VEX V5 Workcell 是工业机器人领域的一个新产品。

V5 工作单元的红色出口标志图,说明了 CTE(职业和技术教育)设置中的安全协议。

该模型足够小,可以放在教室的桌子上,使得 VEX V5 Workcell 可以在各种教育环境中使用。 此外,采用VEXcode V5作为编程语言的优势,降低了学生和教师进入工业机械臂的门槛。 V5 Workcell 与 VEXcode V5 相结合,为学生提供了通过使用五轴机器人构建和编程模拟制造工作单元来培养技术和解决问题的技能的机会。

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什么是 V5 工作单元?

多个构建

V5 工作单元利用连接到 V5 工作单元的机械臂和传送系统,学生使用设计用于与 VEX V5 系统配合使用的零件来构建它们。 V5 工作单元有多个构建,从仅仅连接到底板的机械臂开始,转变为带有传感器和传送带的模拟专业工作单元。

职业和技术教育环境中的 V5 工作单元设置的屏幕截图,展示了各种组件及其用于教学目的的安排。

使用 V5 进行教学的实验室 11 和 12 工作单元设置图表,展示了职业和技术教育的组件和布局。

机械臂

V5 工作单元由机械臂组成,可以容纳:

手臂末端无工具。 在探索沿笛卡尔坐标系的不同类型的运动时,V5 工作单元构建不需要在手臂末端使用任何工具。

一个 电磁铁 用于拾取和放置圆盘。

记号笔 附件,用于容纳干擦记号笔。 这用于在附在 V5 工作单元底板上的白板上绘图。

整个系统

V5 工作单元还由其他金属、塑料、电子设备和传感器组成,以构建连接到 V5 工作单元的传送系统。

V5 Workcell 的硬件标注图,说明了各种组件及其功能,用于职业和技术教育中教授机器人技术和工程概念。

传送带和分流器由金属件、履带链环和马达构成。

V5 工作单元组件图,突出显示各种传感器及其标注,用于职业和技术教育 (CTE) 环境中的教学。

该系统还包含许多电子元件和传感器,以实现 V5 工作单元的自动化并模拟真实的制造过程,例如根据传感器的不同条件进行分类和码垛。 传送系统使用的传感器是线路跟踪器和光学传感器。

光学传感器和线跟踪器用于对 V5 工作单元进行编程,以根据磁盘的颜色对其进行分类。


为什么选择 V5 工作单元?

性价比高(硬件)

在教育环境中向学生介绍工业机器人技术不仅能激发他们对编程和工程职业领域的兴趣,而且还可以帮助他们培养解决问题的能力,并让他们能够通过使用机器人将抽象概念变为现实。

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,教育机构正在转向更小、更安全、更具成本效益的工业机器人模型。 VEX V5 工作单元足够小,可以放在教室的桌子上,并且建议三名学生对一个机器人的比例,这样学生就有机会在每节课中亲身接触机器人。 V5 工作单元体积更小,更加安全,并且能够编程保险杠开关,在需要时起到紧急停止的作用。

V5 工作单元不仅是一种更小、更便宜、更安全的替代方案,而且还允许学生参与原本不可能实现的建筑体验。 接触专业尺寸机械臂的学生获得了编程经验,但由于他们没有参与建造过程,因此可能不了解它们如何移动和操作。 参与构建过程使学生有机会在硬件和软件之间建立更紧密的联系,并让学生获得有关机器人物理工作原理的更多基础知识。 学生使用 VEX 机器人 V5 系统的零件构建 V5 工作单元。

VEX V5 Workcell 为教育机构提供了更小、更安全、更具成本效益的工业机器人模型选项,其构建能力多样,与专业级机械臂相比,为学生提供了更独立的实践学习体验。

编程新手入门门槛低(软件)

将工业机器人或任何类型的机器人引入教育环境时,最大的进入壁垒之一就是编程。 作为新手程序员的学生,甚至是教育工作者,可能会不愿意教授和学习机器人技术,因为他们不是自信的程序员,没有经验,或者感觉没有得到很好的支持。

除此之外,操作工业机器人通常需要大量的编程知识、技能和经验。 在对机械臂进行编程时,程序员可能必须利用他们对机械臂在 3D 空间中如何移动的知识、使用某些传感器以及编写精确的运动程序。 所有这些都可能使工业机器人进入课堂的门槛变得更加难以触及。 V5 Workcell 通过使用 VEXcode V5 使得这项艰巨的任务变得易于管理。 VEXcode V5 使学生和教育工作者无论编程经验如何都能够编写工业机器人模型。

