機(jī)械工程師系列1——仿生機(jī)器人競技

個人資料整理，僅供個人學(xué)習(xí)使用機(jī)械工程師系列1 仿生機(jī)器人競技機(jī)器人這個詞的誕生一開始就具有仿生含義，而人類追求的機(jī)器人終極目標(biāo)就是創(chuàng)造出像人一樣且比人更強(qiáng)大的機(jī)器。機(jī)器人仿生主要是模仿人或動物的思維與肢體結(jié)構(gòu)從事類人活動，這是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)、動人心弦的人造“人”事業(yè)，也將是未來工程師為之奮斗的事業(yè)?，F(xiàn)在讓我們先從簡易的仿生機(jī)器人做起，在動手做中學(xué)習(xí)技術(shù)，在試驗(yàn)當(dāng)中尋求創(chuàng)新，從中去感悟技術(shù)之魅力。知識與能力：仿生學(xué)、機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)、簡單電路、齒輪變速傳動、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、制作技巧。比賽規(guī)則一、掃雷機(jī)器人（適用于小學(xué)組）1項(xiàng)目簡述：設(shè)計(jì)和制作一個模仿動物的四腳行走（兩腳交替運(yùn)動）機(jī)器人，機(jī)器人在規(guī)定時間內(nèi)盡可能多的將地上的垃圾（回形針） 移到界外。 活動分競技比賽與現(xiàn)場制作兩部分。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴賃軔。2參賽對象：適合小學(xué)生。個人項(xiàng)目。3.競技比賽：1）競技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個電動機(jī)（必須是 130 電動機(jī)），電源電壓為3V 。機(jī)器人的長寬尺寸為20cm20cm。 聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈禍測。2）比賽時間1 分鐘，在規(guī)定時間內(nèi)機(jī)器人可以反復(fù)進(jìn)入界內(nèi)收集回形針。3）機(jī)器人的整體走出界外，學(xué)生可以用手幫助機(jī)器人移除回形針，并再次進(jìn)入界內(nèi)。4）如機(jī)器人在界內(nèi)發(fā)生故障，學(xué)生可以將它拿到界外進(jìn)行修理，此時機(jī)器人攜帶的回形針必須放回界內(nèi)。只要在規(guī)定時間內(nèi)，修理好的機(jī)器人并可繼續(xù)比賽，必須在界外出發(fā)。殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟婭騍。5）允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。4現(xiàn)場制作：1）必須使用賽場提供的材料，提供的材料為“創(chuàng)意模型 ”一套，一段10cm 長的磁性塑膠帶。裁判有權(quán)沒收一切自帶的材料。電動機(jī)不得更換或改裝。釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐顧葒。2）電源規(guī)定為2 節(jié) AA （ 5#，電壓 1.5V ）電池。比賽電池由賽場提供。3）工具自備，粘結(jié)材料自備。賽場不提供220 交流電源。4）制作時間為2 小時。時間到，機(jī)器人將由裁判封存，直到比賽時方可取回。5）制作時間內(nèi)只能在自己的工作臺上試驗(yàn)，不能到比賽場地上試驗(yàn)。6）在 30 秒時間內(nèi)移出界外的回形針越多越好。允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。5測試場地：見右圖。6評分：1）競技比賽機(jī)器人和現(xiàn)場制作機(jī)器人移出界外總的回形針數(shù)，越多越好。2）分別以成績最好一輪為最終得分。3）在回形針數(shù)相同的情況下，再以完成任務(wù)的時間進(jìn)行排序。二、橫桿投彈機(jī)器人（適用于小學(xué)組）1項(xiàng)目簡述：制作一個能爬橫桿的機(jī)器人，并能夠在終點(diǎn)處自動投彈。機(jī)器人必須采用雙“手 ”交替運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，輪式運(yùn)動方式不被允許?；顒臃指偧急荣惻c現(xiàn)場制作兩部分。彈貿(mào)3 / 5個人資料整理，僅供個人學(xué)習(xí)使用攝爾霽斃攬磚鹵廡詒爾。2參賽對象：適合小學(xué)生。個人項(xiàng)目。3. 競技比賽：1）競技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個電動機(jī)（必須是 130 電動機(jī)），電源電壓為3V 。機(jī)器人的長寬尺寸為20cm20cm。 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔點(diǎn)鉍。2）機(jī)器人在行進(jìn)過程中釋放一顆玻璃球投入目標(biāo)區(qū)得分，玻璃球自備。3）機(jī)器人在行走過程中不能有任何人為干預(yù)，包括投擲玻璃球。4）機(jī)器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)。比賽時間1 分鐘。5）如機(jī)器人在行進(jìn)過程中發(fā)生故障，則此輪比賽結(jié)束。如果已將玻璃球投入目標(biāo)區(qū)，則可得目標(biāo)分。6）允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。