为落实产教融合实践育人目标,强化学生硬件工程实操素养,大连东软信息学院电子与机器人工程系全面开展项目引领式《嵌入式系统通用硬件平台综合设计实践》课程教学,以全向移动捡球机器人完整硬件开发项目为核心载体,打破理论与实操壁垒,构建一体化硬件设计实训体系。
本实践课程摒弃碎片化基础实验,采用完整工程项目贯穿全程,要求学生全程使用Altium Designer完成全向移动捡球机器人全套硬件开发工作。从机器人电源模块、电机驱动模块、传感器采集模块、主控外设接口电路原理图绘制,到多层PCB布局布线、电磁兼容优化、板级硬件校核,学生独立完成整套机器人硬件电路设计,完整复刻企业真实硬件开发流程。整套实训贴合智能机器人行业开发标准,覆盖嵌入式硬件开发全流程关键技术点。
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依托完整机器人硬件开发项目,课程全方位提升学生多项核心专业能力。其一,夯实电路设计基础能力,学生能够根据机器人运动控制、环境感知需求自主完成功能电路方案设计,熟练掌握电源稳压、电机驱动、信号采集等典型电路原理与选型计算。其二,熟练掌握PCB工程开发能力,精通Altium Designer软件操作,学会规范布局、差分走线、阻抗匹配、接地分区等工业级PCB设计技巧,具备独立输出可量产电路板图纸的能力。其三,强化工程问题分析与调试能力,在电路校核、PCB纠错过程中,自主排查短路、干扰、供电不稳等硬件故障,建立系统级调试思维。其四,提升综合工程创新与系统集成能力,结合捡球机器人运动、识别、执行功能完成多模块硬件协同设计,树立整机系统开发全局思维。其五,锤炼标准化工程文档撰写能力,按照企业规范输出原理图、PCB图纸、器件清单、硬件调试报告,养成标准化工程工作习惯。
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该实践课程以真实机器人项目为抓手,实现理论知识向工程实操转化,有效补齐学生硬件开发短板,为学生从事嵌入式硬件、智能机器人、智能装备研发相关工作筑牢实践根基。