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2010-02-21 07:24:02 阅读6 评论0 字号:

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    大学工科开设机器技术实验课程初探
  
    于季刚 黄玮 庄明峰 吴双临
  
    (鹭江职业大学电子工程系,福建 厦门 31005)
  
    [ 摘 要] :大学工科越发是主动化专业开设机器技术实验教学课程能使学生建立机器、左右技术和待遇智能的工程概念和进步开始能力,并为LabVIEW 软件的研习打下异底子。
  
    [ 关键词] :机器技术;实验课程;工程概念
  
    [ 中国分类号] :G.3Investigation on Practical Course about Robot Technique
  
    for Engineering Studen t s Yu ji-gang,Huang wei,Zhuang ming-feng,Wu shuang-lin (Department of Electronic Engineering, LujiangUniversity, Xiamen 31005, P.R.China) [Abstract]: This paper proposed the importance of setting up the practical course about robot technique for the engineering students especially for the automation students.The practical course about would help the students to set up the concept on robot control theory and Artificial Intelligent, their skills on practical capability can be improved ,it would also lay a profound foundation on the LabVIEW software prograing. [Keywords]: Robot Technique, Practical Course, Engineering Concept1、 引言
  
    
机器技术作为新闻技术和先辈制造技术的典型代表和主要技术办,已为世界各国竞相进展的技术。195年,美国乔治·德沃尔策画了{dy}台电子程序可编程的工业机器,并于191年公布了该项机器专利。自19年美国{wn}主动化(Unimation)公司研制诞生界{dy}台工业机器(GM)以来[1](p),等国也很快地相继研制出了本身的机器。随着工业的快捷进展,机器的利益渐渐显现进去,各国都看到了机器技术对工业进展的深远影响,把机器的研制列入重点进展项目,使机器技术得以快捷进展。现今最{jd0}的机器是具有类外观特征,并可能模仿类行走的类型机器。机器技术是广泛触及待遇智能、计算机视觉、主动左右、慎密仪器、传感和新闻技术等一系列学科的创新研究和分析集。机器技术是一门分析很强的学科,它代表着一个国度的高科技进展程度。建国以来,我国的机器从无到有,特别是改革关闭以来,机器的进展新月异,机器技术曾经长远到各个规模,在不同的岗位上完类难以完的作事。 近年来,为落实教育部提出的“以新闻化带动教育今世化”的战略摆设,引发了学生的创新心灵魂魄和作育就实验能力,全豹推进了素质教育,我国相继开展了各种各样的科技竞赛动,这些动惹起学生极大兴趣,充实调动了学生的主动开始能力和创新能力。由于机器自身的特和对改社会的影响,机器技术不光是全豹素质教育的好教材,而且也是科普教育的紧要工具。本研究建立在乐高机器应用的底子上,论说了大学工科机器技术实验课程开设的可行和可作。大学工科开设机器技术实验的课程,有助于学生建立机器、左右技术和待遇智能的工程概念,有益于进步开始与编程能力。对作育就学生的创新能力,策画能力,开始能力,分析应用能力和研习兴趣,作育就新世纪机器技术的才,对我们的教育改革和机器技术进展具有紧要的现实意义。 乐高机器先容
  
    
由麻省理工学院开发的乐高机器[]是一种由内嵌了微型计算机的左右器和可编程积木组,它能以多种方式(包括传感器方式和红外通讯方式)与内部世界换新闻。可编程积木的开发切合了某些规模研究的必要,我们可能欺这些可编程积木轻易地组一个仿真编制平台来完我们的研究。
  
    为乐高机器编写程序的ROBOLAB软件是一个起步低,直观易学的图形化编程环境,是以美国国度仪器公司(National Instrument)的LabVIEW软件为底子的二次开发[3]。LabVIEW软件是通行于丈量和主动化规模的一种直觉式适用于数据采集和仪器左右的图形化程序发言,图形化编程发言被称为“工程师的发言”,使用这种发言时只需从效用面板选取必要的图表,拖曳到编程窗口,经过议定连线,即可完编程。它给工程师和迷信家提供了效用庞大的编程环境,编程员不必要以保守的编写程序方来建立本身的编制,而是以间接的方建立面板的机界面和方块图程序,使编程历程直观简捷,为更好地完如制造、质量测试、数据采集分析等任务,大大地收缩了开发周期。它编制的程序以框图的形式,许诺建造庞大的应用软件。对付使用者来说,编程就像策画流程图一样,在很短的时间内就能够学会,并谙练地应用于研究和作事。而且LabVIEW的庞大效用和纷乱是在NASA(美国国度航空和宇宙飞翔局) []这种程度的工程和科技为底子的。在1997年NASA的火星任务中, LabVIEW用于监测“周游者”的位子和形态。1997年诺贝尔物理奖获得者William D. Phillips[5]博士选用LabVIEW作为编程环境, 左右他发明的全新原子冷却实验。
  