4現(xiàn)場制作：1）必須使用賽場提供的材料（包括投彈裝置），提供的材料為“創(chuàng)意模型 ”一套，卡紙1 張，竹簽 1 根（長度大于10 厘米），橡筋圈1 根，回形針1 枚。裁判有權(quán)沒收一切自帶的材料。不得更換或改裝電動機(jī)。廈礴懇蹣駢時盡繼價騷巹癩。2）電源規(guī)定為2 節(jié) AA （ 5#，電壓 1.5V ）電池。比賽電池由賽場提供。3）工具自備，賽場不提供220 交流電源。粘合材料自備。4）投彈時機(jī)器人的任何部分僅可以觸碰“終點(diǎn)板 ”（如 4 所述）。5）制作時間為2 小時。時間到，機(jī)器人將由裁判封存，直到比賽時方可取回。6）制作時間內(nèi)不能在測試場地上試驗(yàn)。7）機(jī)器人測試時間為1 分鐘。允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。5測試場地：測試場地如圖所示，橫桿高度離地60cm，橫桿長度為200cm。在終點(diǎn)有一塊寬20cm，高30cm 的板，可利用該板來完成彈子的投放。目標(biāo)區(qū)域A 為競技比賽機(jī)器人目標(biāo)得分區(qū)，目標(biāo)區(qū)域 B 為現(xiàn)場制作機(jī)器人目標(biāo)得分區(qū)，尺寸為30cm30cm，一端靠終點(diǎn)。起點(diǎn)線距離立柱 20cm。 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚鍍齊。6評分：1）目標(biāo)分：競技比賽中機(jī)器人將玻璃球投入目標(biāo)區(qū)的得分+ 現(xiàn)場制作機(jī)器人的目標(biāo)得分。投中目標(biāo)區(qū)，得分為0，未投中目標(biāo)區(qū)得分為30。 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴縈詰。2）速度分：競技比賽中機(jī)器人到達(dá)終點(diǎn)的時間+現(xiàn)場制作機(jī)器人到達(dá)終點(diǎn)的時間。以秒為單位，小數(shù)后2 位有效。 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)櫧撻。4 / 5個人資料整理，僅供個人學(xué)習(xí)使用3）如果在規(guī)定時間內(nèi)不能到達(dá)終點(diǎn)，則此輪的目標(biāo)分+時間分為100。4）允許比賽2 次，以成績最好一次計(jì)算得分。5）總得分為：目標(biāo)分+速度分。三、步行爬階梯機(jī)器人（適用于中小學(xué)生）1項(xiàng)目簡述：設(shè)計(jì)和制作一個 “步行機(jī)器人 ”，它能夠沿著階梯爬上一個斜坡，機(jī)器人必須是“雙腳 ”交替行走， 不能用輪或類似輪的方式進(jìn)行驅(qū)動。 活動分競技比賽與現(xiàn)場制作兩部分。預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴買闥。2參賽對象：中小學(xué)生。個人項(xiàng)目。3. 競技比賽：1）競技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個電動機(jī)（必須是 130 電動機(jī)），電源電壓為3V 。機(jī)器人的長寬尺寸為30cm20cm。 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇絨。2）機(jī)器人在出發(fā)時前腳在第一臺階上； 到達(dá)終點(diǎn)時， 機(jī)器人的前腳必須在最后一節(jié)臺階上，并觸碰終點(diǎn)檔板。3）機(jī)器人在行走過程中不能有任何人為干預(yù)。4）機(jī)器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)。比賽時間1 分鐘。5）如機(jī)器人在行進(jìn)過程中發(fā)生故障，則此輪比賽結(jié)束。但可獲階梯得分。6）允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。4現(xiàn)場制作：1）必須使用賽場提供的“創(chuàng)意模型 ”套材， 參賽者可以自帶附加材料，但必須是未經(jīng)加工的。如有明顯的加工痕跡，裁判有權(quán)沒收這些材料。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵。2）電源規(guī)定為2 節(jié) AA （ 5#，電壓 1.2-1.5V ）電池。比賽電池由賽場提供。3）工具、粘合劑自備，賽場不提供交流電源。4）制作時間為2 小時。時間到，機(jī)器人將由裁判封存，直到比賽時方可取回。5）制作時間內(nèi)不能在測試場地上試驗(yàn)。6）比賽規(guī)則同競技比賽2-6。5測試場地：測試是在一個階高1.5cm、臺階平面長10cm、寬 15cm，共有 16 個臺階的跑道上進(jìn)行。階梯的兩邊有擋板。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔報贏。6評分：1）機(jī)器人走完全程，則得分為速度分。以秒為單位，小數(shù)后2 位有效。競技比賽機(jī)器人速度分 +現(xiàn)場制作機(jī)器人速度分。贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛漢。2）機(jī)器人在規(guī)定時間內(nèi)不能到達(dá)終點(diǎn)，則速度分為：60+ 臺階得分。3）臺階得分：每相差一階加5 分，最多70 分。4）分別以成績最好一輪為最終得分。四、爬電纜機(jī)器人（適用于中、小學(xué)組）1項(xiàng)目簡述：設(shè)計(jì)和制作一個“爬電纜機(jī)器人”，它能夠沿著懸掛在空中的兩根平行電纜進(jìn)5 / 5個人資料整理，僅供個人學(xué)習(xí)使用行攀爬，機(jī)器人必須用“手 “或 “腳 ”模仿人或動物的運(yùn)動方式進(jìn)行攀爬。