机器时代探索者机械创新套件说明高级版A3002.docx
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机器时代探索者机械创新套件说明高级版A3002
机械创新套件介绍
高级版A3002
工程创新实验室设备
机器时代（北京）科技有限公司
目录
一、“探索者”机械创新套件特点3
二、“探索者”机械创新套件模块说明4
2.1产品构造4
2.2、结构件5
2.3、控制器5
2.4、示教编程6
2.5、舵机6
2.6、传感器6
2.7、开发环境7
2.8、附件8
2.9、配套资源8
三、配套实验课程示例9
四、产品配置11
五、公司介绍12
一、“探索者”机械创新套件特点
“探索者”机械创新套件结合了机械、电子、传感器、计算机软硬件、控制、人工智能和造型技术等众多的先进技术。
精心设计的金属结构件能完成几乎所有的机械结构搭建，实现几乎全部的传动方式，配合以高性能的ARM7LPC213832位控制器，8种常用传感器，多个伺服电机，方便验证机器人机构的运动特性，并可以完成大纲规定的大多数数字/模拟电路、单片机、检测技术等方面的实验，贴近日常教学。
C语言、流程图、便携式三种编程方式，方便不同程度，不同需求的用户选择使用。
独创的便携编程方式，让用户可以在不便使用电脑的环境，或仅需要简易编程的情况下顺利完成对机器人的程序设定。
多学科穿插融合，鼓励动手，鼓励创新的教学思路，将为学生提供一个前所未有的动手操作平台，通过对机器人机构的不断地设计、组装、调试、拆卸，给予学生广阔的发挥余地，激发学生的学习热情和创新意识，沿着“学习——实践——总结——创新”的道路不断发展。
使学生能够广泛适用于机械、机电一体化、电气工程、自动化工程等方向的就业需求。
而巧妙的机械结构和高性能、多种类电子部件、软件平台的结合，可设计出独创的智能机器人，完成具有深层开发性质的研究课题，并为教师和学生提供良好的软硬件平台。
二、“探索者”机械创新套件高级版A3002模块说明
2.1产品构造
包装
第二层：
结构零件
第一层：
电子模块&组装工具
第三层：
扩展零件
2.2、结构件
27种2.4mm板厚金属结构件、5种塑料结构件，全部按照国际零件标准设计，总数386个，其他结构零配件1600多个。
每两结构件只需1个螺钉连接，并可任意选择连接角度。
结构件结构精密，各个结构件之间能够任意连接，并可以选择多个连接角度。
零件通用性强,能够自由组装成为机械臂、机械手爪、小车、多足机器人、蛇形机器人等数百种不同的机器人，构型丰富,扩展功能强大。
2.3、控制器
采用ARM7213832位60MHz嵌入式MCU作为控制器核心，支持UCOS-II操作系统。
72个TTL电平输入接口；18个机器人舵机输出接口；可支持最多36个直流电机；
1个遥控示教盒信号接口，1个USB-Debugger下载、调试、通讯一体化接口。
支持宽范围串行通信接口和片内内存不低于32KB的SRAM。
控制器之间可串联使用。
支持听觉识别、语音识别、图形识别、颜色识别、图像识别等扩展。
2.4、示教编程
遥控编程手柄采用AVR16芯片，可作为示教盒使用，执行示教盒遥控编程。
4个动作录制按钮，4个动作播放按钮，可同时录制4路输入接口；8个摇杆，可同时控制8路输出接口；1个ISP下载、调试、通讯一体化接口。
2.5、舵机
包括16个标准舵机，8个圆周舵机，数字控制，舵机具有角度和速度调节功能，其中圆周舵机可作为直流电机使用。
工作电源：
4.8-6V；工作电流：
<10mA；扭力：
2.2kg/cm。
2.6、传感器和模块
8种共22个即插即用传感器，TTL电平控制，四芯输入线接口，包括近红外传感器、触碰传感器、光强传感器、闪动传感器、声音传感器、黑标传感器等。
闪动传感器可感受光线晃动，如人手摆动，30cm内有效。
光强传感器可感受光线强弱的变化，光线弱时触发，正常室内灯光不触发。