    ROBOLAB软件保存了LabVIEW庞大的效用,这种编程方式防止了学生对研习发言编程的单调,使学生在较宽松、直观的编程环境中学会编程的一种思绪和理念,也有益于老师以直观易见的方式教授难以明白的编程概念。该软件支持在PC上运转,可经过议定连接在左右器输出端口的传感器采集数据,经过议定红外发射器将所采集的数据上传到计算机,举办数据分析(或举办绘图)和展示,并可能经过议定基于TCP/IP的互联网编程工具举办长途监控。ROBOLAB还具富厚的数据分析函数库,包括微积分、曲线拟合和PID运算等,轻易学生们间接举办数值分析与经管。周详的在线帮手形式,便于学生对软件的掌握和使用,删除了学生对西宾的依赖。ROBOLAB还预备了00多个编程模块,可能支持C/C++或VisualBasic等常用软件的编程。该软件的易学和编程效用不光为宽敞学生们的全部的编程工具,也遭到许多专职工程师们的接待。
  
    乐高机器教育产品让学生找到适合本身的出发点,使用乐高机器,学生的整体构思、策画和开发历程仿佛是现实作事中的可靠体验。他们就像真正的工程师一样,针对实验主题,举办研究、计划、策画、安装和测试。学生可能为单位,使用富厚的乐高积木、传感器、马达及齿等策画本身的机器,并为机器编写程序,让它完本身想让它做的事,要是有问题,学生就要重新考察策画、调试程序……直到末了的乐。
  
    ROBOLAB的环境不光让学生可能广泛研究工程策画规模的各种问题,而且极大的餍足了各种初级用户的需求。欺ROBOLAB的直观和乐高积木的易开始搭建机能,使得保守单调的编程任务变了有趣的历程。学生们在编程历程中不但研习和增进了这些相关学问,同时还进步了作为一个乐者不可缺少的开始能力、发言表达能力、解决问题能力和团队配合的能力。
  
    3 、大学开设机器技术实验课程教学的现实意义
  
    
机器技术是一门跨专业,高度分析的新兴学科。它分析了应用数学、力学、机械、电子、计算机、主动左右、传感技术、通讯和待遇智能等学科的{zx1}劳,是光机电一体化的典型应用。开展机器技术实验课程的教学,可能作育就学生分析应用能力和进步迷信素质。大学三年级以上的学生可能参与改革试点。学生遵循任务必要,在西宾领导下举办编制模块配置,模块策画,机器策画安置,制作,调试,模块软件编程等环节的研习,策画并制作小型机器举办角逐。此项教学改革可能把机器技术实验课程的教学和第二课堂相连合,欺学生的课余延迟策画时间,进步策画课题的分析,对作育就学生的策画能力、创新能力、开始能力和跨专业的分析应用能力,为全豹素质教育的开展,开发了新路线。
  
    机器技术还适应于央求出发点高、层次深的研究课题,有益于作育就学生观察、分析、试验、策画和开始等诸多研究能力。早在19年9月,美国前总统布什召开的美国历史上{swql}一次全美作事会议,会议制定了1世纪美国教育的点战略方向和步战略举措,并公布了《美国1世纪事业对学校的央求》的探访叙述(What Work Requires of School a SCANS Report for America 000)叙述中指出[]:由于迷信技术的进展和全球经济化的举办,就业市场已对作事者提出越来越高的央求,就业者不但要完备一定的学问底子,而且要完备较强的开始能力和各种现实才具,并合座提出从业员需完备五大能力,三大底子。这五大能力指:①、资源统筹能力;②、能欺多种科技学问办举办作事的能力;③、获得并欺新闻的能力;④、认识纷乱错的互相干系举办编制运作能力;⑤、善处际干系同别配合的能力。三大底子是:①、能力底子;②、思想底子;③、素质底子。而机器技术的教育和应用正是有益于对学生这五大能力,三大底子的作育就。 目前我国和国际上已有许多大学院校开展了相应的机器技术实验课程的教学动,许多院校把相该当实验室称为创新实验室。如:美国麻省理工学院(MIT)[7]、Case Western Reserve University[8]、City University of New York[9]、我国的上海通大学、宁波大学、天津职业技术学院和香港理工大学等多所院校。 鹭江职业大学电子工程系的实验与 体会
  
