体到零部件的供应，以及软件的配置，到整个系统的安装及调试，教材的配备及培训的实施，以及售后服务的保障。

                         机器人创新实验室配置方案

高职版机器人创新实验室配置方案：

                   （以每班容量50人为例，仅供参考）

图示：

      机器人课程         教育机器人         机器人培训箱

                    教学机器人仿真软件

 机器人培训箱教室     机器人组装材料   机器人仿真软件教材

        本科研究型创新实验室配置方案 

（以每组容量30人为例，仅供参考）

图示：

    机器人课程           教学机器人         机器人培训箱

               教学机器人仿真软件   

       机器人培训箱教室和机器人仿真实验室

            工业机器人

        机器人组装教材    机器人仿真软件教材

成功案例（部分）：

1.上海中华职教社 

2.南京工程学院  自动化学院

3.南京矽景自动化技术有限公司

4.附件泉州轻工职业学院

5.中科院宁波材料研究所

6.上海交通大学 机器人研究所

7.哈工大机器人研究所

8.北京航空航天大学 材料所

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