自動化實訓(xùn)設(shè)備控制模塊訓(xùn)練工作單元

該工作單元包含若干個可以與工作站自由組合的訓(xùn)練模塊，任一或多個工作模塊可以與其中一個或多個工作站搭建成一條線體，從而實現(xiàn)競賽訓(xùn)練課題的多樣化和復(fù)雜性。

一、課程資源制作工具（軟硬件，需提供軟件部分符合以下功能的“計算機軟件產(chǎn)品登記測試報告”）

1）界面：按鈕中文標(biāo)識,方便學(xué)習(xí)。

2）兼容性：支持xp,windows7,win10。

3）書寫及切換：可以在屏幕上,word,ppt上進行書寫，并能夠切換到鼠標(biāo)進行操控；多種書寫模式包括：鉛筆；毛筆、虛線筆、熒光筆。

文字：在屏幕上雙擊鼠標(biāo)或者拉拽出書寫范圍，即可在輸范圍內(nèi)輸入文字，可以選擇手寫輸入或者鍵盤輸入。

手寫：可以調(diào)出手寫輸入法，通過手寫識別，輸入文字。并且可以自定義調(diào)整字體。

插入：從外部導(dǎo)入圖片或者flash到屏幕界面或者白板界面。

4）標(biāo)注功能：可以改變筆跡的屬性樣式，比如顏色和筆跡的粗細。

5）電子白板：定義背景色、框選拖動（可以對白板上的筆跡區(qū)域進行選取，選取以后可以縮小、放大并能拖動選取區(qū)域）；拖拽工具、上一頁、下一頁、保存。

6）實物展臺：可以外接高拍儀等攝像設(shè)備，并將所捕捉的圖像生成圖片或直接導(dǎo)出到電腦桌面進行標(biāo)注，并可以直接捕捉攝像設(shè)備的影像，并同步錄制生成為視頻。功能包含：攝像設(shè)備選擇、畫質(zhì)、框選、抓拍（將選擇的圖像抓拍成圖片并保存到指定磁盤目錄）、導(dǎo)出、錄制。

7）幾何工具繪制：虛線、圓形、三角形、舉行、直線、正方體、圓柱體、箭頭。

8)學(xué)科工具：提供各種教學(xué)工具，比如：直尺、圓規(guī)、量角器等

9)素材庫：提供圖片、動畫等素材，可以直接插入到屏幕中；素材庫中包括：學(xué)科圖形素材、圖片素材；動畫素材；背景素材。

10)PPT插件：進入PPT直接對PPT進行講解錄屏；可兼容office2007到office2013；任意方式打開PPT都可以切換到PPT插件模式；能夠進行書寫和鼠標(biāo)的切換,在哪一頁書寫，筆記對應(yīng)哪一頁；配有書寫平滑的實心筆，選擇后可在屏幕上書寫字跡；可以直接在PPT插件上開始錄屏和保存；可以在錄制過程中可以支持開啟多個攝像頭，隨時開啟或關(guān)閉攝像頭；可以在錄制的過程中對屏幕局部進行放大錄制，并可以恢復(fù)初始錄制范圍退出之后，筆記可以保存在PPT中。

11)屏幕錄制：可以將屏幕上的操作同步進行錄制，并可以同步錄制麥克風(fēng)（或電腦自帶揚聲器）輸入的聲音，并合成視頻。

12)音視頻文件：在播放器中畫質(zhì)清晰,播放，放大，縮小無明顯變形,色彩逼真；屏幕錄制的時候能夠把操作工具條自動過濾掉；視頻采樣速率：>=25幀/秒；錄制幀率：在5至25幀率范圍內(nèi)，自定義設(shè)置錄制幀率；視頻可以導(dǎo)出為AVI、MP4、FLV；可以錄制電腦播放（揚聲器）的聲音；可以同時錄制麥克風(fēng)與揚聲器的聲音；音頻采樣率：22KHZ以上；生成AVI大小：在1024*768分辨率下每分鐘<10M；轉(zhuǎn)化MP4大?。涸?024*768分辨率下每分鐘<5M。

