项目一怎样让移动机器人思考

-.z机器人控制技术〔微控制器〕工程一怎样让移动机器人思考一、教学引导学习目标通过查阅资料，能分析移动机器人的功能与技术要求，确定移动机器人的根本构造；能根据功能与技术要求，进展单片机、驱动电源等器件的选用；能根据小组成员的实际情况，合理分配学习性工作任务，制订实施方案；会制定任务设计方案及程序设计构造；会设计单片机控制板等接口电路；能使用软件设计、仿真电路并进展PCB制作；能利用Coredraw软件设计移动机器人底盘，并通过激光切割机完成底盘制作；能够整理设计文档，编写移动机器人使用说明书。学习内容阅读设计制作任务书，并进展任务分析收集资料，了解相关知识制订设计方案单片机控制板、电源等接口电路设计和PCB板设计、制作移动机器人底盘设计与制作移动机器人硬件安装与调试移动机器人软件设计与调试移动机器人通信、计算等功能测试编写移动机器人的使用说明书文档资料归档学习任务完成移动机器人控制板和底盘的方案设计完成移动机器人控制板和底盘的设计与制作完成技术文档的编写完成学习过程的自我评价表填写二、任务分析学习要求：在这一环节要求学生分组并结合一下引导问题查阅资料，在充分了解各种移动机器人的技术要求的情况下，确定本次设计的移动机器人的构造，完成表1-1任务分析学习单和表1-2任务分析工作单。1．任务书任务：设计并制作一款移动机器人的控制板和底盘。根本要求：〔1〕设计适合移动机器人使用的单片机控制板；〔2〕设计移动机器人的底盘构造；〔3〕机器人能够通过控制板与PC机进展通信；〔4〕机器人底盘预留充分的拓展接口。可选要求：〔1〕机器人能够进展简单的运算并把结果显示在PC机上。2.学习准备单见表1-1任务分析学习单3.任务分析过程工作单要求：设计者在工作单中详细记录自己为确定移动机器人的控制板和底盘而所做的努力，包括根据引导问题准备要学习的内容，以及随着对移动机器人的了解进一步要学习的内容；完成这些内容所用的时间与方法；在收获一栏中详细说明自己所获得的有关移动机器人方面的专业知识和其它能力要求。参照附表1-2“怎样让移动机器人思考〞任务分析过程工作单，填写相关内容。任务分析阶段要求完成：根据表1-1“怎样让移动机器人思考〞任务分析学习单中的引导问题完成表1-2“怎样让移动机器人思考〞任务分析过程工作单的填写，并上传至ftp。三、方案设计1.制订方案设计方案根据表1-3“怎样让移动机器人思考〞方案设计学习单，通过小组讨论制订并在表1-4“怎样让移动机器人思考〞方案设计工作单中实施方案一栏如实填写方案设计方案。2.确认方案教师对方案方案进展审核、确认。3.实施方案设计团队通过资料收集，进展方案编写。要求如实填写表1-4“怎样让移动机器人思考〞方案设计工作单中的内容。方案设计应包含以下内容：〔1〕设计目的〔2〕设计思路〔3〕方案比照及论证〔4〕功能模块划分〔5〕系统设计框图〔6〕关键元器件筛选〔7〕任务实施方案及工作进度安排4．方案检查设计团队根据设计方案的内容，做好PPT进展方案介绍，要求简明地阐述其方案的完整性、合理性，内容应包括对设计目的、设计思路、方案比照及论证、功能模块划分、系统框图设计、关键元器件筛选，任务实施方案及工作进度安排等的阐述。最后，设计团队承受教师及其他团队成员的提问，设计团队要做好问题的记录，作为方案修改的依据。方案通过后，可以开展下一步工作。方案设计阶段要求完成：根据表1-3“怎样让移动机器人思考〞方案设计学习单中的引导问题完成表1-4“怎样让移动机器人思考〞方案设计工作单的填写，并上传至ftp，同时应做好方案设计PPT进展方案设计汇报，方案设计PPT也要上传至ftp。四、硬件电路设计和底盘设计要求：根据表1-5“怎样让移动机器人思考〞硬件设计学习单，制订硬件设计方案，准备好硬件电路设计所需的元件清单，查阅并学习相关资料、进展原理图和PCB设计、硬件电路安装与调试；根据表1-7“怎么让移动机器人思考〞底盘设计学习单，分析移动机器人的功能，设计底盘构造及拓展功能。确定每项工作内容完成的时间、要求、责任人。在硬件电路设计与装调过程中，参照学习案例，开展工作，工作过程中的问题可以通过小组讨论、在线答疑等方式解决，同时要认真填写表1-6“怎样让移动机器人思考〞硬件设计工作单。根据底盘设计构造图，通过参考资料学习使用Coraldraw4*绘图软件，完成底盘设计，并学习使用激光雕刻机完成底盘设计。