VEX V5 Workcell 是对工业机器人世界的引介。

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VEX V5 Workcell的模型小到可以放在教室的桌子上,可以在各种教育环境中使用。 此外,使用VEXcode V5作为其编程语言极具优势,降低了学生和教师进入工业机械臂的门槛。 通过让学生搭建五轴机器人并进行编程,来模拟制造业中的工作单元,V5 Workcell与 VEXcode V5 一起为学生提供了培养技术和解决问题的技能的机会。


什么是 V5 Workcell?

多种搭建形式

V5 Workcell 运用一套连接到 V5 Workcell的机械臂和传送带系统,学生可以使用设计用于与 VEX V5 系统配合使用的零部件来进行搭建。 V5 Workcell 有多种搭建形式,开始是一个固定在底板的机械臂,也可以变成带有传感器和传送带来模拟专业化的工作单元。

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机械臂

V5 Workcell 由一个机械臂组成,可以容纳:

机械臂末端无工具 。 在探索沿笛卡尔坐标系的不同类型的运动时,V5 Workcell机械臂末端不搭建任何工具。

可用于拾取和放置钢芯碟的 电磁铁

记号笔 附件,用于固定一个可擦除的记号笔。 这用于在 V5 Workcell底板上附加的白板上绘图。

整个系统

V5 Workcell 还包含其他金属件、塑料件、电子件和传感器,可用于搭建 V5 Workcell 的传送系统。

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传输系统和分流器由金属件、履带链节和电机搭建而成。

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该系统还包含许多电子元件和传感器,以实现 V5 Workcell的自动化并模拟真实的生产制造过程,例如根据传感器的不同条件进行分类和码垛。 与传输系统一起使用的传感器是巡线器和光感器。

光感器和巡线器用于对 V5 Workcell进行编程,以根据钢芯碟的颜色对其进行分类。


为什么是 V5 Workcell?

性价比高(硬件)

在教育场景中向学生介绍工业机器人技术不仅可以激发他们对编程和工程职业领域的兴趣,还可以帮助他们培养解决问题的能力,使得他们可以通过使用机器人将抽象概念带入生活。

然而,将工业机器人引入课堂环境并非没有挑战。 由于空间限制、成本和安全性的考量,教育机构正在转向更小、更安全且更具性价比的工业机器人模型。 VEX V5 Workcell 足够小,可以放在课桌上。并且按照推荐比例:3个学生/1个机器人,学生在每堂课上都有动手操作的机会。 通过更小的尺寸,以及编程一个碰撞开关作为紧急停止功能的能力使得 V5 Workcell 更安全。

V5 Workcell 不仅是一种更小,更便宜以及更安全的替代品,它还允许学生参与到原本不可能的搭建体验中。 学生参与专业尺寸机械臂获得编程它们的经验,但是可能不理解它们如何移动和操作,因为他们没有参与到搭建过程中。 参与到搭建过程给了学生在硬件和软件之间建立更强力连接的机会,并允许学生去获得更多机器人物理上如何工作的基础知识。 学生从 VEX 教育机器人 V5 系统零件中搭建 V5 Workcell。

VEX V5 Workcell 为教育机构提供了一种更小,更安全且更具性价比的工业机器人模型选项,它的多样性搭建能力,以及和专业级机械臂相比为学生提供了一个更独立的动手学习体验。

编程新手低门槛入门(软件)

当介绍工业机器人,或任何类型的机器人时,在教育设置下,最大的入门门槛之一是编程。 学生,甚至教育者,新手程序员可能因为他们不是自信的程序员,没有经验,或者感觉没有很好的支持而对教授和学习机器人畏缩不前。

在这之上,通常需要很多编程知识,技能和经验来和工业机器人一起工作。 当编程一个机械臂时,程序员可能需要使用机械臂如何在三维空间中移动的知识,使用特定的传感器,以及编程精确动作。 所有这些都提高了将工业机器人带入课堂的门槛从而无法实现。 V5 Workcell 通过使用 VEXcode V5 使这项艰巨的任务变的可控。 VEXcode V5 使得编程一台工业机器人模型对学生和教育者而言无障碍了,不管他们的编程经验如何。

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随着学生在他们编程经验,信心以及熟练程度的增长,VEXcode V5 也提高了上限。 VEXcode V5 不仅支持基于指令块的编程,也支持 C++ 和 Python。 这允许学生通过简单的选择一个按钮即可从基于指令块编程过渡到基于文本的编程。 VEXcode V5 不仅为新手程序员提供了低入门门槛和内置支持,还提高了上限并且为用户提供感受自信和成长的架构和支持。

更多有关 VEXcode V5 的信息,请查阅这篇 VEXcode 概述

聚焦大概念

V5 Workcell 的最大优势之一是学生被给与了学习和专注于对不仅编程,还有工程和工业机器人专业领域而言的基础更大概念和技能。

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学生将研究不同概念,比如用金属和电子件搭建,笛卡尔坐标系,机械臂如何在三维空间移动,代码重用,变量,二维数组,自动化传感器反馈,传送带系统以及更多。

学生将获得这些概念的基础知识,可被稍后应用在广泛的领域,比如数学,编程,工程以及制造。 当获得一个针对这些概念的介绍时,学生能够积极的解决问题,合作,有创造力,并且建立弹性。 所有这些在任何环境中都是重要的技能。


STEM 实验课来教授 V5 Workcell

在 VEX 教育机器人,我们让使用 V5 Workcell 入门教学变得容易,不管经验或能力水平,和 VEX V5 Workcell STEM 实验课一起。 V5 Workcell STEM 实验课提供教育者所需的所有资源和支持,以便于成功地向他们的学生教授所有的基础工业机器人概念。

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STEM 实验课旨在成为在线教师的 V5 Workcell 手册。 就像印刷的教师手册一样,面向教师的 STEM 实验课内容提供了能够进行计划,教学以及评估学生所需的所有资源,材料和信息。 学生在他们老师的协助下查阅学生版实验课,而老师版实验课有所有讨论提示,活动步骤,以及触手可及的协助策略。

为了计划,教师可以阅读和回顾 STEM 实验室的概念、活动、协助策略和讨论提示。 要教学,教师可以在协助活动和会话时让学生按照实验课步骤操作。 要评估,实验课本身提供了大量的不同讨论提示,准则和评估性问题,以及配套的如何在课堂上有效实施它们的协助策略。

从工程和编程的角度,共有12节 V5 Workcell STEM 实验课遵循一个进程。

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在实验课1和2中,学生第一次搭建 V5 Workcell,获得一些搭建技巧,并学习关于安全的知识。

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在实验课3和4中,学生开始探索如何手动和自动的在 3D 空间内移动 Workcell 机械臂。 他们还介绍了附加一支记号笔到 Workcell 的机械臂,在机器人机械臂的末端模仿一台工业工具。

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在实验课5和6中,学生将通过使用变量和二维数组编程机械臂运动,来继续建立运动的概念。

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在实验室7和8中,在学习了手动和自动运动后,学生将随后通过使用一个电磁铁和传感器反馈来抓取和放置钢芯碟,从而深入了解更多制造模拟。

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在实验课9和10中,学生将被介绍到传输带系统以及传感器反馈如何被用在材料处理中。

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在实验课11和12,STEM 实验课的结论是通过允许学生结合和应用他们从所有之前实验课所学来调查合作合作系统以及如何让 Workcell 自行为竞赛做准备。

VEX V5 Workcell 提供了一个全方位的解决方案,在具有成本效益,更低编程门槛以及专注于帮助学生开发重要技能的大创意的教育设置下来向学生介绍工业机器人。

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