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轮足智控教育机器人正式推出 用科技创新助力青少年科创教育普及

来源:中国教育晚报     作者:嘉锰     发布时间:2026-04-24     

  近日,面向全学段使用的教育级轮足机器人项目正式进入推广阶段。项目名称为 “轮足智控”,它把轮足复合结构、智能控制算法和简易操作方式结合在一起,专门用于学校科创教育、实践教学和技能实训。项目紧跟国家人工智能教育与科创普及政策,重点解决当前教育机器人功能单一、操作复杂、价格偏高、课程不配套等实际问题。它为中小学、职业院校、高校提供稳定、好用、便宜的科创教学设备,努力让更多学生轻松接触前沿机器人技术。

  我国近几年不断加大科创教育支持力度。从人工智能发展规划到全民科学素质纲要,再到教育强国建设纲要,国家陆续出台多项政策。这些政策明确提出要在中小学、职业院校、高校普及机器人教育、编程教育和人工智能实践。政策鼓励学校配备适合学生使用的科创设备,完善教学、实践、评价体系,推动优质教育资源向基层和农村地区覆盖。政策环境为教育级轮足机器人的研发和推广,提供了稳定有力的支持。

  但是目前的科创教育仍然存在不少现实问题。很多学校已经开设编程和机器人相关课程,可是基层学校和农村学校缺少资金、设备和专业老师。他们很难开展稳定的实践教学。市面上的教育机器人存在明显两极分化。工业科研用机器人结构复杂、价格昂贵,不适合基础教育使用。普通玩具型机器人功能太少,只能做简单动作,满足不了中学和高校的进阶学习需求。大部分机器人产品只有硬件,没有配套课程、教学视频和师资培训。老师不会教、学生练不上、教学不成体系,成为普遍现象。

  轮足智控项目针对这些问题做了完整设计。团队经过大量实地调研,走访学校、老师、学生和企业,确定产品方向。项目核心是一台基于 ESP32 控制器的轮足复合机器人。它可以在轮式模式下快速移动,也可以切换成足式模式,适应不平地面、完成跳跃、转向、越障等动作。机器人使用 STS3032 舵机控制腿部动作,使用 220880T 无刷电机驱动轮子移动。它搭载 MPU6050 姿态传感器,配合 PID 控制算法,实现稳定自平衡。学生可以用手机或电脑通过 WiFi 连接机器人,进行遥控操作、编程控制和参数调试。

  硬件部分采用模块化设计。学生可以自己拆装、组合、改装。底盘、舵机、电机、传感器、主控板都可以单独学习和调试。主控系统把电源、驱动、下载、稳压等电路集成在一块小板上。它体积小、走线干净、抗干扰能力强,适合教室和实验室高频次使用。供电系统稳定安全,使用常用充电电池,配有电压指示和保护电路。整体结构采用 3D 打印和 CNC 加工,结实耐用、重量轻,符合校园使用安全标准。

  软件和算法部分简单易懂、便于教学。项目使用 Arduino 开发环境,采用 C/C++ 语言编写程序。程序分为传感器数据采集、运动控制、PID 算法、WiFi 通信、手机遥控等几个模块。每个模块功能清晰,适合分段教学。MPU6050 采集角度和速度数据,传给主控芯片。芯片经过计算,输出信号控制舵机角度和电机转速,让机器人保持平衡、前进、后退、跳跃。手机端可以看到姿态数据,可以发送指令控制机器人动作。整套系统经过多次实验测试,数据准确、运行稳定、误差很小,满足教学和比赛要求。

  项目最大的特点是构建了完整的教育实施体系。团队提出 “1+3+2” 落地模式。一个核心是轻量化模块化的轮足机器人产品。三个支撑包括分层课程、专业师资、全程技术支持。两翼落地是教学实践落地和普惠保障落地。课程分为四个层次,分别对应高中竞赛、高职实训、职业本科应用、大学本科研发。课程内容由浅到深,从组装操作、图形化编程,到 Python 代码、算法研究、二次开发,覆盖全学段学习需求。

  配套资源以教学视频为核心。团队录制高清实操视频,内容包括组装步骤、接线方法、编程讲解、调试技巧、故障排查、竞赛训练等。视频配有字幕和重点标注,学生可以随时回看、反复学习。视频资源建成线上库,师生可以免费观看、下载。项目还提供教案、实训手册、课程大纲,方便老师直接上课使用。技术支持提供线上答疑、远程指导和线下上门调试,解决学校使用过程中的问题。

  目前项目已经取得多项实际成果。团队完成机器人完整研发和多轮测试,机器人可以稳定实现平衡站立、前进、跳跃、避障等功能。项目已申请专利、软件著作权,完成科技查新,相关成果得到媒体报道。项目在长治职业高级中学、运城职业技术大学等院校开展试点。学生参与热情高、学习效果明显,老师评价良好。项目和企业达成供应链合作,能够批量生产、控制成本,让更多学校买得起、用得好。

  轮足智控项目不只提供一台机器人,而是提供一套完整的科创教育解决方案。它把硬件、软件、课程、视频、师资、服务打包在一起,形成 “教 — 学 — 练 — 评” 闭环。项目重点面向职业院校和高校,同时服务于中小学和培训机构。它可以用于日常教学、社团活动、科创比赛、毕业设计、实训实践等多种场景。项目坚持普惠路线,降低设备价格、简化操作难度、完善配套资源,让基层学校、农村学校也能轻松开展高质量科创教学,推动教育公平。

  未来,项目将继续优化产品性能,升级控制算法,拓展更多功能和教学案例。团队会扩大试点范围,完善供应链和服务体系,逐步在全省、全国推广。项目计划和更多学校、教育装备企业、地方教育部门合作,把优质科创资源送到更多校园。轮足智控希望用简单、实用、可靠的教育机器人,点燃青少年的科技兴趣,培养工程思维、创新能力和实践技能,为国家培养更多科技人才,助力科创教育高质量发展。(郭江涛)


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