中国现代教育装备
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 实验室建设  
一种适应崎岖地形的六足机器人实验平台设计
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2022-5-19 16:45:33
  [导读]为了适应新工科建设的新要求,设计了一种适应本科生工程实践训练的六足机器人实验平台。此实验平台结合机械、电子控制等学科知识,实现学科交叉融合的人才培养要求。六足机器人形象生动,寓教于乐,易于激发学生参与兴趣,能够有效提高学生的动手能力及工程实践技能。

  近年来,各高校都在积极推进新工科教育改革[1],加强学科交叉人才培养,以适应新形势下社会对工程技术人才的需求。为了提升本科生的大工程观,特别是工程实践能力[2-3],西安交通大学实践教学中心在本科生实践教学活动中,引入具有趣味性,易于激发学生训练兴趣,综合机械、电子控制等学科的仿生机器人作为实验平台,在教学过程中获得了良好的效果。

  仿生足式移动机器人具有丰富的步态和精细的肢体结构,运动灵活、可靠性高。相比于常规的轮式或履带式机器人,足式机器人能够适应荒漠、草地、碎石岗、浅滩、湖泊等复杂环境。在足式机器人研究中,足少会有平衡性问题,足多则控制复杂度高,综合评估得出六足机器人是能够适应崎岖地形的最合适研究对象。六足机器人稳定性较强,具备较强的越障能力,多种步态组合能够适应多种崎岖地形。基于此,本文设计了一个适应崎岖地形的小型六足机器人运动控制实验平台(简称实验平台),使其能够完成对草地、沙地、碎石岗等复杂环境的探索。

  1 实验平台组成

  2 实验平台供电设计

  3 实验平台控制实现

  4 实验平台效果

  5 结语

  实践教学历来都是各高校非常重视的人才培养环节,设计出能够激发学生兴趣、吸引学生主动参与的实践项目是实验教师一直思考的问题。本文介绍的实验平台,将相应的机械加工、电子控制、调试测试等环节融入整个实验过程中,寓教于乐,使学生在完成整个实践活动后,能够得到很好的项目锻炼体验。

  参考文献

  [1] 孙晓波,刘智慧,肖士勇,等.新工科背景下电气控制与PLC应用课程教学改革研究[J].中国现代教育装备,2021(1):43-44.

  [2] 潘大伟.“电机与拖动基础”课程教学改革研究[J].电气电子教学学报,2020(6):53-55.

  [3] 赵国勇,许云理,曲宝军,等.面向工程教育认证的电气控制技术与PLC课程改革[J].中国现代教育装备,2020(5):57-59.

  [4] 李敏,唐维伟,刘俊,等.独轮机器人平台[J].实验技术与管理,2020,37(8):119-124.

  [5] 左国玉,刘洪星,顾凌云,等.四面对插结构的解魔法机器人[J].实验技术与管理,2018,35(6):83-92.

  [6] 余敏,郝正航,陈卓,等.实时仿真器的PWM逆变器实验方法[J].实验室研究与探索,2019,38(12):98-101.

  [7] 王明伟,李铭,杨荣.基于Zynq7000的空气质量采集与显示实验设计[J].实验技术与管理,2019,36(11):45-49.

  [8] 叶晓勤.新工科背景下工程训练中心创新人才培养探究[J].实验技术与管理,2019,36(12):274-277.

  [9] 刘元林,孟庆强,潘莉,等.新工科背景下的地方本科高校嵌入式系统课程实践教学改革的探索[J].高校实验室科学技术,2019(3):36-38.

李党超1 朱爱斌2 李昊城2 1.西安交通大学实践教学中心 2.西安交通大学机械学院


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