創(chuàng)新設(shè)計實訓(xùn)兩足機(jī)器人

1、創(chuàng)新設(shè)計實訓(xùn) 設(shè)計題目： 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 化 指導(dǎo)老師： 武 剛 小組成員：課程成績評價表學(xué)號姓名年級專業(yè)工作分工成績程序編寫論文撰寫模型搭建造型設(shè)計模型搭建造型設(shè)計模型搭建造型設(shè)計模型搭建造型設(shè)計整體評價性能（70%）美觀與創(chuàng)意（30%）評語：目 錄一、樂高機(jī)器人簡述.4二、問題的提出和分析.52.1 實驗?zāi)繕?biāo).52.2 功能分析.5三、方案的選擇和模型的搭建.53.1 行走功能.53.2 美感工作. .7四、設(shè)計小結(jié).84.1 感想.84.2 感謝.8一、樂高機(jī)器人簡述上個世紀(jì)

2、的八十年代，稱為個人計算機(jī)（PC）的時代，把九十年代稱為Internet飛速發(fā)展的時代，那么本世紀(jì)的第一個十年，會是個人機(jī)器人（PR）的時代。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。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會在今后的五年內(nèi)得以實現(xiàn)。21世紀(jì)是全球科技經(jīng)濟(jì)激烈競爭的世紀(jì)。參與激烈的競爭，擔(dān)負(fù)建設(shè)的重任，時代向新一代中國青少年提出了高標(biāo)準(zhǔn)、高要求，讓他們提高素質(zhì)、發(fā)展?jié)撃?，適應(yīng)當(dāng)今這樣一個科學(xué)普及的信息化，現(xiàn)代化時期，他們才能成長為合格的祖國現(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

3、人的制作、操作、機(jī)器人的語言編程、機(jī)器的競賽規(guī)則、競賽技巧等。在這里，我們將破除青少年對機(jī)器人的神秘感，提高青少年的邏輯思維能力、動手協(xié)作能力和創(chuàng)造能力，讓青少年親手搭建制造一個屬于自己的夢想中的個人機(jī)器人。我們還會組織一些對個人機(jī)器人感興趣的青少年，參加多項國際性的機(jī)器人大賽，展現(xiàn)證明中國新一代的智慧和風(fēng)采。 機(jī)器人教育是當(dāng)今教育中“第一綜合”教育資源。 在美國麻省理工、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目的設(shè)計中，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、計算機(jī)、設(shè)計與技術(shù)和創(chuàng)造性思維的促進(jìn)等。他們

4、設(shè)計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。中國也有許多學(xué)校開始使用樂高積木來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，國際和國內(nèi)的樂高機(jī)器人大賽更是吸引了很多的學(xué)生和家長愛好者的參與。 二、問題的提出和分析2.1 實驗?zāi)繕?biāo)四足機(jī)器人主要有一個實驗的目標(biāo)：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)齒輪傳動適當(dāng)組合進(jìn)行減速，驅(qū)動曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動，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)時不能保持平衡，因

5、此我們在設(shè)計是又安裝了一個支撐架。這過程需要兩個個電動機(jī)，用來給左右的兩個腿部提供動力，使其運動。 三、方案的選擇和模型的搭建我們在初步分析了上述需要實現(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，骨架作為整個機(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)試驗后終于抵抗住震動（為了提高抗震能力：增加了橡膠圈來減震）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)

6、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)把兩個電動機(jī)的動能傳遞到曲柄滑塊機(jī)構(gòu)上。在安裝過程中，兩側(cè)必須保持完全一致，否則就會造成機(jī)構(gòu)運行時的不穩(wěn)。（3）電動機(jī)的放置。接下來就是放置電動機(jī)了，電動機(jī)直接固定在多列板上，直接進(jìn)行驅(qū)動兩個電動機(jī)，然后通過齒輪機(jī)構(gòu)傳遞能量。這樣做優(yōu)點是減輕了機(jī)器腿壓力、提高穩(wěn)定性，缺點是造成了動能的損失和驅(qū)動力下降。3.2 美感工作。經(jīng)過上面內(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，在性能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，我們也對機(jī)器人進(jìn)行了美化工作。四、設(shè)計小結(jié)4.1 感想我認(rèn)

7、為這次的創(chuàng)新設(shè)計實驗是非常有意義的，因為我們在學(xué)校大多數(shù)時間都是在和理論打交道。理論固然非常的重要，但是實踐卻也是不可或缺的，一個人即使理論再好，但是他的動手能力和臨場創(chuàng)新以及組織協(xié)商比較差，也會對自己以后的工作造成很大的麻煩。而且這次實驗讓我們充分的認(rèn)識到了自己的不足，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，與時俱進(jìn)豐富自己的視野。這次實驗的編寫程序?qū)τ谖覀円彩且粋€很大的挑戰(zhàn)，在老師講解下我們也初步了解編程，通過反復(fù)的實驗終于調(diào)好了自己的程序，完成了這些簡單程序編寫。4.2 感謝感謝學(xué)院開設(shè)這門課程，給我們一次真正實踐的機(jī)會，讓我們能夠把理論與實踐相結(jié)合，也學(xué)習(xí)到了樂高機(jī)器人的編程，給予我們知識上的很大提高，也了解了創(chuàng)