实训室建设

实训室现有各类机器人系统89台套,机器人系统的配置遵循由浅入深循序渐进的原则,其中基础教育机器人80套,六自由度机械手3台,六脚爬虫机器人2台,人形机器人、两自由度工业机械臂、四自由度工业机械臂和自主移动机器人各1套。适合机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计与理论、数控技术、机器人学、自动控制等相关机电控制类课程的实践教学,也可作为机电一体化、制造自动化和自动控制等相关专业学生创新性实践的活动平台。

可具体开出的创新性实践科目包括有,各年级本科生和研究生进行基础机器人的认知、拆装、调试训练;单片机和微控制器应用、数字逻辑、传感器应用、运动控制规划等涉及机器人技术相关课程的学习和实践,以及高级机器人、工业机器人的研究与应用开发和大学生机器人竞赛等。


主要机器人系统介绍
基础移动机器人

本设备是一种微型自主移动机器人系统,组成包括机械本体、控制套件、电机、扩展传感器、软件模块、扩展套件和电子元件包。带有一个单片机教学底板,配置BS2控制器或AVR/C51单片机(支持PIC、ARM、DSP、SP、MSP等嵌入式控制器),控制器接口为插拔式结构,可用于机器人的应用软件设计(软件平台支持BASIC、C、汇编语言)。教学底板上附有一个开放的教学面包板,在面包板上可搭建电子电路,用于机电一体化系统的教学和实训式创新实践。教学底板上配有标准的输入输出接口,支持插接多种传感器的应用,并可通过该接口设计扩展应用模块。通过选装相应的传感器和机械套件后,该系统可进行走迷宫、搬运、巡航、群体通讯等内容的机器人运动控制实践。


六自由度机械手

本设备是一种模仿工业多自由度机械手的机器人系统,具备的6个自由度(底座、肩、肘、手腕、手爪)由6个控制电机执行,配置BS2控制器或AVR/C51单片机和PSC电机控制单元,具备一定的抓持能力,能够模仿工业机械手臂的作业过程。该系统可进行机械手的控制学习和研究,也可作为复杂机电系统的控制学习与嵌入式控制创新应用的平台。系统机械本体上备有多种插槽,便于进行更多内容的创新应用,支持部分扩展传感器。教学板上的面包板可用于简单的电子制作及相关实训,配置的标准输入输出接口,除支持扩展传感器外,还可作为其他扩展的应用接口。


六脚爬虫机器人

本设备是一种仿生机器人系统,其步态和运动方式能够模仿真实昆虫的移动,系统机械本体的每条腿有两个自由度(分别由水平电机和垂直电机实现),由12个电机控制腿部的运动,配置BS2控制器或AVR/C51单片机和PSC电机控制单元(每个PSC控制单元可提供16个电机连接通道),具备一定负重能力。系统机械本体上备有多种插槽,可进行更多内容的创新应用,支持部分扩展传感器。教学板上的面包板可用于简单的电子制作及相关实训,配置的标准输入输出接口,除支持扩展传感器外,还可作为其他扩展应用接口。该系统可进行仿生机器人的行为控制和步态研究,也可作为复杂机电系统的控制学习与嵌入式控制创新应用的平台。


多自由度工业机械臂
实训室现有的两自由度工业机械臂系统和四自由度工业机械臂系统,均参照工业机器人的标准设计和制造。旋转关节采用交流伺服电机驱动、谐波减速器传动,平移关节采用交流伺服电机驱动、滚珠丝杠传动。提供基于PC和DSP运动控制器的开放式硬件平台和通用智能运动控制开发平台,采用C++面向对象的设计方法,具备TCP/IP协议远程网络编程、仿真、控制功能,配备便于机器人的编程操作和应用培训的集成语言编程系统和图形示教软件。
两自由度和四自由度工业机械臂系统,可进行机器人机械、电气、控制、软件结构的认知学习,机器人操作实践,还可进行机器人运动学和动力学问题、机器人力矩控制方式、视觉伺服系统、机器人远程监控和多机器人协调等的研究和开发,以及基于智能控制平台开发各种应用软件系统。适合机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计与理论、数控技术、机器人学、自动控制等相关机电控制类的实践教学,也可为机电一体化、制造自动化和自动控制等相关专业的学生提供的一个开放的创新性实践平台,
两自由度工业机械臂系统构成:ARB-MB-2002-1两自由度工业机器人机械本体,GT4型机器人电控箱,GX-PCI运动控制器,SRB-VC-4多自由度机器人控制软件(含源代码),ARB-EB-2两轴电控模块,ARB-PH工业机器人专用笔架。

四自由度工业机械臂系统构成:ARB-MB-2004-II四自由度工业机器人机械本体,GT4型机器人电控箱,GT-400-SG-PCI-EDU运动控制器,SRB-VC-4多自由度机器人控制软件(含源代码),ARB-EB-4四轴电控模块,ARB-WP演示部件组件,ARB-RM-2电磁手爪。


MT-OR自主移动机器人系统
该机器人系统为三轮全向移动机构驱动,运用其可就机器人运动学、图像处理、动力学、控制技术、人工智能、电机学、网络、传感器、数据融合等相关学科进行机器人系统、传感器技术、智能控制系统及其控制算法、机器人视觉技术、网络机器人技术、人机交互技术的学习实践与研究开发。
系统包含有运动控制、图像采集与处理、航向检测、传感器采集、I/0、网络通信、语音采集与处理等功能模块。机械部分以工业产品为标准设计制造。电气部分以笔记本电脑作为图像处理、系统决策及网络通信的计算机处理方式,包括图象采集、运动控制、驱动和能源单元。网络通讯含100M自适应以太网和802.11g54M无线网络,CAN通信总线。软件源代码包括底层自主设计的运动控制专用高速数字信号处理器(DSP)+复杂可编程辑器件(CPLD)构成的多轴运动控制卡在内的底层通信程序源代码、DSP和CPLD仿真及开发接口、闭环控制控制源代码、传感器控制采集源代码,提供上层开发用函数库、函数库接口说明、应用程序和开发用函数库及应用程序的源代码;函数库提供运动控制、网络控制、图象处理、语音识别、运动目标跟踪、远程图像压缩传输、远程运动控制、机器人导航、多路图像采集及处理等应用程序及其源代码。

提供ROBOCUP专用踢球、图像采集、多目标信息采集及识别、跟球、网络通信、裁判盒程序等测试应用程序及其源代码。提供基本的竞赛程序DEMO,开放全部竞赛源代码。配置含指南针单元的传感器及其信息交互模块,以及含踢球装置、盘球装置、全景摄像装置的ROBOCUP竞赛配套设备。


人形机器人

本设备是一种高级机器人系统的微缩版,具有16个自由度,支持C语言进行编程,也可以专用的BoboBasic语言进行编程,支持在线通过高速串行口下载程序。该系统除可用脚行走外,还可完成跑步、翻跟斗(侧翻、前滚翻、后滚翻) 、闪躲腾挪(雀跃、伏地挺身、单腿站立、倒立)、上下楼梯、体操、武术等多种不同难度的仿人动作,也可根据要求训练学习新的肢体动作。