张睿 陈辰

摘 要：高校机器人教学已经越来越普及。为锻炼学生实践操作能力，提升教学效果，设计并实现了一种实用的教学机器人移动底盘系统。系统机械结构采用三轮万向结构和无刷电机驱动方案，底盘与上位机通信接口采用WiFi协议。设计了一个完整的控制交互协议，定义不同的控制和通信帧结构，完成对机器人底盘的移动控制和信息交互，便于学生操控和开发。经过实际测试和试用，功能可以满足机器人教学和相关科创活动需求。

关键词：机器人;底盘;实践教学; 交互协议

DOI：10. 11907/rjdk. 192655 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

中图分类号：TP319文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2020）008-0169-04

Abstract：Robot teaching in universities has become more and more popular. In order to train students practical operation ability and improve teaching effect， a practical teaching robot mobile chassis system is designed and realized. The mechanical structure of the system uses a three-wheel universal structure and a brushless motor drive scheme， and the communication interface between the chassis and the host computer uses the WiFi protocol. A complete control interaction protocol is designed， which defines different control and communication frame structures to complete the mobile control and information interaction of the robot chassis， and it is convenient for students to control and develop. The testing and trial prove that the function can meet the needs of robot teaching and related scientific and technological innovation activities.

Key Words： robot; chassis; experimental teaching; interactive protocol

0 引言

隨着技术的发展，机器人应用越来越广泛，逐渐从工业走入人们的日常生活，给人们带来了越来越多的便利。机器人技术已经成为科技发展前沿方向之一，我国许多高校[1-4]甚至中小学都开设了机器人相关课程[5-6]，在各种各样的机器人平台上进行操控和实践。但由于机器人教学是一个全新领域，目前还没有形成统一的机器人实验平台结构和操作规范，基本上都是各自为政，由任课教师自行选择实验平台。有的文献[7-9]采用虚拟仿真环境进行实验，没有真实的机器人平台，要花费大量精力学习专门的机器人仿真软件，教学效果不佳;有些机器人是用单片机或者ARM处理器[10]控制的，需要在专用嵌入式编程开发环境下操作，实验平台功能简单，接口定义复杂，往往涉及到大量软硬件参数配置和初始化工作[11]，需要学生具有专业知识和实践技能，降低了实践教学效率。……