浅谈开设《机器人控制综合实验》课程的必要性①

王晓军，王宇嘉，苏晓宇，李晓航

[摘           要]  根据机器人在自动化行业发展中的重要性，从自动化行业发展趋势、机器人产业人才需求等方面分析开设《机器人控制综合实验》的必要性，然后介绍综合实验建设的基本内容和主要建设目标。

[关    键   词]  机器人;自动化;综合实验

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2018）27-0019-01

一、引言

在自动化行业，随着对生产效率以及作业安全要求的不断提

高，机器人系统得到了越来越广泛的应用，在行业中发挥着越来越重要的作用。其中，服务型机器人和工业机器人作为机器人的两个主要应用方向，更是需要大量的具有相关知识的专业人才。在高校开设相应的课程显得迫在眉睫。通过设置机器人控制综合实验课程，不但可以使学生在机器人理论知识和实际动手操作能力上都得到提高，而且通过实验内容的综合设计，可以重点培养学生运用机器人控制相关知识思考问题、解决问题的能力。此外，通过对于智能服务机器人的软硬件学习以及工业机器人仿真软件的应用，可以培养学生关于机器人控制系统分析、设计、控制方面的能力。因此，结合自动化行业的发展趋势以及机器人产业的人才需要，开设《机器人控制综合实验》显得尤为重要。

二、《机器人控制综合实验》的基本内容

（一）实验设备介绍

本综合实验首次把服务机器人和工业机器人有机结合在一起，进行机器人实验的综合设计，可以让学生从机器人控制的各个方面进行更为深入的了解和学习。其中，NAO智能机器人拥有25个自由度，拥有开放式编程构架，可以提供一个全开放的实验平台。而发那科公司的RoboGuide软件可以对工业机械臂进行离线仿真和编程，并且可以和实际的工业机械臂联机运行。

（二）实验学时安排

本综合实验共设8个实验，一共60个学时，具体安排如下：

1.NAO机器人介绍：4学时。主要介绍NAO机器人的硬件以及软件编程方法。通过实际演示，帮助学生了解NAO机器人的相关操作。

2.NAO机器人语音：6学时。学生通过软件编程实现机器人说话以及自主对话等试验内容。

3.NAO机器人动作规划：8学时。学生通过时间轴指令盒相关指令完成机器人的动作规划。

4.NAO机器人步态控制：8学时。首先，利用指令盒完成NAO的基本行走。其次，在新建立的时间轴指令盒中，利用录像功能，实现NAO的基本脚步控制。

5.RoboGuide软件演示：4学时。介绍RoboGuide的相关操作，并通过实际演是，帮助学生了解RoboGuide软件操作。

6.RoboGuide软件建模：10学时。通过RoboGuide软件建立新的模型。

7.RoboGuide软件運动路径规划：10学时。通过RoboGuide软件实现简单的物件抓取和摆放。

8.RoboGuide软件在线控制：10学时。在Roboguide中添加电机控制附加轴。

三、《机器人控制综合实验》的建设目标

（1）以服务型机器人和工业机器人为背景，使学生在机器人理论知识和实际动手操作能力上都得到提高。（2）通过实验内容的综合设计，重点培养学生运用机器人控制相关知识思考问题、解决问题的能力。（3）通过对智能服务机器人的软硬件学习以及工业机器人仿真软件的应用，培养学生能够对机器人控制系统进行分析、设计、控制的能力。（4）结合工程实际案例，培养学生利用专业知识解决机器人控制工程实际问题的能力。（5）以机器人控制实践教学建设为依托，为逐步建成符合工业4.0标准的数字化模拟工厂打下坚实的基础。

四、总结

本文从自动化行业的发展趋势以及机器人产业人才需求等方面分析了开设《机器人控制综合实验》的必要性，然后介绍了综合实验建设的基本内容，最后介绍了《机器人控制综合实验》课程建设的主要目标。

参考文献：

[1]许超，李宾，白永生.基于机器人竞赛的创新创业实验室建设[J].辽宁大学学报（自然科学版），2017（3）：285-288.

[2]翟国军.机器人工程实践创新实验室建设的思考[J].电子科学技术，2017（1）：126-129.