一、机器人基础(chǔ)实验(yàn)室概述
机器人对于新工科领(lǐng)域的机械(xiè)工程、电子信息、自动控制、传感器(qì)与测(cè)试技术、计算机硬件及软件、人工智能等学(xué)科均是最(zuì)佳(jiā)的教学研(yán)究平台(tái)。另外,机器人是前沿的(de)学科,易于激发学生(shēng)的兴趣,建设以机器人实验室,可以让学生在专业课程学习的(de)基础上,将(jiāng)理(lǐ)论(lùn)知识结合到(dào)实(shí)践中,拓展综合专业知识(shí),发展多元智能,提高其创(chuàng)新、实践(jiàn)和自主建构知识的能(néng)力。
不仅能够(gòu)使(shǐ)学(xué)生理解机器(qì)人领域相关学科、专业、课程(chéng)之(zhī)间的内在联系,整体(tǐ)和部(bù)分之间的联系,让学生(shēng)不仅了解基础的(de)教育机器人的知(zhī)识,同时可以在一定的(de)基础(chǔ)上进行竞赛(sài)机器人的一些培(péi)训,在教学实践的过程中,同时提供工业(yè)机器人(rén)的相关实践,获得机器人从教学到(dào)工业(yè)实践多(duō)方面的知(zhī)识。同时(shí),选配的各种(zhǒng)先进的智能伺服单(dān)元(yuán)、智(zhì)能伺服关节及智能手抓等(děng)各项设备,可(kě)以为相关专业的老(lǎo)师进(jìn)行复杂科(kē)研活(huó)动(dòng)提供一整(zhěng)套好(hǎo)用、实用、易用的(de)机器人零部件及(jí)组合方(fāng)案,真正使得学(xué)生教学(xué)与教师(shī)科研达到(dào)有机结合。


二、实(shí)验室建设(shè)
按照如下几个层次(cì),由易(yì)到难完成教学及科研要(yào)求:
(1) 认识机器(qì)人系统:通(tōng)过对典型机器(qì)人系统对象的认知或拆装(zhuāng),了解机器人系统的基本(běn)组成,激发学生学习兴趣。
(2) 将模数电、单(dān)片(piàn)机(jī)、自动(dòng)控制、传感器等课程融入教学中,学生通过亲(qīn)自设计、焊接、调试和组装了解(jiě)机器人典型模块,最后完成系统控(kòng)制,全面掌握机器人系统(tǒng)的安装、维护、建模、分析(xī)、设(shè)计和调试等方(fāng)法。
(3) 通过典(diǎn)型机(jī)器人的设(shè)计课(kè)题,提升(shēng)学生的融会贯通能(néng)力和创新能(néng)力,获(huò)得相应工程专业的设计和(hé)开(kāi)发技能,即实现学生工程技能和创新能力培养(yǎng)的(de)目标(biāo),同时满(mǎn)足教师进行(háng)机器人相关科研及开发工作的(de)需求。。
机器(qì)人(rén)是一个综(zōng)合性极强(qiáng)的系统平(píng)台(tái),是一个(gè)具有庞(páng)大市场空间、人才(cái)缺(quē)口严重的行业,因此,在机器人相关专(zhuān)业(yè)人才培养模式上,完全可以尝试(shì)新的、面向行业(yè)需(xū)求的(de)卓(zhuó)越工程师培养(yǎng)方式(shì)。面向行业需求的人才培养思路,首先要关注的(de)是机器人系统的技(jì)术体系结构(gòu),然后将这个技术体(tǐ)系转化为学校的课程体系,通过这(zhè)些课(kè)程培养学(xué)生的知识储备(bèi)和技术能(néng)力,真正让(ràng)课程建设是面向(xiàng)行业,具有应用实效。
三、机器人教(jiāo)学可(kě)安以下(xià)进度进行
(一(yī))专业课程及创新(xīn)课程教学

STM32开发板系(xì)列(liè)



红外发射模块(kuài) 红外接收模块 麦克风声音检测模块


无源蜂鸣器 震动开关模块
支持如下课程:
《大学生初级创新课程》
《自动控制》
《传感(gǎn)器(qì)技术》
《单(dān)片(piàn)机(jī)技术及(jí)程序设计》
《C语言程(chéng)序设计(jì)与应用》
《计算机接口技术》
(二)大学生科技创新竞赛

智能创新大(dà)赛
完成如下课题:
1.参与(yǔ)各种机器人大赛(sài)
2.机器人基本项目实践
(三)自主(zhǔ)创新设计项目

主要特(tè)点:
高(gāo)精(jīng)度(dù):厘米级别的精(jīng)度误差,完全满足(zú)同步定位(wèi)与建图SLAM;
高(gāo)载重:载(zǎi)重上限最(zuì)大可达10KG,可匹配不(bú)同类型的商用机器人外形(xíng);
动力足:速度上限可达0.7m/s,适合各种商业应用(yòng)场景;
续航(háng)长:24V 12Ah电池组,续航时间可达(dá)6h;
扩展性(xìng)强:提供丰富的接(jiē)口,便于二次开(kāi)发(fā)。
软件支(zhī)持及资源(yuán):
速度精准(zhǔn)控制;
支持角速度和线速度(dù)并发;
PID控制制动调节;
工业级编码器(qì)实时反馈底盘运动速(sù)度(dù);
提供完善的文档和丰富(fù)的示(shì)例(lì);
提供建图、定位、导航解决方案;
支(zhī)持ROS系统互联,提供电(diàn)机驱动ROS包(bāo)、激光(guāng)雷达驱动ROS包、深度相机驱动ROS包、导(dǎo)航模(mó)块ROS包、机械臂驱动ROS包、机械臂规划控制ROS包。

建图、定位、导航(háng)

深度相机画面
完(wán)成如下项目:
1.传感器相关课题实践
2.自动控(kòng)制相(xiàng)关(guān)课(kè)题实践
3.路径规划(huá)相关控制实践(jiàn)
4.人工智能相(xiàng)关课题实践
实(shí)验(yàn)项目:
1.扫地机器人自(zì)主导航与定位、服务机器人(rén)自主导航与(yǔ)定(dìng)位
2.自动(dòng)引(yǐn)导运输车(AGV)路径(jìng)规划(huá)导航与避障(zhàng)
3.区域安防、公共场(chǎng)所人流量统计等
(四)本科生毕业设计创新项目

完(wán)成如下项(xiàng)目:
1.以机器人为基础的相关项目实践
2.综(zōng)合项目实践
3.机器人(rén)相(xiàng)关创(chuàng)新项目实(shí)践
实验(yàn)项目:
1.熟(shú)悉Ros开发(fā)工具;
2.ROS Nodelets、Plugin插件机制、actionlib;
3.TF变(biàn)换原理及使用方法;
4.移动(dòng)机器人导航包Navigation;
5.RViz自定义(yì)插件开发(fā)方法,数(shù)据可视(shì)化,ROS内嵌工具;
6.Case study(建(jiàn)图和导航)。
(五)科研创新项目

完成如下(xià)内容:
1.机构、机电创(chuàng)新相关研(yán)究
2.智能控制相关研究(jiū)
3.传(chuán)感器相关研究
4.图像及模式识(shí)别
实验项目:
1.机器人3D建模方法及(jí)仿真(zhēn)工具(jù)Gazebo;
2.ROS多线程开发;
3.机械臂控制(zhì)工具MoveIt;
4.语音库的(de)开(kāi)发;
5.关键点动作执行情况(如直角拐弯);
6.抓(zhuā)取动作(提高版(bǎn));