智能机器人在职业院校的教学研究

钱桂名

摘 要：由于社会工业的发展，劳动力成本的提高，工作环境等因素的变化，机器人在未来将会大量的走入百姓的生活，本文通过对智能机器人技术的简单介绍，教会学生掌握相应的机器人的拆装、维修等基础性的工作，对培养高技能人才的高职院校开设智能机器人技术实践课程的重要性，不可缺少性进行了阐述。

关键词：智能机器人；拆装；实践

机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。高职院校培养的就是高技能的人才，对机器人技术的掌握也是未来工作非常重要的一个部分，所以，在高职院校开设机器人技术实践课程，目的就是通过辅助的教学模型，培养学生动手能力，再融入相关的专业基础知识，增强学生的创新思维能力。

一、智能机器人及其相關专业在高职院校开设的重要性与必要性

智能机器人作为现代机械化生产和制造业的重要自动化装备，越来越受到重视，在制造业的应用越来越广泛。随着我国工业化程度不断加快，工业技术和制造业发展不断推进，智能机器人的市场需求逐步增加。为了提高德国的工业竞争力，在新一轮的工业革命者中占领先机，德国政府提出了“工业4.0”战略，中国政府拟定了中国制造业的顶层设计——“中国制造2025”的既定方略。智能机器人是智能化及人机互动等技术的集中体现，这就要求企业具备高素质的技能人才，为制造企业输送人才的高职院校开设相关的课程及专业也变得炙手可热。

二、利用机器人模块套件进行拆装教学

（一）以小组的形式进行机器人模型套件组装

实例：机械手（抓件机器人）的组装步骤

1）试验设备与器材：慧鱼机器人套件、电动机、涡轮蜗杆

2）实验目的：

a.熟练基本的机械搭建增强个人创新意识；

b.了解机械手的工作方法；

c.掌握涡轮、蜗杆的技术，可应用其技术组装出由电机带动的机械手。

3）要求与过程：

a.搭建一个承载机械手的底盘，并拥有转动的作用；

b.使用有关涡轮与蜗杆的知识，组装出机械手臂；

c.将机械手臂与底盘组装起来，编写程序，使其能够抓取物件。

4）实践活动的内容：将各小组做的机械手放在同一张桌上，在同样的条件下，观察哪组的机械手运行最顺，那组的结构最完备，那组的外形最美观，选出优胜者，并在课堂讨论各自的特点。

5）图解：

（二）编制设计说明书

设计说明书，是让学生学会收集机器人的相关资料，应用相应的文献检索查阅各国机器人发展的现状，设计说明书应包括设计背景，设计流程、设计方法、控制原理、使用功能等。

（三）用UG等三维软件绘制设计机器人

目的：可以通过三维软件的设计，较直观的了解设计的机器人的外观、色彩、用途，在设计初稿之后，小组进行讨论，教师进行指导、修改，逐渐完善。在一个过程完成之后，将分组进行汇报展示和演说，在这个过程中锻炼学生的组织能力和表达能力。

三维软件进行设计，这既是对现有产品的验证，也可以重新进行产品的设计、研发，从而对现有的三维软件进行熟练，也提升了自己的研发设计能力和团队协作能力。

（四）任意组装机器人模型

三维模型设计好之后，通过前面阶段对组合套件的组装，我们要自行搭建设计的机器人模型，用以验证模拟的设计。在这个过程中，学生的自主研发能力，创新能力，动手能力都会有效的提高。

（五）机器人的故障诊断与维修

现代教学用机器人以及工业机器人都属于是模块化设计，对机器人的故障诊断，就首先应当对机器人的结果熟悉，能够诊断出是某个模块出现的故障，从而进行维修。如：电机故障，检查控制柜内跳闸断路器所对应的电机故障的原因，做出相应的处理；变频器故障（包括编组、推袋、分层、升降/垛盘输送），检查处理电机回路有接线松动或线路有人为改动变频器本身故障，检查变频器面板输出的错误代码，参考变频器说明书处理。

三、机器人技术教学成果

将机器人技术按照机构、驱动、控制、程序分成几个模块，在机器人技术大纲的要求下设计与制作机器人，熟练其原理，以小见大，为开发创新做好基础性的准备。让学生能够勤动手，勤動脑，敢于创新，将机器人课程进行开发，总结研究一套成熟的教学体系，应用于日后的机器人专业的教学实践。

四、结语

智能机器人系统研究于20世纪60年代末期开始，70年代末出现了新高潮，在80年代中期设计和制造浪潮席卷全世界，中国虽然具有较晚的起步但是具有较快的进步，但不得不承认中国在核心与关键技术的原创性研究、高性能工艺装备的自主设计与制造本领，高水准的基础功能部件批量生产等技能仍然与发达国家有很大的差距。随着机器人技术的普及，高职机械教学中三维软件技术的普遍应用，将成为提高机器人技术课堂教学效果的必备手段，将为机器人教学带来新的活力。

参考文献：

[1] 周宇.高职院校《工业机器人技术》课程教学改革的探讨[J].2012，（16）.

[2] 肖超.工业机器人机械本体模块化设计.中国机械工程，2016.