智能機器人在職業院校的教學研究

錢桂名

摘 要：由于社會工業的發展，勞動力成本的提高，工作環境等因素的變化，機器人在未來將會大量的走入百姓的生活，本文通過對智能機器人技術的簡單介紹，教會學生掌握相應的機器人的拆裝、維修等基礎性的工作，對培養高技能人才的高職院校開設智能機器人技術實踐課程的重要性，不可缺少性進行了闡述。

關鍵詞：智能機器人；拆裝；實踐

機器人（Robot）是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。高職院校培養的就是高技能的人才，對機器人技術的掌握也是未來工作非常重要的一個部分，所以，在高職院校開設機器人技術實踐課程，目的就是通過輔助的教學模型，培養學生動手能力，再融入相關的專業基礎知識，增強學生的創新思維能力。

一、智能機器人及其相關專業在高職院校開設的重要性與必要性

智能機器人作為現代機械化生產和制造業的重要自動化裝備，越來越受到重視，在制造業的應用越來越廣泛。隨著我國工業化程度不斷加快，工業技術和制造業發展不斷推進，智能機器人的市場需求逐步增加。為了提高德國的工業競爭力，在新一輪的工業革命者中占領先機，德國政府提出了“工業4.0”戰略，中國政府擬定了中國制造業的頂層設計——“中國制造2025”的既定方略。智能機器人是智能化及人機互動等技術的集中體現，這就要求企業具備高素質的技能人才，為制造企業輸送人才的高職院校開設相關的課程及專業也變得炙手可熱。

二、利用機器人模塊套件進行拆裝教學

（一）以小組的形式進行機器人模型套件組裝

實例：機械手（抓件機器人）的組裝步驟

1）試驗設備與器材：慧魚機器人套件、電動機、渦輪蝸桿

2）實驗目的：

a.熟練基本的機械搭建增強個人創新意識；

b.了解機械手的工作方法；

c.掌握渦輪、蝸桿的技術，可應用其技術組裝出由電機帶動的機械手。

3）要求與過程：

a.搭建一個承載機械手的底盤，并擁有轉動的作用；

b.使用有關渦輪與蝸桿的知識，組裝出機械手臂；

c.將機械手臂與底盤組裝起來，編寫程序，使其能夠抓取物件。

4）實踐活動的內容：將各小組做的機械手放在同一張桌上，在同樣的條件下，觀察哪組的機械手運行最順，那組的結構最完備，那組的外形最美觀，選出優勝者，并在課堂討論各自的特點。

5）圖解：

（二）編制設計說明書

設計說明書，是讓學生學會收集機器人的相關資料，應用相應的文獻檢索查閱各國機器人發展的現狀，設計說明書應包括設計背景，設計流程、設計方法、控制原理、使用功能等。

（三）用UG等三維軟件繪制設計機器人

目的：可以通過三維軟件的設計，較直觀的了解設計的機器人的外觀、色彩、用途，在設計初稿之后，小組進行討論，教師進行指導、修改，逐漸完善。在一個過程完成之后，將分組進行匯報展示和演說，在這個過程中鍛煉學生的組織能力和表達能力。

三維軟件進行設計，這既是對現有產品的驗證，也可以重新進行產品的設計、研發，從而對現有的三維軟件進行熟練，也提升了自己的研發設計能力和團隊協作能力。

（四）任意組裝機器人模型

三維模型設計好之后，通過前面階段對組合套件的組裝，我們要自行搭建設計的機器人模型，用以驗證模擬的設計。在這個過程中，學生的自主研發能力，創新能力，動手能力都會有效的提高。

（五）機器人的故障診斷與維修

現代教學用機器人以及工業機器人都屬于是模塊化設計，對機器人的故障診斷，就首先應當對機器人的結果熟悉，能夠診斷出是某個模塊出現的故障，從而進行維修。如：電機故障，檢查控制柜內跳閘斷路器所對應的電機故障的原因，做出相應的處理；變頻器故障（包括編組、推袋、分層、升降/垛盤輸送），檢查處理電機回路有接線松動或線路有人為改動變頻器本身故障，檢查變頻器面板輸出的錯誤代碼，參考變頻器說明書處理。

三、機器人技術教學成果

將機器人技術按照機構、驅動、控制、程序分成幾個模塊，在機器人技術大綱的要求下設計與制作機器人，熟練其原理，以小見大，為開發創新做好基礎性的準備。讓學生能夠勤動手，勤動腦，敢于創新，將機器人課程進行開發，總結研究一套成熟的教學體系，應用于日后的機器人專業的教學實踐。

四、結語

智能機器人系統研究于20世紀60年代末期開始，70年代末出現了新高潮，在80年代中期設計和制造浪潮席卷全世界，中國雖然具有較晚的起步但是具有較快的進步，但不得不承認中國在核心與關鍵技術的原創性研究、高性能工藝裝備的自主設計與制造本領，高水準的基礎功能部件批量生產等技能仍然與發達國家有很大的差距。隨著機器人技術的普及，高職機械教學中三維軟件技術的普遍應用，將成為提高機器人技術課堂教學效果的必備手段，將為機器人教學帶來新的活力。

參考文獻：

[1] 周宇.高職院校《工業機器人技術》課程教學改革的探討[J].2012，（16）.

[2] 肖超.工業機器人機械本體模塊化設計.中國機械工程，2016.