机械臂编程课程

课程特色

🎯

工业级机械臂开发

真实场景驱动：从基础控制到AI视觉应用
趣味与实用结合：既有基础操作练习，也有人脸追踪等前沿应用

🚀

Python编程学习

从零开始学习Python编程
掌握机械臂控制的核心编程思想

🔧

软硬结合

硬件层：机械臂结构、传感器原理
软件层：Python编程、AI视觉控制

课程优势

🏆

竞赛导向

作品可直接用于科技竞赛

🌐

跨学科融合

结合物理、数学、计算机等学科知识

📦

开箱即用

完整课件+硬件套装：配套齐全，轻松开展课程

第一阶段：基础入门与硬件操作

掌握机械臂基础知识与Python编程入门

🤖

1. 认识机械臂

了解机械臂配件清单及各部件功能 | 学习核心部件作用

🛠️

2. 机械臂的初始设置

安装底盘吸盘 | 连接主舵机、小舵机、气泵等线缆

🎮

3. PS2手柄遥控操作

掌握挖掘机式和三维空间坐标式的运动模式切换

🐍

4. Python编程环境搭建

安装Thonny开发环境 | 熟悉界面布局和功能

👋

5. 第一个Python程序

编写"Hello, Python!" | 学习基本语法和运行流程

🔢

6. 变量与数据类型

学习变量定义和使用 | 了解字符串、整数等数据类型

➕

7. 运算符与表达式

掌握算术、比较和逻辑运算符 | 练习数学计算和逻辑判断

🔄

8. 条件与循环语句

学习if条件语句和for/while循环 | 编写判断和循环程序

🧩

9. 函数与模块化编程

学习函数定义和调用 | 理解模块化编程思想

🏗️

10. 面向对象编程基础

了解类和对象概念 | 掌握面向对象编程基本思想

第二阶段：硬件编程与基础应用

学习机械臂硬件控制与MicroPython编程

🎛️

1. 机械臂主控制器介绍

学习控制器硬件结构 | 了解ESP32模块、舵机驱动等

⚙️

2. MicroPython环境搭建

安装MicroPython固件 | 连接Thonny开发环境

💡

3. 点灯实验

控制LED灯亮灭 | 学习GPIO引脚基本操作

🚦

4. 交通信号灯模拟

控制三色LED灯 | 练习函数化编程

🔆

5. 按键调光灯

调节LED灯亮度 | 学习PWM脉宽调制原理

🌊

6. 呼吸流水灯效果

实现LED呼吸和流水效果 | 深入掌握PWM应用

🎵

7. 趣味音乐盒

使用蜂鸣器播放音乐 | 学习PWM信号生成

🌀

8. 调速电风扇

PWM控制风扇转速 | 学习按键调节速度

🦾

9. 四轴舵机控制

控制机械臂四个舵机 | 完成关节活动编程

🧮

10. 逆运动学算法应用

控制机械臂到达指定坐标 | 学习坐标系转换

第三阶段：AI视觉与智能应用

探索机械臂AI视觉与智能控制技术

🫳

1. 气泵与吸嘴控制

控制气泵和吸嘴 | 完成简单抓取任务

👁️

2. AI视觉模块功能介绍

了解AI模块结构和功能 | 学习安装和校准

📦

3. 智能码垛实验1

识别二维码木块 | 完成自动码垛任务

🏗️

4. 智能码垛实验2

加入层高检测功能 | 实现更智能码垛

🎨

5. 色块分拣实验

识别不同颜色木块 | 完成颜色分拣任务

🔷

6. 形状分拣实验

识别不同形状木块 | 完成形状分拣任务

🎯

7. 目标追踪实验

使用PID算法追踪二维码 | 保持木块在屏幕中心

<极客时间>8. 距离调节闪光灯

根据距离调节LED闪烁频率 | 学习距离感应

🎶

9. 距离变换魔音盒

根据距离播放不同声音 | 学习频率转换

👣

10. 距离跟随机械臂

使用PID算法实现自动跟随 | 学习距离控制

第四阶段：高级应用与综合项目

实现机械臂高级功能与创新应用

🌀

1. 自动摇头电风扇

将风扇安装在机械臂上 | 实现自动摇头功能

👤

2. 人脸追踪风扇

使用AI追踪人脸 | 控制风扇朝人脸移动

🔒

3. 人脸识别风扇

通过人脸识别 | 仅为主人开启风扇

✋

4. 动作编辑与路径规划

手动拖拽记录动作 | 让机械臂重复执行

🔺

5. 机械臂画几何图形

使用画笔绘制图形 | 学习轨迹规划

✍️

6. 机械臂写字实验

编写程序让机械臂书写字符 | 学习字体轨迹生成

📝

7. 人脸识别写字

结合人脸识别 | 让机械臂书写识别到的人名

🎨

8. 表情识别简笔画

分析人脸特征 | 绘制简笔画

📱

9. WiFi手机遥控

使用WiFi连接手机 | 通过App遥控机械臂

⭕

10. 人机对战三子棋

编写三子棋算法 | 实现机械臂与人类对战