工业机器人实训体系建设方案是根据目前工业机器人建设的最新要求,吸收国内外同类建设方案优点,充分考虑学校区域工业机器人发展特点和区域人才培养的需求,并结合工业机器人教学的特点精心构建而成。
实验实训体系建设方案与为学校设计的人才培养方案、创新型课程体系配套使用。该建设方案集成多种实验实训系统,提供了众多实验例程与典型应用,便于学生、老师熟悉和掌握工业机器人的实际应用。
实训目标
通过实训能够满足学生对于机器人概念、结构以及控制的基本入门引导教学,同时提高学生的学习兴趣,减低对工业机器人的学习的难度。通过实训使学生掌握以下知识与技能:
1 熟悉机器人系统的基本组成;
2 了解机器人一般的控制方法;
3 熟悉教学机器人的基本安装与调试的方法;
4 熟练掌握一种或者多种控制器的编程语言与编程方法;
5 熟练掌握一种或者多种教育机器人的操作方法;
6 熟练掌握一般通识安全操作规范;
7 对机器人关节等结构和部件有一定的了解。
实训项目
1 认识机器人的基本结构实训;
2 认识机器人的控制方法实训;
3 机器人的图像化编程方法实训;
4 机器人的操作实训;
5 认识智能搬运机器人的基本结构实训;
6 智能搬运机器人的基本结构认知实训;
7 智能搬运机器人的基本控制实训;
8 智能搬运机器人的C语言编程实训;
9 智能搬运机器人搬运的编程实训;
10 认识无人机的基本结构实训;
11 无人机的操作实训;
实训效果
通过系统的实训课程训练,使学生掌握机器人的基本构造和机器人的控制基本原理,掌握一门或者多门自动控制编程语言。同时激发学生学习机器人的兴趣,降低学习工业机器人的难度。为后续的机器人的典型应用与综合应用打下坚实的基础。
建议配置
按照高校教学的特点,实训室按照理实一体化形式进行建设,实训室内部设实践操作区、工具集中管理区、理论学习讨论区。便于开展理实一体化教学。
表1 主要设备配置清单
序号 | 设备名称 | 数量 | 单位 |
1 | 教育机器人套件 | 30 | 台 |
2 | 智能搬运机器人套件 | 30 | 台 |
3 | 无人机 | 30 | 台 |
4 | 工具柜 | 2 | 个 |
5 | PC机 | 30 | 台 |
6 | 电脑桌 | 30 | 台 |
7 | 桌子 | 30 | 张 |
8 | 凳子 | 30 | 个 |
9 | 实训室文化建设 | 1 | 套 |
注:(1)为了保证教学效果,建议采用小班化进行教学,保证每两个学生有一个实训工位;
(2)根据学校具体情况与需求,可对实训室配置进行增减。
1、越野移动机器人科研平台
产品特点
(1)使用环境:户外环境、越野。
(2)高精度:厘米级别的精度误差,完全满足同步定位与建图SLAM;
(3)高载重:载重上限最大可达20KG,可搭载不同类型的摄像机、机械臂、导航、排障设备;
(4)动力足:速度上限可达3m/s,最大爬坡角度40°,适合各种野外场景;
(5)续航长:8*3.3V磷酸铁锂,续航时间可达5h;
(6)扩展性强:提供丰富的接口,便于二次开发。
2、TR22 ROS无人机
TR22是国内第一款专门针对教育领域开发的高性能、高可靠性、高扩展性、低成本的无人机平台,其自主开发的飞控装置支持ROS开发,提供了丰富的ROS开发包,便于开发者根据各自需求快速完成项目开发。
主要参数
外形尺寸(展开) | 887mm*880mm*378mm |
最大起飞重量 | 6.14KG |
最大载重(小电池) | 2.34KG |
悬停精度(GPS良好,VPS正常) | 垂直:±0.5m,下视启用:±0.1m; 水平:±1.5m,下视启用:±0.3m |
最大上升速度 | P模式/A模式/S模式:5m/s |
最大下降速度 | 垂直:3m/s |
最大水平飞行速度 | P模式:61.2km/h A模式:82.8km/h S模式:82.8km/h |
最大可承受风速 | 12m/s |
最长飞行时间(空载、大电池) | 38min |
防护等级 | IP43 |
3、智能语音交互机器人
语音引擎核心特点
(1)完全永久免费:为开发者提供基于深度学习技术的业界顶级声学模型和语音模型
(2)全平台REST API:采用http方式请求,适用于任何平台的语音识别,提供最大自由度。
(3)离线在线融合模式:自动判断使用本地引擎或云引擎,极速识别、流量节省。
(4)深度语义解析:支持多达35个垂类领域的语义理解定制和自定义指令集及问答对设置。
(5)自定义上传语料、训练模型:开发者可以自行上传词库,训练专属识别模型。
(6)多语言多音色可选:支持语种、男女、语速、音调、音量、音频码率设置。
(7)基于弹性单元挑选策略的选音技术:多层级/尺度单元选择,弹性化统计模型,快速单元预选,全面代价设计;
4、Dashgo D1机器人底盘
厘米级别的精度误差,完全满足同步定位与建图SLAM;
载重上限最大可达50KG,可匹配不同类型的商用机器人外形;
速度上限可达0.7m/s,适合各种商业应用场景(D1-MINI速度上限可达1m/s);
12V 14000mA 电池组,续航时间可达6h;
提供丰富的接口,便于二次开发。
5、Sawyer协作机器人
6、玄极2可重构机械臂
产品参数
整臂重量 : 12kg
臂长 : 13kg
末端负载:2kg
定位精度:1mm
供电电压 : 1mm
工作电流:30°/s
电机 : Maxon 无刷电机
通讯接口:RS485
通讯速率:115200Hz
开发环境:C\C++\ROS
7、XQ-4 Pro机器人科研平台
XQ-4 Pro是一款针对专业型开发者设计的开发平台。整体为三轮式结构,电机采用德国进口电机,单独控制器进行控制。提供开源代码库,客户可以直接调用或者查看编辑源代码,保证客户短时间内就可以对ROS和slam技术有整体的学习和掌握;
XQ-4 Pro主控制器为一台i7处理器的mini电脑,自带无线热点,包含8G内存和64G固态硬盘。运算能力强大,可以直接运行复杂算法。电池为12V 20AH锂聚合物电池,可以保证连续使用七个小时。
8、WT-400履带式机器人底盘