啟智模塊機器人是一款側(cè)重機器人底層硬件教學(xué)的模塊化套件，采用免螺絲的裝配方式，縮短裝配手工時間，學(xué)習(xí)的重點集中于結(jié)構(gòu)設(shè)計、程序編寫和功能實現(xiàn)上。在有限的實驗課時里快速體驗和學(xué)習(xí)各種機器人構(gòu)型的優(yōu)缺點和控制特性，為將來深入學(xué)習(xí)機器人學(xué)打好堅實基礎(chǔ)。

機械結(jié)構(gòu)

啟智模塊機器人套件采用“模塊化”的設(shè)計理念，傳感器和執(zhí)行器可以通過結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生多種組合。其中底盤結(jié)構(gòu)可以組建常見的四輪和三輪結(jié)構(gòu)，且電機末端可更換多種不同類型的輪系結(jié)構(gòu)，極其適合進行各種類型的機器人運動學(xué)模型實驗。

啟智模塊機器人套件的結(jié)構(gòu)件均為高強度鋁合金，具有結(jié)構(gòu)形變小，抗壓性強的優(yōu)點，無論組裝構(gòu)型的復(fù)雜度多少，都具有較好的穩(wěn)定性。傳感器和執(zhí)行器模塊也都安裝鋁合金外殼，能夠保護內(nèi)部電路免受靜電和灰塵的污染。

啟智模塊機器人套件的結(jié)構(gòu)模塊之間連接方式采用“MNT”磁力拼裝接口設(shè)計，其主要特點：

• 插接式配合，接口采用特殊引導(dǎo)工藝，靠近便可輕易滑入，手感。

• 強磁吸合，拼接后自動鎖位，無需螺絲，瞬間固定。

• 拆卸時，只需定向稍加外力，即可解鎖。

這種新型的拼裝接口是專門為了工程實訓(xùn)課程的應(yīng)用特點所設(shè)計的，充分考慮到課程的課時及器材的使用體驗與維護難度，其主要意義為：

• 無需螺絲即可實現(xiàn)傳感器模塊、執(zhí)行器模塊與結(jié)構(gòu)件的快速拆裝，在有限課時內(nèi)可以對構(gòu)型進行多次改裝迭代。

• 減少機械化的螺絲拆裝時間，使學(xué)生專注于技術(shù)開發(fā)和排錯能力的訓(xùn)練，保持思緒靈活，提高實訓(xùn)效果。

• 拼裝結(jié)構(gòu)件易于復(fù)原與收納，大幅降低課后規(guī)整的工作量和設(shè)備維護難度，減少器材損耗，避免頻繁的設(shè)備故障和丟件影響到實驗課程安排。

主控制器

啟智模塊機器人套件的主控制器采用意法半導(dǎo)體的Cortex-M3處理器，主頻為72MHz，內(nèi)部自帶265K程序儲存器（Flashrom）和48K的數(shù)據(jù)儲存器（Ram），并通過外擴的Flash芯片，具有高達2MB的用戶程序儲存空間。控制器搭載一塊1.3寸分辨率為128×64的OLED顯示屏，可以動態(tài)顯示程序運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)變量。控制器還具備4個可編程按鍵輸入，4路IO輸入、8路IO輸出（輸入輸出配合LED指示燈狀態(tài)顯示），15路12位精度的ADC接口，4路頻率和占空比可調(diào)的PWM信號輸出接口（Out1-Out4）。內(nèi)部配置1枚BLE4.0模塊，可與智能手機等藍牙設(shè)備進行無線通訊。控制器側(cè)面設(shè)計了Micro USB接口，可實現(xiàn)與PC、樹莓派等上位機的串口通訊。另外控制器還配備RS485總線接口，用于連接套件內(nèi)的伺服電機模塊等執(zhí)行單元。

傳感器模塊

啟智模塊機器人套件包含了常用的紅外測距、灰度檢測等常用傳感器，針對每種傳感器設(shè)計有專門的獨立實驗，在實踐中讓學(xué)生更直觀的理解這些傳感器特性及應(yīng)用場合。

執(zhí)行器模塊

啟智模塊機器人的執(zhí)行器使用總線式串聯(lián)，理論上可以掛載上百個執(zhí)行單元，擴展性，為大型構(gòu)型的實現(xiàn)，預(yù)留了充足的空間。在標準版本中，主要執(zhí)行器為伺服電機模塊，采用進口直流電機，光電編碼器閉環(huán)控制，在有效負載內(nèi)均能保持勻速運動，完善的電流保護功能，避免過流過熱造成的硬件損壞。

使用不同的輪子、執(zhí)行器、從動輪支架，可組合成實現(xiàn)兩輪差動、四輪差動、三輪全向，四輪全向平臺。

借助特殊設(shè)計的“MNT”接口，使用中可隨時更換執(zhí)行器末端輪轂，快速的在多種類型的底盤之間任意切換，避免繁瑣的螺絲拆裝打亂工作的節(jié)奏。

教學(xué)資源

• 啟智模塊機器人配備實驗指導(dǎo)書，設(shè)計了17個課程實驗，所有實驗均進行了詳細實驗步驟圖文描述，方便用戶老師進行課程編排。

• 產(chǎn)品套件附贈所有實驗的參考課件PPT，助力老師快速開課。