智能機(jī)器人在職業(yè)院校的教學(xué)研究

錢(qián)桂名

摘 要：由于社會(huì)工業(yè)的發(fā)展，勞動(dòng)力成本的提高，工作環(huán)境等因素的變化，機(jī)器人在未來(lái)將會(huì)大量的走入百姓的生活，本文通過(guò)對(duì)智能機(jī)器人技術(shù)的簡(jiǎn)單介紹，教會(huì)學(xué)生掌握相應(yīng)的機(jī)器人的拆裝、維修等基礎(chǔ)性的工作，對(duì)培養(yǎng)高技能人才的高職院校開(kāi)設(shè)智能機(jī)器人技術(shù)實(shí)踐課程的重要性，不可缺少性進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人；拆裝；實(shí)踐

機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類(lèi)指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類(lèi)工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。高職院校培養(yǎng)的就是高技能的人才，對(duì)機(jī)器人技術(shù)的掌握也是未來(lái)工作非常重要的一個(gè)部分，所以，在高職院校開(kāi)設(shè)機(jī)器人技術(shù)實(shí)踐課程，目的就是通過(guò)輔助的教學(xué)模型，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，再融入相關(guān)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

一、智能機(jī)器人及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)在高職院校開(kāi)設(shè)的重要性與必要性

智能機(jī)器人作為現(xiàn)代機(jī)械化生產(chǎn)和制造業(yè)的重要自動(dòng)化裝備，越來(lái)越受到重視，在制造業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。隨著我國(guó)工業(yè)化程度不斷加快，工業(yè)技術(shù)和制造業(yè)發(fā)展不斷推進(jìn)，智能機(jī)器人的市場(chǎng)需求逐步增加。為了提高德國(guó)的工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，在新一輪的工業(yè)革命者中占領(lǐng)先機(jī)，德國(guó)政府提出了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，中國(guó)政府?dāng)M定了中國(guó)制造業(yè)的頂層設(shè)計(jì)——“中國(guó)制造2025”的既定方略。智能機(jī)器人是智能化及人機(jī)互動(dòng)等技術(shù)的集中體現(xiàn)，這就要求企業(yè)具備高素質(zhì)的技能人才，為制造企業(yè)輸送人才的高職院校開(kāi)設(shè)相關(guān)的課程及專(zhuān)業(yè)也變得炙手可熱。

二、利用機(jī)器人模塊套件進(jìn)行拆裝教學(xué)

（一）以小組的形式進(jìn)行機(jī)器人模型套件組裝

實(shí)例：機(jī)械手（抓件機(jī)器人）的組裝步驟

1）試驗(yàn)設(shè)備與器材：慧魚(yú)機(jī)器人套件、電動(dòng)機(jī)、渦輪蝸桿

2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

a.熟練基本的機(jī)械搭建增強(qiáng)個(gè)人創(chuàng)新意識(shí)；

b.了解機(jī)械手的工作方法；

c.掌握渦輪、蝸桿的技術(shù)，可應(yīng)用其技術(shù)組裝出由電機(jī)帶動(dòng)的機(jī)械手。

3）要求與過(guò)程：

a.搭建一個(gè)承載機(jī)械手的底盤(pán)，并擁有轉(zhuǎn)動(dòng)的作用；

b.使用有關(guān)渦輪與蝸桿的知識(shí)，組裝出機(jī)械手臂；

c.將機(jī)械手臂與底盤(pán)組裝起來(lái)，編寫(xiě)程序，使其能夠抓取物件。

4）實(shí)踐活動(dòng)的內(nèi)容：將各小組做的機(jī)械手放在同一張桌上，在同樣的條件下，觀察哪組的機(jī)械手運(yùn)行最順，那組的結(jié)構(gòu)最完備，那組的外形最美觀，選出優(yōu)勝者，并在課堂討論各自的特點(diǎn)。