VEXcode V5 界面的屏幕截图展示了 V5 Workcell 的编程功能,用于职业和技术教育中教授机器人技术和自动化概念。

随着学生编程经验、信心和熟练程度的增长,VEXcode V5 也提高了上限。 VEXcode V5 不仅支持基于块的编码,还支持 C++ 和 Python。 这使得学生只需轻松选择一个按钮即可从基于块的编码过渡到基于文本的编码。 VEXcode V5 不仅为新手程序员提供了较低的进入门槛和内置支持,还提高了上限,为用户提供了脚手架和支持,使他们充满信心并不断成长。

有关 VEXcode V5 的更多信息,请查看此 VEXcode 概述

专注于大创意

V5 Workcell 的最大优势之一是学生有机会学习和专注于不仅是编程的基础,而且也是工程和工业机器人专业领域的基础的更大的概念和技能。

图表展示了 V5 工作单元中的 XYZ 坐标,用于教授职业和技术教育概念。 该图显示了工作单元设置内机器人部件的空间排列和移动。

学生将研究不同的概念,例如用金属和电子设备建造、笛卡尔坐标系、机械臂如何在三维空间中移动、代码重用、变量、二维列表、自动化传感器反馈、传送系统等等。

学生将获得这些概念的基础知识,这些知识以后可以应用于数学、编程、工程和制造等广泛的领域。 在了解这些概念的同时,学生能够积极解决问题、开展协作、发挥创造力并增强适应力。 在任何环境下,这些都是重要的技能。


用于教授 V5 工作单元的 STEM 实验室

在 VEX Robotics,借助 VEX V5 Workcell STEM Labs,我们可以轻松使用 V5 Workcell 开始教学,无论经验或能力水平如何。 V5 Workcell STEM 实验室提供教育工作者所需的所有资源和支持,以便向学生成功地传授 V5 Workcell 的所有基础工业机器人概念。

职业和技术教育中 STEM 实验室的 V5 工作单元设置的图示,展示用于教授机器人技术和自动化概念的各种组件和设备。

STEM Labs 旨在成为 V5 Workcell 的在线教师手册。 就像印刷版的教师手册一样,STEM 实验室面向教师的内容提供了 、教学和评估 所需的所有资源、材料和信息。 在老师的指导下,学生可以看到学生版的实验室,而教师版的实验室则包含所有的讨论提示、活动步骤和指导策略,老师可以轻松掌握。

为了 计划,教师可以阅读和复习 STEM 实验室的概念、活动、促进策略和讨论提示。 为了 ,教师可以让学生按照实验室中的步骤进行操作,同时促进活动和对话。 为了进行 评估,实验室本身提供了大量不同的讨论提示、评分标准和总结性评估问题,以及如何在课堂上有效实施它们的辅助策略。

总共有 12 个 V5 Workcell STEM 实验室,从工程和编程的角度来看,它们都遵循一定的进程。

用于职业和技术教育教学的 V5 工作单元设置的图示,其中包含为教育目的而布置的各种机器人组件和设备。

在实验室 1 和 2 中,学生首次构建 V5 工作单元,获得一些构建技能并了解安全知识。

图表展示了用于职业和技术教育教学的 V5 工作单元设置,其中包含标记的组件和连接,可实现有效的机器人教育。

在实验室 3 和 4 中,学生开始探索工作单元的手臂如何以手动和编程的方式在 3D 空间中移动。 他们还被介绍如何将标记物附加到工作单元的手臂上,模仿机械臂末端的工业工具。

图表展示了用于职业和技术教育教学的 V5 工作单元设置,展示了机器人和自动化有效学习的各种组件及其排列。

在实验室 5 和 6 中,学生将继续通过使用变量和 2D 列表对手臂进行编程来构建运动概念。

图表展示了用于职业和技术教育教学的 V5 工作单元设置,其中标有标记的组件和连接,以增强对机器人和自动化概念的理解。

在实验室 7 和实验室 8 中,在研究了手动和自动动作之后,学生将通过使用电磁铁和传感器反馈来拾取和放置磁盘,深入研究更多的制造模拟。

图表展示了用于职业和技术教育教学的 V5 工作单元设置,展示了机器人和自动化有效学习的各种组件及其排列。

在实验室 9 和 10 中,向学生介绍传送系统以及如何在材料处理中使用传感器反馈。

用于职业和技术教育教学的 V5 工作单元设置的图示,展示实验室环境中的各种组件及其排列。

在实验室 11 和 12 中,STEM 实验室最后允许学生结合和应用他们从所有之前实验室学到的知识来研究合作系统以及如何使工作单元成为自己的工作单元以准备参加比赛。

VEX V5 Workcell 提供了一个全面的解决方案,可以在经济高效的教育环境中向学生介绍工业机器人技术,降低编程门槛,并专注于帮助学生发展重要技能的大创意。

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