13)錄屏功能：支持全屏錄制、自定義錄制、固定錄制范圍、聲音調(diào)試、錄制透明窗體、視頻加水印、在線講堂（可以錄制攝像頭，并可以調(diào)整攝像頭的大小、在屏幕上顯位置。可以在錄制過程中通過鼠標(biāo)拖動隨意移動攝像頭在屏幕上的位置和大小，并能在任何錄制狀態(tài)下隨時開啟和關(guān)閉攝像頭）、變焦錄制、開始/暫停錄制、停止錄制、視頻合成預(yù)覽。

14)視頻編輯：對生成的AVI視頻進行后期的編輯。

視頻轉(zhuǎn)碼：可以將AVI格式視頻轉(zhuǎn)碼為MP4、FLV格式，支持批量轉(zhuǎn)碼。

視頻配音：可以對AVI格式的視頻進行后期配音，可選擇局部或者整個視頻配音,可顯示音頻軌跡。同時還可以制作背景音樂，聲音大小循環(huán)都可以控制。

視頻刪除：對視頻中的某段或某幾段進行刪除處理。

視頻切分：可以對AVI格式的視頻進行切分，可同時進行多段切分。并保證視頻生成后音視頻無錯位。

視頻合并：將兩個或多個視頻進行合并生成一個視頻。

制作視頻封套：可以給視頻增加片頭和片尾?？梢酝ㄟ^PPT導(dǎo)入方式將片頭、片尾自動插入到視頻的前后?；蛘咄ㄟ^圖片插入的方式，分別將片頭圖片和片尾圖片插入到視頻的前后。并可以設(shè)置片頭和片尾在視頻中播放的時間,必須保證制作之后音視頻無錯位。

添加字幕：支持逐一添加和批量導(dǎo)入添加字幕兩種模式?？稍O(shè)置字幕的樣式，并可以導(dǎo)出字幕，后期可進行再編輯。

擴音：可以將生成后視頻的聲音進行放大處理。

水?。嚎梢越o錄制好的視頻后期加上文字、圖片水印，并能指定水印出現(xiàn)的位置。

15)快照截屏：對屏幕進行快照截圖；區(qū)域快照、全屏快照。

16)高拍儀應(yīng)用：

工具條顯示設(shè)置：可以設(shè)置主界面工具條縱向顯示或者橫向顯示。

快捷鍵設(shè)置：可以啟動或關(guān)閉快捷鍵。

隱藏：可以設(shè)置最小化到托盤或懸浮圖標(biāo)?？?。

開機啟動：可以設(shè)置開機自動運行開啟軟件。

二、杯體、杯蓋供料倉模塊

1、功能：模塊可以分離迭放料桶管道內(nèi)的杯體工件、杯蓋工件。由一個雙作用氣缸將其逐個推出。

結(jié)構(gòu)組成：需有透明有機玻璃圓筒，型材基體，橢圓地腳盤，門式井架，推料舌塊，柱型氣缸，電磁閥模塊，、傳感器、電氣接口模塊等組成。

2、主題：分離，通過料倉的結(jié)構(gòu)，可以對程序設(shè)計的簡單和復(fù)雜主題進行教授。迭放料倉模塊內(nèi)可使用不同的工件、蓋子或標(biāo)簽片。

技術(shù)數(shù)據(jù)：

工作壓力：≥600kPa（6bar）

電源電壓：24VDC

圓形工件尺寸：最大40mm

外形尺寸：200x90x350mm。

3、培訓(xùn)內(nèi)容：

氣動技術(shù)基礎(chǔ)