5）圖解：

（二）編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，是讓學(xué)生學(xué)會(huì)收集機(jī)器人的相關(guān)資料，應(yīng)用相應(yīng)的文獻(xiàn)檢索查閱各國(guó)機(jī)器人發(fā)展的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括設(shè)計(jì)背景，設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)方法、控制原理、使用功能等。

（三）用UG等三維軟件繪制設(shè)計(jì)機(jī)器人

目的：可以通過(guò)三維軟件的設(shè)計(jì)，較直觀的了解設(shè)計(jì)的機(jī)器人的外觀、色彩、用途，在設(shè)計(jì)初稿之后，小組進(jìn)行討論，教師進(jìn)行指導(dǎo)、修改，逐漸完善。在一個(gè)過(guò)程完成之后，將分組進(jìn)行匯報(bào)展示和演說(shuō)，在這個(gè)過(guò)程中鍛煉學(xué)生的組織能力和表達(dá)能力。

三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，這既是對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的驗(yàn)證，也可以重新進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)，從而對(duì)現(xiàn)有的三維軟件進(jìn)行熟練，也提升了自己的研發(fā)設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（四）任意組裝機(jī)器人模型

三維模型設(shè)計(jì)好之后，通過(guò)前面階段對(duì)組合套件的組裝，我們要自行搭建設(shè)計(jì)的機(jī)器人模型，用以驗(yàn)證模擬的設(shè)計(jì)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生的自主研發(fā)能力，創(chuàng)新能力，動(dòng)手能力都會(huì)有效的提高。

（五）機(jī)器人的故障診斷與維修

現(xiàn)代教學(xué)用機(jī)器人以及工業(yè)機(jī)器人都屬于是模塊化設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)器人的故障診斷，就首先應(yīng)當(dāng)對(duì)機(jī)器人的結(jié)果熟悉，能夠診斷出是某個(gè)模塊出現(xiàn)的故障，從而進(jìn)行維修。如：電機(jī)故障，檢查控制柜內(nèi)跳閘斷路器所對(duì)應(yīng)的電機(jī)故障的原因，做出相應(yīng)的處理；變頻器故障（包括編組、推袋、分層、升降/垛盤(pán)輸送），檢查處理電機(jī)回路有接線松動(dòng)或線路有人為改動(dòng)變頻器本身故障，檢查變頻器面板輸出的錯(cuò)誤代碼，參考變頻器說(shuō)明書(shū)處理。

三、機(jī)器人技術(shù)教學(xué)成果

將機(jī)器人技術(shù)按照機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、控制、程序分成幾個(gè)模塊，在機(jī)器人技術(shù)大綱的要求下設(shè)計(jì)與制作機(jī)器人，熟練其原理，以小見(jiàn)大，為開(kāi)發(fā)創(chuàng)新做好基礎(chǔ)性的準(zhǔn)備。讓學(xué)生能夠勤動(dòng)手，勤動(dòng)腦，敢于創(chuàng)新，將機(jī)器人課程進(jìn)行開(kāi)發(fā)，總結(jié)研究一套成熟的教學(xué)體系，應(yīng)用于日后的機(jī)器人專(zhuān)業(yè)的教學(xué)實(shí)踐。

四、結(jié)語(yǔ)

智能機(jī)器人系統(tǒng)研究于20世紀(jì)60年代末期開(kāi)始，70年代末出現(xiàn)了新高潮，在80年代中期設(shè)計(jì)和制造浪潮席卷全世界，中國(guó)雖然具有較晚的起步但是具有較快的進(jìn)步，但不得不承認(rèn)中國(guó)在核心與關(guān)鍵技術(shù)的原創(chuàng)性研究、高性能工藝裝備的自主設(shè)計(jì)與制造本領(lǐng)，高水準(zhǔn)的基礎(chǔ)功能部件批量生產(chǎn)等技能仍然與發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的差距。隨著機(jī)器人技術(shù)的普及，高職機(jī)械教學(xué)中三維軟件技術(shù)的普遍應(yīng)用，將成為提高機(jī)器人技術(shù)課堂教學(xué)效果的必備手段，將為機(jī)器人教學(xué)帶來(lái)新的活力。

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