面向高中生设计的开源、低成本、轻量型机械臂项目
机器人学
2023-03-20 v2
摘要
近年来，高中机器人课外活动的兴趣日益增长，如机器人俱乐部和机器人竞赛。日益增长的需求源于更普及的开源软件和负担得起的现成硬件套件，它们显著降低了入门级机器人爱好者的门槛。在本项目中，我们展示了一款由高中生研究者在高校教师和一名博士生指导下设计开发的开源、低成本、轻量型机械臂。我们相信所呈现的项目适用于高中机器人研究与教育活动。我们的开源包包含机械设计模型、机电规格和软件程序源代码。机械设计模型包括可用于原型制作（3D 打印技术）的 CAD（计算机辅助设计）文件，并作为装配指南附带完整的物料清单。电气接线图和低层控制器作为开源软件包的一部分被详细记录。本项目的教育目标是使高中学生团队能够复现并搭建一台机械臂。高中生在提议项目中获得的工程经验是全流程的，包括机械设计、机电一体化和编程。该项目显著丰富了他们在基于项目的环境中的动手工程经验。通过本项目，我们发现该高中研究者能够应用来自 K-12 STEM 课程的多学科知识来构建机械臂。该研究者能够经历系统工程设计与开发流程，并掌握使用专业工程工具（包括 SolidWorks 和 Arduino 微控制器）的技能。
引用
@article{arxiv.2302.10727,
title = {Design Project of an Open-Source, Low-Cost, and Lightweight Robotic Manipulator for High School Students},
author = {Isabella Huang and Qianwen Zhao and Maxine Fontaine and Long Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.10727},
year = {2023}
}
备注
Accepted to ASEE Zone 1 Conference