声控传感器可感受声响，2m外正常拍手声响有效。
近红外传感器可感受红外物体的靠近，5cm以内距离有效。
黑标传感器可识别1cm以上宽度的黑色标记，3cm以上深度悬崖。
触碰传感器可感受物体的触碰。
触须传感器可感受物体对触须的触碰或大幅度晃动。
白标传感器可识别1cm以上宽度的白色标记，近距离检测障碍。
1个可录制最多20秒语句，可外接输入输出设备的语音模块；1个最多可支持识别6条用户自定义语句的语音识别模块；6个红绿双色LED模块，1个串口蓝牙通讯模块，1个自平衡模块。
2.7、开发环境
具有C语言和图形化两种开发环境，TKStudio和RobottimeRobotStudio（RRS）软件套装，支持交叉编译执行，非解释执行，支持所有ANSIC的特性，如指针、数组、结构体、位操作等，是程序编写、编译、下载、调试一体的集成开发环境。
TKStudioC语言编程平台
TKStudioC语言编程，编写C语言代码并刷写到芯片中。
RobotwayRobotStudio动画式机器人开发平台
支持图形化编程，用图形化、可视化的方式给机器人编程，在后台编译、并下载到机器人控制器上执行；
2.8、附件
螺钉、螺母、螺柱、轮胎、履带、套管等1600多个；线缆29根；电源适配器1根；组装工具1套。
2.9、配套资源
每套含有《使用指南》、《训练手册》、《机构大全》、《创新攻略》四本教材，提供全部电路图。
《机构大全》提供30种以上典型机器人的搭建指导，以组装图为主，浅显易懂，并包含电缆连接示意图，可在官方网站下载更新资源。
教材内容包括机器人的硬件和软件实验，包括图形化开发软件6个使用范例实验，10个C语言编程控制机器人范例实验，提供C语言函数库并开放源代码。
提供全部组件的三维实体模型（IGES格式），可用于PRO/E、SolidWorks等软件搭建机器人虚拟样机，也可用于ANSYS、UG等软件进行运动学和动力学仿真。
提供实验范例的全部源程序，便于教学使用。
三、配套实验课程示例
提供配套教材《“探索者”机械创新套件训练手册》，由浅入深，引导学生从机械原理入手，逐步完成一系列机器人实验
实验一机构认知与分析实验
实验目的：
通过双足机构的组装和观察学习，了解连杆、偏心轮、齿轮等机构的组合方式分析其运动变换功能，了解其运动特点和实际应用；加深同学们对常见各类机构的基本类型和用途的理解。
实验二机构运动简图测绘实验
实验目的：
从原理方面表达机构的组成和运动性质，以便进行机构的分析和设计。
它是了解、分析现有机械的手段，也是新机械运动方案设计的工具。
通过实验就要初步掌握从实际机械测绘为简图的方法，机构自由度计算及结构分析方法；掌握机械系统工作循环图的绘制方法。
提高科学抽象的能力。
实验三基于机构组成原理的机构仿真设计实验
实验目的：
加强学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性，为机构创新设计奠定良好的基础。
增强学生对机构的感性认识，培养学生的工程实践及计算机操作能力；了解进行机构仿真设计时应注意的事项；完成从运动简图设计到实际结构设计的过渡。
培养学生创新意识及综合设计的能力。
实验四机构运动方案创新设计实验
实验目的：
加深学生对机构组成理论的认识，熟悉杆组概念，为机构创新设计奠定良好的基础；利用“机构运动方案创新设计实验台”提供的零件，拼接各种不同的平面机构，以培养学生机构运动创新设计意识及综合设计的能力；训练学生的工程实践动手能力；基于机构组成原理的拼接设计实验；基于创新设计原理的机构拼接设计实验；课程设计、毕业设计中的机构系统方案的拼接实验；课外活动（如机械设计大赛）中的机构方案拼接实验。
实验五机器人程序控制及应用实验
实验目的：
了解机器人平台的运动控制原理，加深对机电一体化系统的理解。
了解机器人平台的结构及工作原理。
熟悉机器人平台的运动控制指令，掌握机器人平台的编程及操作。
