机器人实验室项目建设

机器人实训室工程建设调研报告一、机器人实验室建设意义和必要性1、机器人技术介绍机器人由操作机〔机械本体〕、操纵器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动操纵、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。

特别适合于多品种、变批量的柔性生产。

它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

机器人技术是综合了计算机、操纵技术、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分爽朗，应用日益广泛的领域。

机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。

机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反响和分析判定能力，又有机器可长时刻持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上讲它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和效劳性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

机器人领域开展近几年有如下几个趋势：1．工业机器人性能不断提高〔高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修〕，而单机价格不断下落，平均单机价格从10.3万美元落至2021年的1万美元，可见其门槛落低之快，足以遇见其应用推广速度。

2．机械结构向模块化、可重构化开展。

例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；已有模块化装配机器人产品咨询市。

3．机器人操纵系统向基于PC机的开放型操纵器方向开展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，操纵方式日见小巧，且采纳模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

4．机器人中的传感器作用日益重要，除采纳传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而远控机器人那么采纳视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策操纵；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

5．虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演开展到用于过程操纵，如使远控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感受来操纵机器人。

6．机器人化机械开始兴起。

从美国开发出“虚拟轴机床〞以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探究开拓事实上际应用的领域。

我国的工业机器人从80年代“七五〞科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五〞、“八五〞科技攻关，目前已全然把握了机器人操作机的设计制造技术、操纵系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹技术，生产了局部机器人要害元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线〔站〕上获得规模应用，弧焊机器人已广泛应用在汽车制造厂的焊装线上。

依据国内外机器人开展的经验、现状及近几年的动态，结合当前国内经济开展的具体情况，国家“十二五〞期间机器人技术重点开展智能效劳机器人、机器人化机械及其相关技术的开发及应用；开展以机器人为根底的重组装配系统及其相关技术的开发研究及加强多传感器融合及决策、操纵一体化技术及应用的研究。

重点解决我国已研制应用多年的示教再现型工业机器人的产业化前期要害技术，大力推进其产业化进程，力争在“十二五〞末期实现喷涂、焊接、装配等大负载机器人的产业化。

从以上机器人介绍我们明白，我们国家的机器人水平与国外还有一定的差距，因此对学生进行机器人技术培养，让学生把握机器人，了解机器人，乃至最后设计开发研究机器人都有重要的意义。

随着我国制造业的不断开展，对自动化水平的要求不断提升，机器人作为典型的自动化装备，差不多在各生产制造领域，尤其是汽车制造、自动化、电子等行业得到了广泛的应用，同时增长异常迅猛，从销售量上更是充分讲明了那个不争的事实。

2000年国内机器人销售总量为380台，到2004年增长到3493台，4年间增长了819%，翻了3翻还多。

在中国市场上份额居第一位的ABB公司2004年在中国销售工业机器人600台，而该公司在过往9年中一共才在中国大陆市场销售了2000台机器人。

据不完全统计到2021年底中国机器人拥有量已超10万台，比04年专家估量的多十倍。

估量到2021年，市场容量将达几十几万台〔套〕，要紧以点焊、弧焊、喷漆、装配、搬运、冲压、注塑、点胶等为主。

中国机器人产业迎来了历史性的顶峰。

但随之也带来了教育、培训等一系列与实际应用相关的急需解决的咨询题。

机器人作为一种高技术含量的设备，在使用过程中其设计、制造、安装、调试、操作、维护等工作需要大量的专业技术人员，随着机器人应用的日益广泛和装机容量的直线上升，对这类技术人员的需求也变得越来越迫切。

过往我国机器人的研究要紧集中在有限的大专院校和科研单位，而且要紧以科学研究为主，工业现场严重缺乏该类人才，这差不多成为制约机器人应用和推广的瓶颈咨询题之一，对这些人员的理论教育、操作和维护实践培训等需求变得极为迫切。

二、机器人技术教育的必要性和建议1、开展机器人技术教育必要性机器人技术是一个国家科技开展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志。

据了解美国、日本等一些兴盛国家差不多瞧好机器人教育对今后高科技社会的作用和碍事，他们在高职类院校乃至中小学信息技术教育中都不同程度地对学生进行机器人教育。

为了与国际接轨，为了迎接立即到来的机器人时代，我们必须大力开展机器人教育。

目前，国内高等学府及职业类院校先后开展了机器人教育。

随着机器人技术的进一步开展，机器人将会走进越来越多的学校，越来越多的学生将与机器人成为伙伴。

面对机器人技术的快速开展，要是中职校不及时采取措施，不在相关技术教育专业的师生中开展机器人教育，那么必将会出现机器人人才及教师队伍严重缺乏的情况。

机器人作为高科技的产物，涉及工业设计、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件、人机交互、人工智能等多门学科。

它的出现在教学上极大的丰富了教育内容。

要开展机器人教育，要求教师把握机器人所涉及学科的相关内容，但实际情况是许多教师并不具备这些知识，因此，新建机器人实训室是迫在眉睫。

2、开展机器人技术教学的作用开展机器人技术教学，能够扩大学生的知识面，提高专业知识水平，把握机器人所涉及的机械、电子、传感器、计算机软件硬件和人工智能等学科的相关内容。

