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《慧鱼创意机器人设计与实践》教学大纲
2015-12-24 18:47   审核人:

《慧鱼创意机器人设计与实践》教学大纲

课程代码:

课程名称:慧鱼创意机器人设计与实践

学 分:2

学 时:32

先修课程:工程制图、计算机基础

适用对象:全院本科学生

一、教学目的

本项目课程以德国慧鱼公司生产的机电产品模型为对象,使学生通过装配机电设备模型,对设备进行较为细致的观察和分析,从而完成综合性的设计训练过程。其目的是:

1.通过对动手组建模型,连线,编程,运行程序控制模型等各阶段学习后,对慧鱼创意组合模型的运作方法有一个初步的熟悉;

2.了解基本的机械结构和特点,掌握电气动控制工业技术的基本概念、分类及特点;

3.了解电气动元件的工作原理、种类和实际应用方式,电气动控制系统的组成和结构掌握基本的电气动控制技术的应用,了解现代自动化控制系统的结构和特点;

4.在模仿训练的基础上利用慧鱼创意模型零件拼装创新机构实物模型。

二、教学内容及基本要求

1.课程介绍与讲解创意模型系统的主要构成部分、控制基本原理、课程要求,观摩现有机器人模型的演示。(讲授2学时,实验2学时)

1)课程介绍——本课程宗旨、任务

2)观摩现有机器人模型的演示(工业机器人、气动机器人、实验机器人、移动机器人、仿生机器人等)

3)主要构成部分——模型单元体、接口板功能、传感器、软件功能

4)控制基本原理——控制元件的种类、基本原理、功能及使用

5)课程要求——课程安排进度表公示、实验室规章制度。

2.介绍软件编写基本知识与系统软件的使用(2学时)

1)相关计算机基本知识——软件、硬件、接口、语言、流程图、语句等等

2)系统软件的使用——基本功能模块的介绍、子程序的建立

3)在线调试方法——接口调试、单机控制

3.学习制作机器人模型。每人要选做两种不同类型机器人模型组装(共有五种类型选择),完成基本动作的控制程序调试;学习编写新的控制程序;要求写出实验报告。(实验10学时)

4.介绍机械传动基础常识(2学时)

1)传动零件基本原理——齿轮传动、涡轮蜗杆传动、皮带传动、链条传动

2)机械原理基础常识——四杆机构的设计原理与应用

5.设计创意模型。利用实验室现有模型资源,设计一套新装置,要求具有一定使用功能,可执行三个以上的动作,并进行自动控制程序设计。要求写出创意论文。(上机2学时,实验10学时)

6.课堂交流。每位同学将自己的作品和论文向全体同学做介绍。(2学时)

三、教学方式与教学重点和难点

本课程主要以实验为主。要求学生有较强的自主实践的意识和能力,对实验目的和任务要十分明确;课程讲授方法主要以少量集中讲课,大量自主实验的形式进行;采用教师讲授与指导、学生预备实验方案、设计模型、调试、课堂交流演示和考核环节。

教师讲授与指导:

讲授相关的知识点——如:模型系统介绍、机器人常识、计算机编程方法、机械传动常识、自动化控制常识、机电一体化意义与应用、实验技法,进行实验指导等。

1.实验课课前准备:根据学生人数预分组,2~3人较合适,确定选择实验时间的方法,要求学生在4周内完成所有创意实验和作品设计,;

2.集中讲授:3个单元集中讲授,分别穿插在实验之中,使理论和实验内容相辅相成;

3.题目确定:第二周后指导学生确定创意方案;

4.平时指导:为了确保实验课的教学质量,教师除负责平时的答疑和指导,还要实行过程监控和目标管理,指导学生分阶段写出实验报告,以此督促检查学生的进度和改进设计中存在的问题,对学生设计工作做到心中有数,据此给出平时考核成绩(占总成绩40%)。

5.创意论文指导:讲授论文撰写的格式及要求;

6.组织课堂交流:课堂交流有3次,要求每个同学都要做产品介绍,辅导学生任何做好产品介绍,记录考核成绩。

学生预备实验方案:

学生根据课程要求对实验内容要有预先了解和准备,尤其是对自主设计的创意模型要有方案并要求论证。

1.设计模型:在4周时间内,根据设计方案设计组装模编写控制程序。

2.调试:对组装的模型进行硬件和软件调试,对实验中出现的问题能做出合理的解决,达到设计要求。

课堂交流演示:随时进行课堂内实验交流,每位同学完成一项模型的设计,都可以向大家演示实验结果,每位同学至少有2~3次机会,并做为平时的考核成绩。

四、教学环节及时间分配:

1.课程介绍与讲解创意模型系统的主要构成部分、控制基本原理、课程要求,观摩现有机器人模型的演示。(讲授2学时,实验2学时)

2.介绍软件编写基本知识与系统软件的使用(2学时)

3.学习制作机器人模型。每人要选做两种不同类型机器人模型组装(共有五种类型选择),完成基本动作的控制程序调试;学习编写新的控制程序;要求写出实验报告。(实验10学时)

4.介绍机械传动基础常识(2学时)

5.设计创意模型。利用实验室现有模型资源,设计一套新装置,要求具有一定使用功能,可执行三个以上的动作,并进行自动控制程序设计。要求写出创意论文。(上机2学时,实验10学时)

6.课堂交流。每位同学将自己的作品和论文向全体同学做介绍。(2学时)

五、成绩评定

本课程主要考察学生综合实验动手能力和创意能力。考核总成绩分为三个方面:

1.平时课堂交流成绩:反映学习实验技能的能力和表达能力。2~3次。占40%

2.实验报告与论文成绩:反映学生综合分析问题能力和撰写实验报告能力。2次,占20%。

3.创意作品成绩:反映学生创意能力和综合实践能力。1次,占40%。

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