工程训练中心课程方案
课时：2-3周
专业：工训机器人创新实践，不限专业，大二及以上学生可报名。
授课方式：
A.非工科类专业学生
1、通过对多种机器人（如：串联机械臂、底盘机器人、仿生机器人）的制作，每种机器人都将把车、钳、激光切割、3D打印等工种融合在内，并能对机器人的结构和控制进行学习和调试。（IO阶段）
2、进行竞赛PK。（竞赛环节）
B.工科类专业学生
1、通过5类机器人基础项目的学习，分别将车、钳、激光切割、3D打印工种融合到对应的项目内，让学生了解各个工种的同时，能对机器人的结构和控制进行学习。（IO阶段）
2、分别列出多种机器人设计制作方向（如：扫地机器人、擂台机器人、物料搬运机器人），让学生从构建思路、设计方案、通过现有套件和加工非标零件制作出对应的机器人。（CDIO阶段）
3、完成设计报告（报告包含：设计思路、设计图纸、涉及的加工工种和加工工艺等），最后进行竞赛PK。（竞赛环节）
课程大纲（部分）：非工科类专业
课程 | 内容 | 教学目标 |
底盘机器人创新实践项目 | 机械零件简介 | 1. 通过组装驱动轮模块，熟悉部分“探索者”零部件，掌握“驱动轮”的基本组装技法、组装工具使用方法，以及STPViewer三维浏览软件的使用方法； 2. 通过搭建控制电路，掌握“探索者”基本电路的连接方法； 3. 通过控制驱动轮模块，掌握Arduino软件的基本使用方法，尝试图形化编程，C语言编程； 4. 认识digitalWrite函数，analogWrite函数； 5. 熟悉驱动轮模块000_module003_dw型的运动性能； 6. 工程实训项目（冷加工）：联轴器制作实训。 7. 工程实训项目（激光切割）：机器人底板制作实训。 |
实验2 双轮万向车 | ||
电子模块简介 | 1. 使用触碰传感器、近红外传感器实现开关功能，熟悉“探索者”Basra主控板、Bigfish扩展板，掌握触碰传感器的特性和使用方法； 2. 通过搭建检测电路，掌握“探索者”基本检测电路的连接方法； 3. 通过编写触碰开关程序、红外开关程序，掌握Arduino软件的基本使用方法，尝试图形化编程，C语言编程； 4. 了解pinMode、digitalRead、digitalWrite、delay等函数的功能； 5. 学会使用“如果/否则”逻辑； 6. 工程实训项目（3D打印）：车体打印实训。 7. 工程实训项目：主控板、触碰及红外传感器焊接实训； 8. 工程实训项目：编程实训。 | |
实验3 触碰开关启动机器人 | ||
实验4 红外开关启动机器人 | ||
实验6 机器人循迹功能的扩展 | ||
实验155自由度机械臂按颜色分拣 | 1. 掌握颜色识别传感器的应用； 2. 尝试将传感器检测与机械臂运动结合； 3. 工程实训项目：编程实训。 | |
仿生机器人实践项目 | 实验16 偏心摇杆行走模块 | 1. 掌握偏心摇杆行走模块的组装； 2. 尝试设计一种简单地仿生行走机器人。 |
实验17 简易4足机器人 | ||
实验23 机械臂分拣赛 | ||
实验24 仿生机器人竞速赛 |
工科类专业
课程 | 内容 | 教学目标 |
第三课 | 实验5 机器人简单循迹 | 1. 了解两种循迹功能的实现方式； 2. 了解灰度传感器的工作特性及安装注意事项； 3. 工程实训项目：编程实训。 |
实验6 机器人循迹功能的扩展 | ||
第四课 | 实验7 机器人躲避悬崖 | 1. 了解机器人识别悬崖的方法和原理； 2. 了解一种有趣的悬崖巡检功能的实现方式； 3. 工程实训项目：编程实训。 |
实验8 机器人悬崖漫步 | ||
第五课 | 1. 掌握带传动模块的组装方法； 2. 使用带传动模块设计履带机器人； 3. 尝试控制履带机器人。 4. 工程实训项目（激光切割）：机器人底板制作实训。 | |
实验10 履带机器人 | ||
第七课 | 实验14 3自由度机械臂按颜色分拣 | 1. 掌握灰度传感器的一种创新应用； 2. 尝试将传感器检测与机械臂运动结合； 3. 工程实训项目：编程实训。 |
第八课 | 实验15 偏心摇杆行走模块 | 1. 掌握偏心摇杆行走模块的组装； 2. 尝试设计一种简单地仿生行走机器人。 3. 工程实训项目（3D打印）：仿生机器人外观制作实训。 |
实验16 简易4足机器人 | ||
第十课 | 实验19 仿生昆虫红外避障 | 1. 了解近红外传感器的原理； 2. 利用近红外传感器编写避障程序； 3. 利用近红外传感器编写跟随程序； 4. 工程实训项目：编程实训； |
实验20 仿生昆虫红外跟随 | ||
第十一课 | 实验21 视觉识别二维码 | 1. 掌握基于树莓派 raspberry 的视觉颜色识别； 2. 工程实训项目：主控板、触碰及红外传感器焊接实训； 3. 工程实训项目：编程实训； |
实验22 机器人追踪彩色目标 | ||
附加课程 | 实验23 机器人扫地机器人 | 1. 掌握更复杂的机器人组装和设计方法； 2. 掌握更复杂的传感器功能的实现方法； 3. 锻炼自主设计创新能力。 |
机器人扩展案例 | 实验29 Slam导航-基于ROS开发 | 1.地图自构建-激光雷达 2.地图导航-激光雷达 |