掌握机器人平台对外部设备的控制。
了解机器人的工作原理，掌握机器人的编程及操作过程,为进一步研究和应用机器人奠定基础。
实验六结构行程协调实验
实验目的：
通过对仿生四足结构的运动分析，进一步掌握仿生四足结构的步态特征；通过对各结构点的绘制，巩固结构简图的画法，和零件测绘的知识；掌握运动行程的计算方法，学习仿生结构的运动优化设计。
实验七小型机器人创意设计与制作实验
实验目的：
通过对小型机器人的设计及机械系统整体的布局、机构的装配与调整，使学生对机器人的机械系统有一个整体的认识与了解。
了解机器人的设计思路，学会从已有结构和自然界汲取设计灵感。
实验八机电综合控制实验
实验目的：
通过对ARM的使用，使工业自动化控制系统的自动化程度提高，并能实现计算机管理；通过对实验组建的系统进行编程，提高学生在编程过程中对实物运动的理解能力，使其所编程序能够结合实践，保证其可用性；通过对实际系统的编程，提高学生的编程能力和应用能力；通过各组所编程序的联机，锻炼学生的协调能力和综合利用能力，并对联机过程中出现的故障及不协调部分有分析和解决的能力。
四、产品配置
“探索者”机械创新套件_高级版A3002：
产品名称
项目
数量
备注
高级版
A3002
主控制板
3
ARM7LPC2138芯片
舵机
24
8个圆周舵机，16个标准舵机
结构件
386
27种铝镁合金件，5种塑胶件
传感器
22
8种
输出模块
7
LED，语音模块
通信模块
4
蓝牙模块，红外接收头
分布式模块
2
语音识别模块，自平衡模块
编程手柄
1
AVR16芯片便携式编程设备
机械零件
1650
轮胎、履带、轴套、螺丝、螺柱
装配工具
4
扳手2把，螺丝刀、镊子各一把
数据线
29
下载线，输入输出接口线
电源适配器
3
连接交流电源
光盘
1
RRS图形化软件，TKstudioC语言软件，3D模型文件，源代码,4本教材的电子文档等
五、公司介绍
机器时代（北京）科技有限公司是国内领先的机器人技术服务企业。
多年来，机器时代始终致力于服务国内外工业、教育、事业单位客户。
为客户提供先进的设计、产品、项目、教育咨询等服务，帮助客户提高效率、降低成本和能耗。
并帮助研究机构将技术投入商业应用。
机器时代拥有广泛的产品线，包括“探索者”系列机械创新套件，家庭陪伴机器人开发机芯，仿生机器人展品，机器人电机、传感器等。
这些产品已广泛应用于工业、教育、公共事业中。
机器时代与多家世界知名企业、高校、研究院所、事业单位都有深入合作。
2007年成为世界最大玩具公司“孩之宝”技术提供商；
2009年承接“澳门回归10周年暨澳门科技馆新馆落成”仿生机器人项目；
2009年与清华大学、北京航空航天大学、凯艺玩具、沈阳新松共同承接国家863重点机器人项目；
2009年底承接中科院古动物馆全国科普日古生物机器人“再造侏罗纪”项目；
2010年初承接中科院古脊椎及古人类研究所“古鱼化石动态复原”项目；
2010年成为PanasonicCenterBeijing机器人科普教室产品及课程提供商；
2010年成为北京科技教育促进会合作伙伴，为全北京科技教师提供机器人设计培训。
2009~2010年，在包括哈尔滨工业大学在内的多所高等院校配置工程创新实验室，并提供技术培训和课程。
机器时代响应国家科技振兴的号召，始终坚持自主研发，掌握核心技术。
2007年率先将欠驱动和被动行走技术应用于商业机器人，为国内厂商设计了世界第一款木质拼接机器人，打入欧美市场；2009年开始与北京航空航天大学合作，研发完全中国人自主知识产权的模块化机器人群组、模块化飞行机器人阵列，技术已达到世界领先水平。
在未来，机器时代将继续为客户提供优秀的机器人技术服务和产品，为二十一世纪中国民族科技的振兴共同努力。
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