硬件电路设计和装调阶段要求完成：根据表1-5“怎样让移动机器人思考〞硬件设计学习单中的引导问题完成表1-6“怎样让移动机器人思考〞硬件设计工作单的填写，并上传至ftp，同时应完成控制板的原理图、PCB的设计及底盘构造图设计，并将设计文件上传至ftp。五、软件设计要求：根据表1-8“怎样让移动机器人思考〞软件设计学习单，制订软件设计方案，准备好软件设计相关资料，同时要认真填写表1-9“怎样让移动机器人思考〞软件设计工作单。软件设计阶段要求完成：根据表1-8“怎样让移动机器人思考〞软件设计学习单中的引导问题完成表1-9“怎样让移动机器人思考〞软件设计工作单的填写，并上传至ftp，同时应完成移动机器人通信软件程序的设计和仿真测试，并将设计文件和仿真测试文件上传至ftp。六、技术文档编写1.完成设计产品技术文档的编写2.完成技术资料的归档3.完成表1-10整机测试学习单和表1-11整机测试工作单的填写技术文档编写阶段要求完成：根据表1-10“怎样让移动机器人思考〞整机测试学习单中的引导问题完成表1-11“怎样让移动机器人思考〞整机测试工作单的填写，并上传至ftp，同时应完成移动机器人的控制板和底盘产品技术文档的编写，并对设计过程中使用过的技术资料进展归档，并将产品技术文档和归档后的技术资料命名后上传至ftp。*技术文档撰写要求：〔1〕各模块及整机测试情况说明〔2〕产品使用本卷须知〔3〕产品常见故障及排除方法七、产品展示、总结汇报1．设计报告撰写2．设计报告撰写要求(1)设计内容(2)设计思路(3)移动机器人控制板原理图和实物图(4)移动机器人底盘设计图和实物图(5)程序流程图(6)调试过程出现的问题分析(7)设计的优缺点及进一步改进的设想(8)通过参与评价和交流，主动地客观检查和评价自己，改进设计中缺乏之处，吸取他人经历，进一步完善自我设计。3．完成表1-12总结评价。产品展示、总结汇报阶段要求完成：设计报告的撰写，作品展示，总结汇报PPT的制作，完成表1-12总结评价的内容，并将设计报告、汇报PPT和评价表上传至ftp。表1-1任务分析学习单学习工程怎样让移动机器人思考学习任务名称任务分析学习目标：学习方式小组讨论能设计移动机器人主控制板并制作调试操作实训主控板能下载程序，单片机IO预留接口能设计移动机器人底盘并制作操作实训利用Coredraw软件设计底盘，通过激光切割机完成底盘制作；底盘预留充分的拓展接口能通过控制板让移动机器人与PC机通信操作实训机器人能进展根本运算，与PC机通信场地、设备、工具、材料建议场地：机器人实训室、图书馆、制版室设备：PC机、雕刻机、万用表、电烙铁、腐蚀机等材料：玻璃板、焊锡、覆铜板等引导问题〔1〕主控板的设计采用哪款单片机.其有多少引脚?各个引脚的用法如何.〔2〕单片机采用哪种方式供电，如何保证单片机的供电电压为5V.〔3〕如何考虑主控板的各局部电路之间综合布局合理.〔4〕移动机器人底盘用何种材料制作.〔5〕设计底盘时，各螺母孔径大小和位置如何确定.〔6〕设计底盘时还有哪些需要考虑的问题.应提交材料1.汇总的学习资料〔电子稿〕2.学习过程记录单-.z表1-2任务分析过程工作单工程怎样让移动机器人思考任务名称设计任务分析学习记录说明：小组成员根据移动机器人主控板和底盘设计的任务要求，认真学习相关知识，并将学习过程的内容〔要点〕进展记录，同时也将学习中存在的问题进展记录，填写下表班级小组成员主控板采用的单片机并简述之如何解决单片机供电电压问题设计底盘时，各螺母孔径大小和位置如何确定.底盘设计时其他要考虑的问题任务分析的工作过程开场时间完成时间说明：根据小组成员的学习结果，通过分析与讨论，完本钱工程的任务分析，填写下表产品用途详细功能描述技术指标安装要求检测内容存在问题及建议表1-3方案设计学习单学习工程怎样让移动机器人思考学习任务名称方案设计学习目标学习方式能根据功能和技术指标的要求，提出有针对性的问题，提出的问题与实际情况相符,并能主动解决。查阅资料系统构造清楚，信号表达正确，符合功能要求。资料分析主要器件的选择，保证所设计的移动机器人具有较高的性价比，能够满足功能和技术指标的要求。资料分析场地、设备建议校内实训室、图书馆引导问题〔1〕根据设计要求，确定主控板和底盘设计的方案。〔2〕根据移动机器人各模块的供电要求，选择合理的供电电压。〔3〕根据移动机器人的整体构造和功能，设计合理的外形底盘。〔4〕考虑是否要完成可选要求，假设要则需选择设计方案，确定系统构造。〔5〕小组中成员的工作如何分配.