    
随着教育改革的长远,永远以来主要凭借讲授为主的担当研习正在被自主和缔造研习所取代。鹭江大学引入了乐高的中央套装、机器团队寻事套装、动力机械套装、机械工程套装等机器套件,为学生提供了开设研究型课程的试验器材,并开始在毕业策画中增设了“机器”的研究课题。运用乐高机器编制学生们建立了主动货物仓库模型、货物分拣编制及PCB板静态作事点和静态参数的主动测试与分析编制等研究课题。并在003年的全国大学生电子策画竞赛中电子系的学生仅欺{yt}多时间的研习,应用乐高积木和ROBOLAB软件策画了大赛中E组标题的智能小车,该编制的应用得了各位评委和其他学校领导老师与参赛选手的充实注意,乐高机器可编程积木(可能轻易地建立一个编制仿真平台)和左右的天真取得了民众的一致决定。
  
    经过议定乐高机器的实验,对学生建立工程概念,并对计算机、数学、物理、力学、机械和主动左右等学科的多方面学问的分析应用起到了一定的作用;使学生开阔了视野、拓宽了思绪,冲破了向来的思想定式。当今社会,迷信技术的快捷进展央求学生不但要掌握底子学问和专业学问,还必要对分析学问、前沿学问和织学问等多方面学问的掌握和应用,特别是机器技术更必要多方面先辈的分析学问。乐高机器完备了这方面的潜能,它蕴涵动力(包括太阳能)、环保、光敏、热敏、遥控、虚拟仪器和电脑编程等多种先辈迷信技术,可应用多种学问来构思策画并开始制造出各种仿真机器编制,更具有时期特征和适应社会进展的潮流。机器技术实验课程使学生变化了以往实验课程中的尺度化、常例化,在没有事后设定的框框和结论的底子上,一切靠学生自主地去研究、联想、构思和策画,充实发挥学生的缔造力,使学生置身于充满兴会、缔造、寻事的动中。由于没有坚固的形式和决定的尺度答案,也不受教材和结论的限制和限制,学生xx在一个关闭的环境及第办自主式的研究和研究,作育就了学生果敢、相信、质疑和猎奇等绪素质,在客观上使学生勇于研究,特长研究,追求自身价值,章服了思想定势和思想。
  
    在科技益进展的本,实验课程开设的概念和内在也要跟上时期的步伐,抓住机遇,把教学放在学生能力的作育就上。进步实验课程的研究水宽厚技术含量,经过议定智能教学模型来解决坐蓐实验遇到的现实问题,开阔视野,对引发学生的研究兴趣,为进入下一阶段的研习打下坚实的底子。
  
    5、 结论
  
    
基于今世技术的创新是我们实验的方向,作育就学生的创新思想和工程概念是{dy}位的,作育就学生这方面的素质已为现今教育改革的紧要方向之一。推动大学生科技创新和科技竞赛动的进展,进步他们的迷信素质,引发宽敞学生们研习、研究、掌握和运用机器技术的兴趣,鼓励了教育制度的改革。相仿乐高机器的教学编制如德国的惠鱼机器、广州河汉双龙的单片机机器和凌阳科技的开发编制都将取得了广泛的普遍应用。在大学工科越发是主动化专业开设机器技术实验教学课程,可能给学生们提供一个平台和环境,让学生本身去联想,去缔造,作育就学生尽头欠缺的开始能力、缔造力和联想力,并能够鼓励学生去连续地研究,掌握{zx0}辈的技术,开拓改。所以大学工科开设机器技术实验课程是可作和可行的。
  
    作者简介:于季刚(193.—),男,山东山, 实验师,处置实验教学与实验室制造 [参考文献]: [1] 蔡自兴.机器学[M].北京.清华大学出版社,000.
  
    [] 西觅亚科技网站中心.关于乐高教育部[EB/OL].. http:///new/philosophy/history/index. htm/
  
    [3] National Instruments. Education Initiative. [EB/OL]. . . http:///robolab/
  
    []NASA(NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION). home. [EB/OL]. .
  
    http://v/externalflash/mk/frameset.ht ml
  
    [5]NIST Physics Laboratory. Physics Laboratory News. [EB/OL]. .http://physics.nist.gov/News/Nobel/1997nobel.html
  
    [] 蒋端.研究型实验带动研究课程的进展—三年来惠鱼智能教具在我院实施景述介[J].无锡教育学院院报.001.03.p
  
    [7] Massachusettes Institute of Technology. Autonomous Robot Design Competition. [EB/OL]. . http://web.mit.edu/.70/www/
  
    [8]CaseWestern ReserveUniversity. Index of /Courses. [EB/OL]..http://wru.edu/courses/lego375/
  
    [9] CityUniversity of New York. Teaching. [EB/OL]..http://comet.lehman.cuny.edu/stjohn/teaching/legos / 本文公布于:
  
    00年9月刊. 厦门鹭江职业大学学报 ~3,福州.福建工程学院.南边九省电工会商议文集。
  
    作者联系地址:厦门鹭江大学电子系,邮编:31005
  
    :于季刚
  
    电话:059-05107(H);115(O);1387(O)
  
  
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