在中专时期，给相关专业的学生开设专门的课程，系统地讲授机器人的知识，能够为他们以后从事机器人相关工作奠定良好的根底。

我国技术教育要求教师具备较高的技术素养，有一定的实践能力和创新精神。

而目前职校的教学大多重视全然知识和全然技能的传授，对学生信息素养、创新精神和实践能力的培养并不到位。

在机器人课程中，通过学习为智能机器人编写程序，能够提高学生分析咨询题和解决咨询题的能力;通过学习扩展、组装机器人，能够增强学生的创新意识，锻炼动手能力;通过以小组合作的形式完成机器人工程，能够培养学生们的协作能力和团队精神。

另外，机器人课程具有创新性、综合性、开放性、开展性、实践性和探究性等六大特征。

在教学过程中，教师会运用多种教学方法，讲授通过整合的内容，采纳灵活的评价方式，使学生进一步把握先进的现代技术和科学的分析方法。

这对他们以后的工作大有裨益。

三、开展机器人技术教学的几点建议机器人技术的教学目标在于使学生把握机器人的相关知识，了解机器人的全然特征及操作方法，培养他们的信息素养、创新精神和实践能力，为他们以后成功地开展机器人相关工作奠定根底。

在具体教学过程中，建议注重以下几点:1、营造良好学习环境和学习气氛开展机器人教育首先要选择某种教育机器人。

目前市场上的教育机器人要紧有两种:一种是厂家己经组装成形的机器人，它能够实现一定的功能，也能够依据需要进行拆卸、重装和扩展来完成更复杂的功能，属于高端机器人类型。

另一种是厂家只提供主板和零件，完全由学生依据不同的功能自己组装，属于低端教育机器人。

学校能够依据教学目的、学生的实际情况、学生要紧就业地区的机器人教育情况等来选择某种教育机器人。

尽量让学生感受到所学的东西有味而且有用。

由于机器人课程的特别性，教学评价必须以教学目标为依据，本着对培养学生创新精神和实践能力有利的原那么进行。

重视教学效果的及时反响，评价的方式要灵活多样，要鼓舞学生创新，要紧采取考查学生实际操作或评价学生作品的方式。

在上第一节课时，就应该告诉学生评价标准，进一步调动学生的学习积极性，让其解脱考试压力，营造一个良好的学习气氛。

采纳多种教学方法，以小组为单位完成学习任务为了进一步提高教学效果，关于不同的教学内容需要采纳不同的教学方法。

如:对机器人全然理论知识的教学，采纳讲授法；对机器人编程的教学，采纳实验法、任务驱动法等；对机器人哲学内容的教学采纳讨论法;对机器人应用内容的教学，采纳参瞧法、演示-8-法；关于机器人设计和制作，那么采纳研究性学习的方法。

为了有效地培养学生的协作能力和团队精神，在开课之初就要将学生依据实际情况，按照“组内异质，组间同质〞的原那么，分成假设干学习小组，每组尽量操纵在2到3名同学。

在整个学习过程中，各个小组成员必须相互合作，共同完成每个任务。

注重教学能力和创新精神的培养为了使今后的信息技术教师能够成功地开展机器人教学活动，在教学过程中，特别注重学生教学能力的培养。

如:在课堂中引人了许多优秀的机器人教学案例，有文本形式的教案，也有视频形式的课堂实况。

结合案例，向学生介绍主体性教育理论、发现学习理论、多元智能理论等先进的教育理论，讲解支架法、抛锚法和随机进人法等教学方法，并要求学生编写一个简单的教案。

在学生做机器人实验提高自身能力时，引导他们结合自己的切躯体会往考虑如何样才能更好地促进学生综合能力的提高。

在教学时，要告诉学生如何样抓住教育时机及时开展各种教育。

在整个教学过程中，我们都鼓舞学生充分发扬想像力，大胆创新。

要求每个小组在学期末完成一个具有创新意义的实验，作为期末考核的重要指标。

事实证实如此做既调动了学生的积极性，又锻炼了学生分析间题、解决咨询题的能力，还培养了学生的创新意识。

机器人教育在我国刚刚兴起，作为一项极其有意义教育事业，它的健康开展至关重要，否那么，就不能表达智能机器人所具有的教育价值，甚至会碍事小孩们的健壮成长。

在今后的信息技术中开展机器人教育是我国机器人教育健康开展的重要保证。

我们真诚地盼瞧更多的师范院校能够开展智能机器人教育，更多的有识之士能与我们共同关注教学机器人的开展。

通过考察了解，博实机器人公司生产机器人产品的同时，更注重机器人对高职院校的教学效果，通过过年的开展，差不多与长春工程学院、广州机电高级技工学校等多所高职院校建立“双师〞合作机制，在产品开发的同时，邀请学校老师参与设计调试过程，并针对各专业技术邀请哈工大教授进行培训，取得了显著效果，“双师〞教学确实是根基院校邀请企业全程参与设备教学过程。