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机电一体化与机器人基础论文
一． 对机电一体化系统的认识 1，学科简介
机电一体化技术是将机械技术、电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。中国机电设计迈入PLM全新阶段，正挑战着了前所未有的，不可预测的难题，一个个久战沙场经久不衰精兵良将正褪去了昨日英雄的光环，唯有CAMEL VIEW 能够胜任军统三国，光复旧业的重任，此时数系科技与德国iXtronics GmbH公司携手共同开拓机电设计领域的新篇章，CAMEL VIEW 作为机电一体化设计系统，从产品的概念设计到产品性能的测试、验证、通过都是一体化的，流程化的、规范化的，在满足用户设计的前提下，数值实验的仿真与结果的验证无不精确化，支持复杂环境下，多工况，多耦合场设计。
2、专业培养目标
本专业培养从事机电一体化产品设计和制造加工、调试、运行、维护、营销和售后服务的高级技能型、应用型人才。学生在获取毕业证书的同时还可以取得相应的职业资格证书。
3、主要核心课程与核心技能
机械制图、电工与电子技术基础、液压与气动技术、电气控制与PLC、机械制造基础、机械设计基础；机械制图测绘、金工实习、CAD实训、电工电子实训、数控实训、机床电器控制实训。二．电脑鼠运行原理
所谓“电脑鼠” ,英文名叫做 Micromouse,是一种具有人工智能的轮式机器人,是由嵌 入式微控制器, 传感器和机电运动部件构成的一种智能行走装置的俗称。“电脑鼠走迷宫”的竞赛今年在国际和国内上都很流行，依照新制的比赛规则，当电脑鼠放入起点，按下启动键之后，它就必须自行决定搜寻法则并且在迷宫中前进、转弯、记忆迷宫墙壁资料、计算最短路径、搜寻终点等功能。电脑鼠结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技知识。人类在科技的发展史上，一直在尝试着想要创造出一个具有肢体、感官、脑力等综合一体的智能机器人，而电脑鼠就是一个很能够用来诠释肢体、感官及脑力综合工作的基本实例，这也是当初电脑鼠被发明的理由，希望能够借助电脑鼠的创作来进而研究与发明更加复杂的机械。
电脑鼠走迷宫竞赛具有一定难度,是一项富有挑战性和趣味性的比赛.此外,它还是一 个很好的教学工具.电脑鼠可看作是一个集多项工程学科知识于一体的小型系统.成功的设 计者通常都是合作团体,他们必须考虑电子,电气,机械以及计算机各方面的问题.重量, 速度,功耗,传感技术,重心以及程序各方面都是设计中需要决定和综合考虑的因素.电脑 鼠是一个多学科的综合体,与多各学科关系精密:(1)机械工程:首先电脑鼠必须是个实实在在的机器人,而对于在迷宫中高速穿梭 的电脑鼠, “身材”的好坏极其重要.大多数使用步进电机的电脑鼠可以直接将 车轮安装在电机轴上,而使用直流电机驱动的电脑鼠往往许多添加减速和传动 装置,如何既使轮子安装稳定不颤动,保证高传动效率,又使车体轻巧美观是 机械设计时需要解决的问题.(2)电子工程:电脑鼠是一个嵌入式系统,需要广泛的涉及信号处理,通信,微处 理器应用和电机控制等.(3)自动控制:控制电脑鼠在迷宫中快速而准确的行走属于自动控制技术范畴.测 距传感器获取距离信息并将其反馈给微处理器,微处理器对距离值分析处理获 得墙壁信息并根据墙壁信息控制电机动作以带动轮子产生相应的动作,这整个 构成一个大自动控制系统.而在这个大系统内还可以包含其他的自动控制系统.(4)人工智能:电脑鼠走迷宫竞赛的整个过程可大体分为两个部分:一,搜索迷宫, 从起点出发,找到终点并找出一条最短路径;二,冲刺,从起点开始,在最短 时间内到达终点.搜索迷宫过程是电脑鼠学习过程.冲刺过程前需要在所有走 过的通路中依据自己的原则选择一条路径作为最短路径,这是一个决策过程.(5)程序设计:电脑鼠程序具有嵌入式软件的一般特征并有更高要求.电脑鼠程序 必须高效率和高实时性才能保证电脑鼠的控制精和灵敏度.(6)传感与测试技术:电脑鼠需要有众多信息的反馈,如墙壁信息等.需要用到许 多传感器,如测试墙壁信息红外传感器测量距离,使用霍尔传感器测试车轮转 速以控制转速和测量路程等.电脑鼠是一个精密控制体,足够的控制精度才能 保证在高速行走的时候不撞墙和迷失自我.不但要求能够准确测量,还必须有 足够快的响应速度.算法是电脑鼠的灵魂.电脑鼠必须采用一定的算法才能找到终点, 才能找到一条最短的 路径,在最短的时间内到达终点.算法的效率决定了解迷宫的效率.优良的电机控制算法能 让电脑鼠走得更快更平稳,降低微处理器负荷.电脑鼠具有精确的定位能力, 快速的行走能力和优秀的避障能力等特点.对电脑鼠进行 升级后可以应用在许多场合.电脑鼠技术可以应用在工业机器人和特种机器人设计中, 并可 以将电脑鼠技术说涉及的各学科知识分别应用在各相关领域.三．软件程序编程
