機械臂實驗室

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米Teen的機械臂實驗室是一項由優質教育基金(QEF)資助的計劃(計劃編號:2019/0674)。本計劃的目的包括建立機械臂實驗室及涵蓋理論至實際應用的STEM課程，並與復康機構合作開發機械臂在傷殘人士生活中的應用。本計劃會配合新電腦科課程發展的需要，以機械臂作為主題設計多項的實驗，主力發展Arduino及Python編程的教材，加強學生解難的能力。

採用DOBOT Magician

市場上有很多不同品牌的機械臂，我們需要選擇符合教學和應用需要的產品並會考慮以下各點，確保該機械臂能配合本計劃的需要。

1. 機械臂的精準度
2. 負重能力
3. 移動範圍
4. 配合教育需要的配件
5. 入門控制軟件
6. 支援圖像式及文本式的編程
7. 開源的命令控制碼

我們在計劃中會採用DOBOT Magician作為教學工具，除了使用該產品的配套軟件，亦會開發一套簡單易用的Python及Arduino程式庫。DOBOT Magician可通過提供的底層通信協定直接實現與機械臂的通信，實現對機械臂底層的控制，完成高級定制化應用功能的開發。

下載本計劃開發的DOBOT Magician Python程式庫

下載本計劃開發的DOBOT Magician Arduino程式庫

參考：Dobot Magician Download Center (official website)

以下的教材可供有需要的學校參考及使用，版權屬「優質教育基金」。

中一教材

• 了解現代機械臂在不同行業的應用及發展(1堂)
• 了解機械臂的基礎運動模式，實驗--用機械臂的應用程式去探索機械臂的功能(2堂)
• 圖像式(積木Blocky)編程，教學內容加入數學科元素，實驗--用機械臂的圖像式編程方法控制機械臂畫出指定的圖案，例如多邊形、內切圓、外接圓等。(3-5堂)
• 下載中一教材zip檔

中二教材

• 機械臂的座標系統互換，教學內容加入數學科元素，了解機械臂不同的座標表示法，角度J1,J2,J3與x,y,z的互換，x,y,z與實際空間位置的互換。實驗--用機械臂的應用程式去探索不同座標系統間的關係。(2堂)
• 學習如何使用Arduino的文本編程去控制機械臂。實驗--用Arduino Mega的文本編程控制機械臂作出指定的動作及完成任務，例如搬動及排列物件(隊列形，螺旋形)等。(8-10堂)
• 下載中二教材zip檔

中三教材

• 了解機械臂的物理特性，教學內容加入物理科元素，了解機械臂搬運物件的負重能力、移動速度和加速度等。實驗--用機械臂的應用程式去探索機械臂的物理特性及其限制。(2堂)
• 初階Python文本編程。實驗--編寫Python程式，優化搬運物件的程序，確保搬運安全、效率及準確度並重。例如用最短時間完成搬運物件到指定位置覆疊擺放。(8-10堂)
• 下載中三教材zip檔

中四教材

• 進階Python文本編程，透過Python編程去控制機械臂，訓練解決難題的技巧。實驗--用機械臂移動河內塔(Towers of Hanoi)的圓盤。實驗--用機械臂擺放幻方(magic square)內的數字。(10-12堂)
• 下載中四教材zip檔

中五教材

• 進階Arduino文本編程及傳感器的應用，運用不同的傳感器去獲取數據及進行機械臂的自動化控制。實驗--用雙軸XY搖杆模塊去控制機械臂作出指定的動作及完成任務。實驗--配合鏡頭拍攝的影像，搬動物件到指定位置。(10-12堂)