不能用輪或類似輪的方式進(jìn)行驅(qū)動?；顒臃指偧急荣惻c現(xiàn)場制作兩部分。壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚躋馱。2參賽對象：小學(xué)生和中學(xué)生。個人項(xiàng)目。3. 競技比賽：1）競技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個電動機(jī)（必須是 130 電動機(jī)），電源電壓為3V 。機(jī)器人的長寬尺寸為30cm20cm。 蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅籜葦。2）機(jī)器人在行走過程中不能有任何人為干預(yù)。3）機(jī)器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)。比賽時間1 分鐘。4）如機(jī)器人在行進(jìn)過程中發(fā)生故障，則此輪比賽結(jié)束。5）允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。4現(xiàn)場制作：1）必須使用賽場提供的“創(chuàng)意模型 ”套材， 參賽者可以自帶附加材料，但必須是未經(jīng)加工的。如有明顯的加工痕跡，裁判有權(quán)沒收這些材料。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄屆嬌。2）電源規(guī)定為2 節(jié) AA （ 5#，電壓 1.2-1.5V ）電池。比賽電池由賽場提供。3）工具以及粘結(jié)材料自備，賽場不提供交流電源。4）制作時間為2 小時。時間到，機(jī)器人將由裁判封存，直到比賽時方可取回。5）制作時間內(nèi)不能在測試場地上試驗(yàn)。6）其它規(guī)則與競技比賽規(guī)則3 5 相同。5測試場地：在一個金屬框架上并行拴著兩根電纜線，電纜線直徑在5 6mm，兩線（中心）相距8cm。電纜線中間會有所下垂。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴飆鈧。6評分：競 技 機(jī)器 人 到達(dá) 終 點(diǎn)的時間 +現(xiàn) 場 制作 機(jī) 器人 到 達(dá)終 點(diǎn) 的時間。以秒為單位，小數(shù)后2 位有效五、爬直桿機(jī)器人（適用于中學(xué)組）1項(xiàng)目簡介：設(shè)計(jì)和制作一個能爬垂直桿子的機(jī)器人，它必須類似于人或動物爬桿的原理往上爬行， 而不能采用任何輪式的運(yùn)動機(jī)構(gòu)?；顒臃指偧急荣惻c現(xiàn)場制作兩部分。競技比賽機(jī)器人還可以攜帶重物獲得獎勵分。驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦諑瓊。2參賽對象：適用中學(xué)生。個人項(xiàng)目。3. 競技比賽：1）競技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個電動機(jī)（必須是 130 電動機(jī)），電源電壓為3V 。機(jī)器人的長寬尺寸為30cm20cm。 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡獻(xiàn)鵬。2）機(jī)器人出發(fā)時可以攜帶重物，重物為50 克和 100 克重的砝碼。3）機(jī)器人出發(fā)時必須在起點(diǎn)線下方，起點(diǎn)區(qū)長30cm。機(jī)器人到達(dá)終點(diǎn)時必須完全在終點(diǎn)線上方，終點(diǎn)區(qū)長30cm。 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔嗚訝。6 / 5個人資料整理，僅供個人學(xué)習(xí)使用4）機(jī)器人在行走過程中不能有任何人為干預(yù)。5）機(jī)器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)。比賽時間1 分鐘。6）如機(jī)器人在行進(jìn)過程中發(fā)生故障，則此輪比賽結(jié)束。但可獲距離得分。7）允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。4現(xiàn)場制作：1）必須使用賽場提供的“創(chuàng)意模型 ”套材， 參賽者可以自帶附加材料，但必須是未經(jīng)加工的。如有明顯的加工痕跡，裁判有權(quán)沒收這些材料。構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖門戲。2）電源規(guī)定為2 節(jié) AA （ 5#，電壓 1.2-1.5V ）電池。比賽電池由賽場提供。3）工具自備，賽場不提供交流電源。4）制作時間為2 小時。時間到，機(jī)器人將由裁判封存，直到比賽時方可取回。5）制作時間內(nèi)不能有在測試場地上試驗(yàn)。6）測試規(guī)則同“競技比賽 ”規(guī)則 3-7。5測試場地：測試的直桿外徑為2cm，材質(zhì)為PVC 水管，高度為2m。6評分：1）時間分：在規(guī)定時間內(nèi)走完全程者，得分為：競技比賽機(jī)器人的完成時間+現(xiàn)場制作機(jī)器人完成時間。以秒為單位，小數(shù)后2 位有效。 輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩蠐鑭。2）機(jī)器人走完全程，而且攜帶重物，則50 克砝碼減10 秒， 100 克砝碼減20 秒。3）在規(guī)定時間內(nèi)如果不能走完全程，則得分為：60（秒） +距離罰分。罰分的計(jì)算：每20厘米加 10（秒）。 堯側(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅瀝紕。7 / 5