IEEE标准智能电脑鼠走迷宫的源代码，能搜索全迷宫和四分之一迷宫。-DebugExeMaze.bin........Maze.out........Maze.sim.....ListMaze.map.....Objmaze.o........Maze.pbd........Mouse_Drive.o........startup_ewarm.o........zlg7289.o settingsMaze.cspy.bat........Maze.dbgdt........Maze.dni........Maze.wsdt.rcmaze.c...Maze.h...Micromouse.h...Mouse_Config.h...Mouse_Drive.c...Mouse_Drive.h...startup_ewarm.c...TestFlowChartLJT.bmp...Type.h...zlg7289.c...Zlg7289.h Backup of Maze.ewd Backup of Maze.ewp Maze.bmp Maze.dep Maze.ewd Maze.ewp Maze.eww DebugExe.....List.....Obj Debug settings src
编辑程序让电脑执行的过程就叫编程 很多软件都可以编程 具有代表性的计算机语言有BASIC C，C++，VB，VF，SQL,网页编程JSP，ASP，PHP，软件是Microsoft Visual Studio,Microsoft Visual Basic,Microsoft SQL Server,等等。BASIC是Beginner's All-purpose symbolic instruction Code（初学者通用符号指令代码）的缩写，是国际上广泛使用的一种计算机高级语言。BASIC简单、易学，目前仍是计算机入门的主要学习语言之一。
高效率的程序员并不是敲键盘的速度比别人快，而是他有着良好的编程习惯，节省了别人浪费的时间。因此，要想提高自己的编程效率，根本在于怎么少浪费时间。只要能把别人浪费的时间节省下来，你的效率就可以快过别人，甚至数倍于别人。要想节省时间，当然首先需要明白编程中耗费时间的分配情况。程序员软件开发的几个阶段：
1、分析设计，分析设计的前提是充分理解需求说明文档，然后分析如何实现它们，并形成设计文档。分析设计的目的是明晰软件架构，软件算法和功能的逻辑，得出必要的设计文档，奠定后面编码的基础。合理的设计可以节省后面编码的时间，不合理甚至错误的设计将导致工作的重新开始，没有设计贸然开始编程会导致一些难以预见的逻辑错误。总之，较好的设计事半功倍。
2、程序编码
依照语法、设计文档编码。
3、程序测试
测试的目的是检测程序有没有问题，一旦发现问题，问题的定位越准，效率就越高。因此，程序中需要输出必要的提示信息。
4、软件调试
测试时发现程序有BUG，自然需要调试。显然，遇到的问题越少，调试的时间就越少。没有什么比一次性写好，不用调试更快的方法了。
时间虽然无法具体分配到各个阶段，但是第一和第二阶段的质量决定了后面两阶段的时间花费，质量越高，测试和调试时间花费越少。反过来，质量越差，测试和调试时间越长。
三．实验中心得体会
我们学生之间一定要多交流。相信对于大部分的竞赛，交流是个必不可少的环节，这不仅仅是经验的交流，更是我们在一个思想瓶颈上的相互间的探讨，我们可以借鉴网上资源或者2010年的大赛经验，完善思路。
我们一定要学会坚持。凡事贵在坚持，参与这个竞赛，它是一个看起来有趣，进一步了解难的竞赛，可是只要都有一个咬定青山不放松的态度，就没有解不开的问题！
整合课程内容，增加电和计算机方面的知识，优化课程结构，紧跟机电专业的发展趋势。以机电一体化技术核心应用能力形成为主线，重组课程内容，冲破原有课程体系，删除陈旧的课程内容，增添新知识，从而形成具有机电一体化专业特色的课程体系。
实践是大学生活的第二课堂,是知识常新和发展的源泉,是检验真理的试金石,也是大学生锻炼成长的有效途径。一个人的知识和能力只有在实践中才能发挥作用,才能得到丰富、完善和发展。大学生成长,就要勤于实践,将所学的理论知识与实践相结合一起,在实践中继续学习,不断总结,逐步完善,有所创新, 并在实践中提高自己由知识、能力、智慧等因素融合成的综合素质和能力,为自己事业的成功打下良好的基础。