傳感器技術(shù)：電磁限位開關(guān)，光學(xué)傳感器

管路連接和接線連接

三、擺動搬運手模塊

1、功能：可以以水平擺動方式，將工作在兩點之間的工件進行搬運。

模塊結(jié)構(gòu)組成：弧形夾爪，旋轉(zhuǎn)氣缸，滑塊治具氣缸，限位器、型材基體，橢圓地腳盤，氣閥島模塊，傳感器、電氣接口模塊等組成。

主題：搬運及工作點位控制，由弧形夾爪夾緊工件，旋轉(zhuǎn)氣缸執(zhí)行工件搬運，終端緩沖確保運動裝置平緩達到終端位置。

2、技術(shù)數(shù)據(jù)：

工作壓力：≥600kPa（6bar）

電源電壓：24VDC

圓形工件尺寸：最大40mm

外形尺寸：≥150x130x190mm

3、培訓(xùn)內(nèi)容：

氣動技術(shù)基礎(chǔ)

傳感器技術(shù)：電磁限位開關(guān)，

管路連接和接線連接

理解控制回路

緩沖定位

PLC編程

調(diào)試運行

四、皮帶輸送機

1、功能：可以實現(xiàn)工件的傳送。

模塊結(jié)構(gòu)組成：須由直流減速電機，多楔帶，漲緊調(diào)節(jié)裝置，多楔帶輪，同步帶，型材機體，電機控制器、傳感器、可調(diào)支架、電氣接口模塊等組成.

主題：雙向傳送工件，使用繼電器切換及能耗制動控制

2、技術(shù)數(shù)據(jù)：

電源電壓：24VDC

最大工件寬度：40mm

有效行程：340mm。

電機參數(shù)：24V，60r/min。

外形尺寸：350×40×120mm

光纖傳感器

培訓(xùn)內(nèi)容：

傳送帶控制

傳感器技術(shù)

電氣原理圖

PLC編程

調(diào)試運行

五、閘門（落桿）式阻隔器

1、功能：在同一平面內(nèi)，可從兩個方向阻隔或?qū)Я鳎ǚ謷┕ぜ?/p>

結(jié)構(gòu)組成：由筆形直線氣缸、調(diào)速閥、氣缸支架、方形連接頭、起落架、阻隔片、導(dǎo)流片等組成

2、技術(shù)數(shù)據(jù)：

氣缸行程：30mm

工作氣壓：0.4～0.6MPa、

閘門起落角：90

外形尺寸：80×45×135mm

距離檢測模塊（1套）

功能：用于加工工件的距離測量

3、技術(shù)參數(shù)

傳感器類型：距離（激光）

工作電壓：10–30VDC

距離測量范圍：40–100mm

電輸出端：Push-Pull、PNP或者NPN或者IO-Link（模擬值）

旋轉(zhuǎn)：360°，以15°的步幅

M8接頭（電纜包含在TP1312，訂貨號8112723的附件套件中）

通過示教、電位計或者IO-Link的設(shè)置選項

六、距離檢測模塊

1、功能：用于加工工件的距離測量

2、技術(shù)參數(shù)：

傳感器類型：距離（激光）

工作電壓：10–30VDC

距離測量范圍：40–100mm

電輸出端：Push-Pull、PNP或者NPN或者IO-Link（模擬值）

旋轉(zhuǎn)：360°，以15°的步幅

M8接頭

通過示教、電位計或者IO-Link的設(shè)置選項

七、滑槽模塊×2

用于MPS工作單元

帶有安裝在鋁合金底板使用的固定件。

應(yīng)用：作為傾斜角度的終端滑槽或分隔工件用滑槽。

長度：170mm

標(biāo)準(zhǔn)高度：170–100mm(可調(diào))

八、控制面板

1、功能：

SysLink控制面板：

通過該控制面板可以對工作單元進行簡單操作

2、技術(shù)數(shù)據(jù)：

集成測量功率功能

九、鋁板

功能：

工作單元臺面，尺寸與工作站鋁板完全一致，考慮到與工作臺的兼容性，要求必須是一整塊成型鋁板，不接受拼接成型式的鋁板。

十、I/O端子×2

功能：

I/O端子（Syslink）：連接工作單元與PLC控制板構(gòu)成完整的工作單元

24V/0V端子

輸入端：≥8

輸出端：≥8

24針I(yè)EEE插口（SysLink）

狀態(tài)LED指示燈

十一、底車

高度:750mm

寬度:350mm

深度:700mm

十二、控制模塊箱

-CPU類型：須不低于CPU1215C-1PN

-內(nèi)存：不低于250KBRAM用于編程及數(shù)據(jù)

