慧鱼机器人的研究及其发展

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1、慧鱼机器人的研究及其发展文献综述机械基础教学是机械工程教育的重要内容，在人才培养中占有基础性和广泛性的重要地位。创新能力的培养是机械类人才培养的重要环节。介绍了机械基础创新性实验平台建设的主要内容、机械基础创新性实验教学内容与体系的改革,以及创新性实验项目的实施与管理办法。机器人课程的教学与实验中存在的不足，以慧血模型为教具，探讨了慧血模型在机器人课程实验屮的应用方案与实践过程，阐述了进行机器人实验改革的一些收获。慧鱼模型在机器人实验教学中的应用，对培养学生创新思维和动手能力提供了一个良好的载体，为大学生的创新教育捉供了一条新的途径。一、机械创新实验

2、中慧鱼机器人的发展1、创新性实验平台建设指导思想及内容先进的教学理念、合理配套的教学体系、高水平的师资队伍是创新性实验平台建设的必要条件。我校实验教学体系建立的指导思想是/激发兴趣，夯实基础，加强综合，引导创新，自我发展0[2]o在/以学生为本、以能力培养为核心，树立融知识、能力、索质协调发展0的教育教学理念指导下，机械基础实验教学中心以国家一级重点学科）））机械工程为依托，以承担的一批国家级、省部级教冇教学改革项目的研究成果为支撑，确立了不断深化实验教学改革、培养学生工程素养和创新实践能力、全方位推进素质教育的指导思想,改革机械基础实验教学体系、教

3、学内容和课程体系。实验教学屮心构建了多层次、模块化的/1+30的机械基础实验教学体系，即1个集成化的感知实验群加上基本型、综合设计型及研究创新型3个层次的实验群，实现项目菜单化、内容层次化、实验口主化和管理信息化。数琴化设计与制造创新子平台由虚拟设计与制造实验室、逆向工程实验室等组成，依托自主研制开发的/基于web和VR的产品异地协同设计与虚拟装配系统0以及C0MET400非接触式三维光栅扫描仪、图形工作站等硬件设备，开设了多个不同层次的实验项目，从基础层的感知实验、提高层的个性化开放实验和研究创新性实验、毕业设计到研究生阶段的进一步深入研究，实现了

4、贯通式训练,培养学生严谨勤奋的学风、主动获取知识的能力、对学术研究的兴趣以及关注学术前沿的品格。创新实验项口包括基于Web的产品虚拟定制设计、利用虚拟现实立体显示技术的产品动态仿真、滑动轴承三维压力分布的实时交互式动态可视化、语咅识别技术在虚拟设计中的应用等。2、移动机器人实验创意组合实践如何利用慧鱼模型进行机器人的创新实验，如何能使学生的创意得到很好的发挥，是在进行实验课程之前值得认真思考的问题。东北林业大学工程技术机器人创意实验室通过实施模仿、改进和创新三个阶段，完成慧鱼模型组合的三个过程，取得了良好的实践效杲。卜•面以移动机器人创意实验为例，介

5、绍慧鱼模型在进行机器人实验教学改革的实践过程：1）基本知识的准备。首先引导学生熟悉慧鱼模型的各个模块功能，复习机器人技术、传感器、微机原理和RoboPro编程等一些基木知识，为进行机器人创意实验设计打下基础。2）主要实验器材的准备。各实验小组准备慧鱼移动机器人组合包一套、慧鱼专用电源一套、PC机一台、RoboPro软件一套、智能接口电路板一块。3）题目拟定。起初学生对慧鱼模型不了解，首先由老师确定题目：运行小车。采用两个传感器检测所行距离，含有一个接触开关和一个脉冲齿轮，脉冲齿轮连接到电机的减速轴上，使得电机开关启动四次。要求学生通过计算所冇脉冲边沿

6、，使运行小车能够实现以边长为一米的止方形轨迹行走功能。该题目集机、电、控制、传感技术和机器人技术为一体，构思与组装具冇一定的创意。4）方案的改进阶段。在运行小车制作完成之后，启发学生在此基础上进行改进，制作一个类似于工厂AGV车的踪轨迹机器人。学生通过了解AGV小车的运行原理，采用黑色胶带作为轨迹，车身下安装光电传感器，当传感器反射出黑线,马达就会做出相应的反应。在实验过程中，应注意轨迹的转弯不能太急，否则机器人会出现因看不到轨迹而频繁偏离轨迹的现彖。同时，为了保证传感器功能的准确性，应保证轨迹有足够的亮度。5）方案的创新阶段。要求学生开动脑筋，依据

7、自己的想法组合出新的移动小车。有的同学根据追踪轨迹机器人的运行原理，又增加了新的功能，设计出寻光避障机器人，该机器人将寻光和避障的功能结合起來。首先，机器人寻找光源,发现光源，进行跟踪，如果探测到妨碍其前进的障碍物，识别障碍的功能将开始起作用，当障碍全部扫光，机器人继续寻找光源前进。该方案将进行寻光功能的光电传感器连接到两个输入端，当模型向左右旋转吋，采用接触传感器计算脉冲。该任务主要分成三部分：检测机器人是否看到光。3、应用慧鱼模型进行机器人实验教学的收获通过利用慧鱼模型进行机器人实验教学改革，得出一些收获与经验：1）曲于慧鱼模型的自身特点，通过模

8、型的搭建和组装，提供了一•种特殊的学习模式，即一边动手制作，一边学习相关知识，在机器人制作过程中，每时每刻都