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1、
創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)
設(shè)計(jì)題目： 四 足 機(jī) 器 人
完成日期： 2 0 1 2年 4 月
學(xué) 院： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院
專 業(yè)： 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化
指導(dǎo)老師： 武 剛
小組成員：
課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表
學(xué)號(hào)
姓名
年級(jí)專業(yè)
工作分工
成績(jī)
程序編寫
論文撰寫
模型搭建
造型設(shè)計(jì)
模型搭建
造型設(shè)計(jì)
模型搭建
造型設(shè)計(jì)
2、
模型搭建
造型設(shè)計(jì)
整體
評(píng)價(jià)
性能（70%）
美觀與創(chuàng)意（30%）
評(píng)語(yǔ)：
目 錄
一、樂高機(jī)器人簡(jiǎn)述................................................4
二、問題的提出和分析..............................................5
2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)....................................................5
2.2 功能分析.................................
3、...................5
三、方案的選擇和模型的搭建.......................................5
3.1 行走功能....................................................5
3.2 美感工作............. ......................................7
四、設(shè)計(jì)小結(jié).......................................................8
4.1 感想........................
4、................................8
4.2 感謝........................................................8
一、樂高機(jī)器人簡(jiǎn)述
上個(gè)世紀(jì)的八十年代，稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）的時(shí)代，把九十年代稱為Internet飛速發(fā)展的時(shí)代，那么本世紀(jì)的第一個(gè)十年，會(huì)是個(gè)人機(jī)器人（PR）的時(shí)代。隨著智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，智能機(jī)器人的教育走入中、小學(xué)校已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。智能機(jī)器人教育走進(jìn)普通中、小學(xué)校的可能性和必然性估計(jì)會(huì)在今后的五年內(nèi)得以實(shí)現(xiàn)。
21世紀(jì)是全球科技經(jīng)濟(jì)激烈競(jìng)爭(zhēng)的世紀(jì)。參與激烈的競(jìng)爭(zhēng)，擔(dān)負(fù)建設(shè)的重
5、任，時(shí)代向新一代中國(guó)青少年提出了高標(biāo)準(zhǔn)、高要求，讓他們提高素質(zhì)、發(fā)展?jié)撃埽m應(yīng)當(dāng)今這樣一個(gè)科學(xué)普及的信息化，現(xiàn)代化時(shí)期，他們才能成長(zhǎng)為合格的祖國(guó)現(xiàn)代化事業(yè)的建設(shè)者和接班人。在這里，你可以了解到：樂高機(jī)器人發(fā)展史及發(fā)展方向、機(jī)器人的構(gòu)成、機(jī)器人的制作、操作、機(jī)器人的語(yǔ)言編程、機(jī)器的競(jìng)賽規(guī)則、競(jìng)賽技巧等。在這里，我們將破除青少年對(duì)機(jī)器人的神秘感，提高青少年的邏輯思維能力、動(dòng)手協(xié)作能力和創(chuàng)造能力，讓青少年親手搭建制造一個(gè)屬于自己的夢(mèng)想中的個(gè)人機(jī)器人。我們還會(huì)組織一些對(duì)個(gè)人機(jī)器人感興趣的青少年，參加多項(xiàng)國(guó)際性的機(jī)器人大賽，展現(xiàn)證明中國(guó)新一代的智慧和風(fēng)采。
機(jī)器人教育是當(dāng)今教育中“第一綜合”教育
6、資源。
在美國(guó)麻省理工、塔輔茨大學(xué)、卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)、哈佛大學(xué)、美國(guó)太空總署等等世界著名高等學(xué)府和科研機(jī)構(gòu)應(yīng)用樂高機(jī)器人在教育和科研項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，有許多教授使用樂高積木開展和研究各種課程，包括機(jī)器人、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、設(shè)計(jì)與技術(shù)和創(chuàng)造性思維的促進(jìn)等。他們?cè)O(shè)計(jì)的這些教育方法和課程有適合大中小學(xué)的，也有適合研究生課題的。中國(guó)也有許多學(xué)校開始使用樂高積木來(lái)開展各種拓展性和創(chuàng)新性的科學(xué)技術(shù)類課程，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)造力、解決問題能力，以推進(jìn)素質(zhì)教育。每年，國(guó)際和國(guó)內(nèi)的樂高機(jī)器人大賽更是吸引了很多的學(xué)生和家長(zhǎng)愛好者的參與。