-接口：PN/DP

-I/O接口：

16個數(shù)字量輸入端(24VDC)

16個數(shù)字量輸出端(24VDC,400mA)

模擬量4入2出

-工作電壓24V

十三、移動和抓取仿生學(xué)套件×2

仿生學(xué)套件專注于移動和抓取，至少包含（但不限于）構(gòu)建四個不同仿生學(xué)項目的材料（仿生機器人）：

l魚

l變色龍抓手

l具備FinRayEffect（鰭條效應(yīng)）的象鼻

l仿生花(BionicFlower)

輕松移動機器人

所有動物機器人都通過伺服馬達驅(qū)動并且由Arduino兼容的微控制器進行控制。通過與智能手機的藍牙連接或通過移動終端設(shè)備或PC控制運動。不需要編程知識。

借助隨附的教材指導(dǎo)學(xué)員完成工作步驟。這些內(nèi)容旨在幫助學(xué)員組裝和編程并且為培訓(xùn)者提供生物學(xué)、方法論的背景材料。

多種動物機器人來自一組套件

因為項目在組裝后會再次完全拆卸成各個部件，所以一組套件可實現(xiàn)三種模型。

一組套件最多可由四名學(xué)員共同操作。

該仿生學(xué)套件作為基礎(chǔ)裝備包含所有必要的接口元件：其中包括小型伺服馬達、兼容性電子和機械部件（例如來自3D打印機）或諸如FinRay結(jié)構(gòu)的塑料元件。

仿生花是一種由植物界靈感啟發(fā)的機器人花。它會根據(jù)諸如觸摸、接近或光線的外部因素打開和閉合花瓣。這些主題可以借助仿生花中集成的傳感器和控制技術(shù)激發(fā)學(xué)生在課堂上的積極性，享受到學(xué)習(xí)和實踐的樂趣。因此，這種設(shè)計以及從植物界到技術(shù)的原理轉(zhuǎn)化使一些教程主題的傳授過程得到補充和完善，例如STEM（數(shù)學(xué)、信息技術(shù)、自然科學(xué)和技術(shù)）教育中的運動學(xué)或傳感工程學(xué)。此外，還可以在課堂上討論生物多樣性這個主題。

使用仿生學(xué)套件可以提高學(xué)員的以下能力：

·創(chuàng)造力

·實踐工作

·跨學(xué)科工作

·確定解決問題的方向

·批判性思維

·為專業(yè)處理數(shù)字媒體提供支持

·通過激發(fā)靈感創(chuàng)新的熱情獲得創(chuàng)新能力

·仿生工作

編程

機器人花的基本功能無需編程即可使用。必要時，微控制器可以通過圖形化編程接口"OpenRoberta"(https://lab.open-roberta.org/)進行編程。有經(jīng)驗的學(xué)生也可以用C++對仿生花進行編程。源代碼是互聯(lián)網(wǎng)上提供的開放源碼。

傳感器技術(shù)和光照效應(yīng)

學(xué)生可以用光傳感器和距離傳感器進行實驗并且根據(jù)不同場景調(diào)整控制器。通過安裝的LED燈，仿生花會用選定顏色對相應(yīng)刺激做出反應(yīng)。

其他特點：

·課程計劃相關(guān)的行動能力發(fā)展

·課堂上經(jīng)過驗證的概念

·詳細的課程材料

·在課堂上操作簡便

·應(yīng)用全面一體化的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法：課堂教學(xué)和在線學(xué)習(xí)相結(jié)合

·應(yīng)用新技術(shù)：3D打印