工作方案是什么.应提交材料1．方案设计工作单2．方案汇报PPT表1-4方案设计工作单工程名称怎样让移动机器人思考任务名称方案设计方案设计分工子任务提交材料承担成员完成工作时间单片机选型单片机的选型分析主控板供电电压供电电压解决方法主控板测试方法测试方法分析底盘设计底盘设计的分析方案汇报PPT工作记录班级小组成员说明：小组成员根据方案设计的任务要求，进展认真学习，并将学习过程的内容〔要点〕进展记录，同时也将学习中存在的问题进展记录，填写下表方案设计的工作过程开场时间完成时间说明：根据小组成员的学习结果，通过小组分析与讨论，最后形成设计方案，填写下表构造框图原理说明关键器件选型实施方案承担者负责内容预计完成时间存在问题及建议表1-5硬件设计学习单学习工程怎样让移动机器人思考学习任务名称硬件设计学习目标学习方式收集触觉传感器接口电路、电机控制接口电路的相关资料，消化并吸收资料收集能够根据掌握的资料，制订硬件电路设计与装调的工作方案小组讨论能够根据所学的知识，进展触觉导航机器人各功能模块的设计小组讨论能够根据所选的元器件及相关资料，进展原理图和PCB板图设计操作实训能够根据各个电路模块，使用仪器仪表进展电路调试操作实训场地、设备、工具、材料建议场地：图书馆、单片机实训室、PCB制版室软件：ProtelD*P2004SP2软件仪器仪表：示波器、万用表、信号发生器工具：焊接工具、螺丝刀、斜口钳等引导问题〔1〕控制板的供电用什么方式提供.怎样保证稳定的供电.〔2〕控制板的布局应考虑哪些因素.〔3〕控制板PCB图设计过程中电源及地应考虑哪些问题.〔4〕控制板PCB图布线应注意什么问题.〔5〕机器人底盘用什么软件设计.底盘设计要考虑哪些因素.〔6〕可执行程序的下载用什么方法.应提交材料1．设计实物2．设计电路图表1-6硬件设计工作单工程名称怎样让移动机器人思考任务名称硬件设计硬件设计分工子任务提交材料承担成员完成工作时间原理图设计原理图、器件清单PCB设计PCB图硬件安装与调试调试记录底盘设计与加工面板图、底盘学习记录班级小组编号成员说明：小组成员根据硬件设计的任务要求，进展认真学习，并将学习过程的内容〔要点〕进展记录，同时也将学习中存在的问题进展记录，填写下表硬件设计的工作过程开场时间完成时间说明：根据硬件系统的根本构造，画出系统各模块的原理图，并说明工作原理，填写下表移动机器人控制板电路移动机器人底盘设计图移动机器人控制板电路PCB元器件布局图存在问题及建议表1-7“软件设计〞学习单学习工程怎样让移动机器人思考学习任务名称软件设计学习目标学习方式能够根据设计要求，进展程序模块的划分小组讨论能够根据功能要求，设计主程序及各功能模块的流程图小组讨论能够编写前进、后退、左转、右转子程序操作实训能够编写触须状态识别子程序操作实训能够编写机器人导航程序操作实训能够使用仿真软件进展程序调试操作实训场地、设备、工具、材料建议场地：实训室工具：程序下在线、仿真平台引导问题〔1〕如何让机器人控制板与PC机通信.〔2〕如何让机器人进展根本运算，并把结果显示在PC机上.应提交材料1．仿真设计文件2．程序代码表1-8 软件设计工作单工程名称怎样让移动机器人思考任务名称软件设计软件设计分工子任务提交材料承担成员完成工作时间移动机器人进展根本运算程序流程图及源程序学习记录班级小组编号成员说明：小组成员根据软件设计的任务要求，进展认真学习，并将学习过程的内容〔要点〕进展记录，同时也将学习中存在的问题进展记录，填写下表软件设计的工作过程开场时间完成时间说明：根据软件系统构造，画出系统各模块的程序流程图及各模块所使用的资源，填写下表移动机器人根本运算程序存在问题及建议-.z表1-9“整机测试〞学习单学习工程怎样让移动机器人思考学习任务名称整机测试学习目标学习方式能根据设计要求确定各功能测试的方法小组讨论能根据设计要求确定各技术参数测试的方法小组讨论能根据测试结果分析设计方案的优缺点小组讨论场地、设备、工具、材料建议场地：实训室工具：示波器、数字电压表引导问题〔1〕进展哪些方面的测试.如何测试.〔2〕结果如何.是否符合设计要求.〔3〕本设计方案的优缺点。〔4〕如何编写技术文档.应提交材料测试结果分析表-.z表1-10整机测试工作单工程名称怎样让移动机器人思考任务名称整机测试和技术文件编写分工表子任务提交材料承担成员完成工作时间制订测试方案测试方案整机测试测试记录编写使用说明书使用说明书编写设计报告总