二、問題的提出和分析
2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)
四足機(jī)器人主要有一個(gè)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)
7、：
機(jī)器人穩(wěn)定的模擬人得兩條腿直立穩(wěn)定的行走。
2.2 功能分析
四足機(jī)器人必須具備一些主要的功能：
行走功能。
四足機(jī)器人的行走系統(tǒng)可由LEGO低速電機(jī)經(jīng)齒輪傳動(dòng)適當(dāng)組合進(jìn)行減速，驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，模擬腿部的向前邁進(jìn)，但是由于機(jī)器人腿部沒有膝關(guān)節(jié)，所以行進(jìn)時(shí)不能保持平衡，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)是又安裝了一個(gè)支撐架。這過(guò)程需要兩個(gè)個(gè)電動(dòng)機(jī)，用來(lái)給左右的兩個(gè)腿部提供動(dòng)力，使其運(yùn)動(dòng)。
三、方案的選擇和模型的搭建
我們?cè)诔醪椒治隽松鲜鲂枰獙?shí)現(xiàn)的功能后，開始了我們方案的選擇和模型的搭建。
3.1 行走功能。
（1）骨架的搭建。
首先，首先，我們要把機(jī)械人的骨架搭建好
8、，骨架作為整個(gè)機(jī)器人的支撐其承載力必須要滿足要求，否則就不能支撐整個(gè)機(jī)器人的重量，所以我們選擇多列板作為底板并且選用單列板進(jìn)行加強(qiáng)固定，機(jī)器人的腿部、支撐點(diǎn)和連接處更是重中之重，我們都選擇加強(qiáng)固定，反復(fù)試驗(yàn)后終于抵抗住震動(dòng)（為了提高抗震能力：增加了橡膠圈來(lái)減震）并且保持穩(wěn)定的行走。
搭建結(jié)果如下圖所示。
骨架的搭建
（2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)的安裝。
骨架搭建好后，考慮的是怎么模擬人腿的向前邁進(jìn)，我們選擇是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，然后選擇齒輪機(jī)構(gòu)把兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能傳遞到曲柄滑塊機(jī)構(gòu)上。在安裝過(guò)程中，兩側(cè)必須保持完全一致，否則就會(huì)造成機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)的不穩(wěn)。
（3）電動(dòng)機(jī)的放置。
9、接下來(lái)就是放置電動(dòng)機(jī)了，電動(dòng)機(jī)直接固定在多列板上，直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，然后通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)傳遞能量。這樣做優(yōu)點(diǎn)是減輕了機(jī)器腿壓力、提高穩(wěn)定性，缺點(diǎn)是造成了動(dòng)能的損失和驅(qū)動(dòng)力下降。
3.2 美感工作。
經(jīng)過(guò)上面內(nèi)容后，我們四足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)基本上就完整了。作為工科的學(xué)生，我們都把性能放在了第一位，在性能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，我們也對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了美化工作。
四、設(shè)計(jì)小結(jié)
4.1 感想
我認(rèn)為這次的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是非常有意義的，因?yàn)槲覀冊(cè)趯W(xué)校大多數(shù)時(shí)間都是在和理論打交道。理論固然非常的重要，但是實(shí)踐卻也是不可或缺的，一個(gè)人即使理論再好，但是他的動(dòng)手能力和臨場(chǎng)創(chuàng)新以及組織協(xié)商比較差，也會(huì)對(duì)自己以
10、后的工作造成很大的麻煩。
而且這次實(shí)驗(yàn)讓我們充分的認(rèn)識(shí)到了自己的不足，尤其是創(chuàng)新能力，所以在以后的學(xué)習(xí)中：我們不僅要牢固的掌握好理論基礎(chǔ)，而且也要關(guān)注前沿的與本專業(yè)有關(guān)的科技，與時(shí)俱進(jìn)豐富自己的視野。
這次實(shí)驗(yàn)的編寫程序?qū)τ谖覀円彩且粋€(gè)很大的挑戰(zhàn)，在老師講解下我們也初步了解編程，通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)終于調(diào)好了自己的程序，完成了這些簡(jiǎn)單程序編寫。
4.2 感謝
感謝學(xué)院開設(shè)這門課程，給我們一次真正實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓我們能夠把理論與實(shí)踐相結(jié)合，也學(xué)習(xí)到了樂高機(jī)器人的編程，給予我們知識(shí)上的很大提高，也了解了創(chuàng)新的重要性。
特別感謝武剛老師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程給予我們指導(dǎo)和幫助，老師非常的耐心給我們講解設(shè)計(jì)的原理和程序的編寫，并且在調(diào)試程序時(shí)更是幫助我們?nèi)ゲ檎义e(cuò)誤，修改不完善的程序指令，給予我們外觀創(chuàng)新設(shè)計(jì)的啟發(fā)，使我們順利的完成了設(shè)計(jì)和編程。
創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)兩足機(jī)器人
