探索者 · 训练师
案例背景：
1.结合智能制造、机器人、人工智能大背景设计一个SRT项目
2.面向清华大学全校生
期望达到的效果：
1.一个具有应用价值的项目，可长期发展
2.可以组建一个长期相对固定的多学科参与的学生项目团队
实施：
1.共同研讨方向为桌面机械臂应用项目，不只是本体设计，同时具备应用价值；
2.设计《多场景机械臂应用创新设计》课程，吸引感兴趣的学生参与，找到合适的团队成员；
3.课程需让学生完整体验机械臂设计全流程；
4.在课程中与学生沟通方案，完成方案demo，最后将此项目申报校内SRT项目-桌面机器人设计。
课程安排（以下第一阶段6周，第二阶段为学生自行设计阶段无具体安排）：
课程概述：
清华大学iCenter开设多场景应用机械臂创新设计课程，主要面向清华大学和北京大学工科专业学生，课程大致分为两个阶段。第一阶段围绕机器人基本技术学习，包含机器人关节模块驱动，机器人运动学控制，机器人仿真系统设计，机械设计基础（机器人构型、机器人基本模块设计、Solidworks软件基本操作等），机器人API接口基本使用；第二阶段学生自己调研资料选择一个场景，并且根据场景设计机械臂及场景布置。
基础知识学习
调试与优化
设计与制作、组装
学生成果（医工结合-滴剂调和机械臂）
验证性实践
方案研讨
| 开设周 | 课程安排 | 课程目标 | 讲解内容 | 课下任务 |
| 2 | 场景设计、分组、汇报 | 了解基本机械臂应用； | 1. 应用级机器人的场景案例分享； 2.拆分小组单元； | 完成基于机械臂的初步场景方案； |
| 3 | 仿真模型学习、搭建仿真场景 | 1.理解机械臂基本的概念（自由度、运动空间）； 2.在solidworks中通过模块组装一个六轴机械臂三维模型； 3.在webots中通过模块组装一个六轴机械臂仿真模型； | 引入：介绍机械臂基本参数 1.介绍solidworks装配的基本操作； 2.介绍所用机械臂的整体构成； 3.演示机械臂两个模块之间的装配； 4.简单介绍webots软件； 5.演示在webots中通过模块搭建机械臂仿真模型； | 1.组装一个典型六轴机械臂的三维模型； 2.组装一个典型六轴机械臂的仿真模型； 3.优化和细化场景方案； |
| 4 | 分组学习机械设计和控制设计 | 1.控制：掌握几种电机驱动的方法（位置反馈、速度反馈、力矩反馈）； 2.结构：了解关节模块的结构接口的基本使用； 3.仿真：构建简单的仿真模型； | 1.控制：掌握几种电机驱动的方法（位置反馈、速度反馈、力矩反馈）； 2.结构：了解关节模块的结构接口的基本使用； 3.仿真：构建简单的仿真模型； | 1.实现控制仿真模型中的关节模块转动； 2.组装一个简单摆动装置模型，并搭建仿真模型，实现控制； 3.优化和细化场景方案； |
| 5 | 分工设计机械图和算法控制 | 1.了解机械臂的类型； 2.了解机械臂运动学； 3.重新设计机械臂构型； | 1.介绍机械臂的各种类型，举例各种构型的机械臂； 2.讲解典型六轴机械臂的运动学； | 1.搭建一个一个新构型的机械臂构型（基础较差的可以直接用已有模块搭建新构型，基础较好的学生设计新零件搭建新构型）； 2.搭建一个新构型的机械臂仿真模型； 3.优化和细化场景方案； |
| 6 | 分工设计机械图和算法控制 | 1.了解机械臂运动学控制； 2.重新设计机械臂执行器末端； | 1.讲解在仿真中如何控制机械臂运动； 2.介绍夹持器末端设计； 3.讲解执行器机械系统（面向基础较好的学生）； | 1.实现仿真中自己设计的新构型机械臂定点运动； 2.设计一个夹持器末端； 3.设计一个执行器方案（基础较好同学选择）； 4.优化和细化场景方案； |
| 7 | 分工设计机械图和人工智能应用 | 1.控制：了解人工智能在机器人中的应用； 2.结构：了解底座模块的结构结构的基本使用；了解标准工业零件的使用； | 1.介绍人工智能技术； 2.讲解视觉基础（颜色识别、形状识别）； 3.讲解视觉定位； 4.演示视觉分拣方案； 5.介绍常用的工业零件类型和使用方法； | 1.在仿真模型中搭建一个机械臂场景； 2.优化和细化场景方案； |
最终目的： 1.完成一个其他构型的机械臂； 2.完成一个夹持器末端的设计； 3.完成一个机械臂场景设计； 4.掌握驱动机械臂； |
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