機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)

1、機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì),交流人：孫雨Email:18393539@qq.com,紅寺堡區(qū)第一小學(xué),創(chuàng)新是機(jī)器人競(jìng)賽的主題,歷屆競(jìng)賽所提供的題目都是前所未有的，需要完成的任務(wù)制定完成之后，就是讓學(xué)生來(lái)完成機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制作，在這個(gè)過(guò)程中必須充分發(fā)揮想象力，設(shè)計(jì)出新的有特點(diǎn)的機(jī)器人，在比賽中能完成所設(shè)的各種任務(wù)和目標(biāo)。 機(jī)器人競(jìng)賽的主要目的就是為了提高學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高動(dòng)手實(shí)踐能力。 沒(méi)有創(chuàng)新，在比

2、賽中肯定處于被動(dòng)，根本無(wú)法抵御。所以機(jī)器人創(chuàng)意的核心是創(chuàng)新。,創(chuàng)新主要的特性,1、創(chuàng)造性 創(chuàng)造性思維是創(chuàng)新的起點(diǎn)，創(chuàng)新是創(chuàng)造性思維的結(jié)果。 ①好奇心。 ②獨(dú)立思考，充分運(yùn)用自己的智慧。 ③信心和意志。2、綜合性 創(chuàng)新是科技知識(shí)綜合、智力綜合、體力綜合的產(chǎn)物。3、實(shí)踐性 創(chuàng)新始終與實(shí)踐活動(dòng)密不可分。4、風(fēng)險(xiǎn)性 創(chuàng)新活動(dòng)涉及諸多環(huán)節(jié)，使創(chuàng)新結(jié)果呈現(xiàn)不

3、確定性。,以全國(guó)青少年創(chuàng)意大賽為例,第四屆全國(guó)青少年創(chuàng)意大賽 中國(guó)尚德創(chuàng)意大賽是一項(xiàng)鼓勵(lì)創(chuàng)新、宣傳環(huán)保的大型青少年科技創(chuàng)新賽事活動(dòng)。旨在鼓勵(lì)青少年關(guān)注我們賴(lài)以生存的地球，關(guān)心環(huán)保，倡導(dǎo)綠色能源，激發(fā)青少年創(chuàng)意、創(chuàng)新的興趣。,以機(jī)器人競(jìng)賽為例,第11屆青少年機(jī)器人競(jìng)賽機(jī)器人創(chuàng)意 主題：救援機(jī)器人 救援機(jī)器人可以從“災(zāi)害”、“救援”、“機(jī)器人”三個(gè)關(guān)鍵詞來(lái)解讀。 面對(duì)突發(fā)的自然災(zāi)害，救援

4、計(jì)劃通常分為三個(gè)步驟展開(kāi)：偵查、現(xiàn)場(chǎng)營(yíng)救、善后處置。,以機(jī)器人競(jìng)賽為例,第12屆青少年機(jī)器人競(jìng)賽機(jī)器人創(chuàng)意 主題：仿生機(jī)器人 仿生機(jī)器人涉及到兩個(gè)關(guān)鍵詞，一是機(jī)器人，二是仿生。 參賽隊(duì)需要注意自然界生物的多樣性，從中提煉所要模仿的生物的獨(dú)特之處，查明它們的具體原理、機(jī)理、機(jī)制，歸納出機(jī)器人的創(chuàng)新點(diǎn)。仿生機(jī)器人的創(chuàng)新點(diǎn)一定聚焦在機(jī)器人與生物的結(jié)合點(diǎn)上，在那里生長(zhǎng)出新穎性。,機(jī)器人競(jìng)賽中機(jī)器人

5、的設(shè)計(jì)流程（簡(jiǎn)化）,機(jī)器人的創(chuàng)意、設(shè)計(jì)過(guò)程與任何一件新產(chǎn)品研發(fā)一樣，需要按照一個(gè)步驟循序漸進(jìn)的。 靈感和要求的統(tǒng)一，形成機(jī)器人的初步方案。根據(jù)初步方案，對(duì)方案的可行性進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)分析可以進(jìn)入仿真和模型驗(yàn)證環(huán)節(jié)。驗(yàn)證過(guò)后，根據(jù)修正產(chǎn)生機(jī)器人設(shè)計(jì)的初步設(shè)計(jì)和備選方案。,機(jī)器人競(jìng)賽中機(jī)器人的設(shè)計(jì)流程（完整）,,機(jī)器人比賽，首先是熟悉和理解比賽的規(guī)則，從中尋找比賽中應(yīng)該注意的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。 根據(jù)對(duì)比賽規(guī)則的理解和自身對(duì)機(jī)器人知

6、識(shí)的掌握，提出機(jī)器人的初步提案。 在初步提案中，一般采用討論方式，讓所有參與討論的人解放自己的思想，所有的人不對(duì)任何人的任何想法，立刻提出批評(píng)性的評(píng)價(jià)，這樣有利于引導(dǎo)隊(duì)員產(chǎn)生智慧的火花。,機(jī)器人競(jìng)賽中機(jī)器人的設(shè)計(jì)流程（完整）,,根據(jù)初步提案的最終版本，制定機(jī)器人的初步設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)主要包括：整體的方案、功能等定型。 詳細(xì)設(shè)計(jì)，該階段，就是將初步設(shè)計(jì)中提及的各種想法，具體的通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)，軟件等實(shí)現(xiàn)的方法和決策。 制

7、作、組裝、調(diào)試，是方案的實(shí)施階段，在該階段，要求制作者能不斷地改進(jìn)方案，便于實(shí)施和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。 試運(yùn)行、實(shí)戰(zhàn)演習(xí)是作為對(duì)機(jī)器人設(shè)計(jì)方案的一種最直接的檢測(cè)手段，在這個(gè)過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)器人的缺點(diǎn)和不足。想辦法彌補(bǔ)機(jī)器人的缺陷。,初步設(shè)計(jì),,實(shí)際上就是將頭腦中的抽象構(gòu)思逐漸具體化、形象化的過(guò)程。 1、功能 2、主要尺寸 3、機(jī)構(gòu) 4、驅(qū)動(dòng)器 5、動(dòng)力傳遞系統(tǒng) 6、靜強(qiáng)度 7、動(dòng)特性 8、傳感及控制

8、9、供電電源,如何評(píng)價(jià)一個(gè)方案是否具有創(chuàng)意,,1、廣闊的想象空間，豐富的想象力。2、獨(dú)具匠心的系統(tǒng)構(gòu)思。3、正確理解和巧妙利用規(guī)則到極致。4、獨(dú)到的戰(zhàn)略策略的應(yīng)用和戰(zhàn)術(shù)配合。5、獨(dú)樹(shù)一幟的布局與造型。6、機(jī)械設(shè)計(jì)的奇思妙想，元件功能的獨(dú)辟蹊徑的運(yùn)用。,機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵因素,一、設(shè)計(jì)者的靈感、創(chuàng)新思維靈感來(lái)源于認(rèn)知的積累。二、基本知識(shí)1、機(jī)器人軀干----機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械、傳動(dòng)等）2、機(jī)器人動(dòng)力----電氣系

9、統(tǒng)（電子、制作等）3、機(jī)器人感知----傳感系統(tǒng)（電子等）4、機(jī)器人能源----供電系統(tǒng)（電子等）5、機(jī)器人靈魂----控制系統(tǒng)（電子、編程等）,方案中常常涉及的問(wèn)題,,1、電機(jī)的選擇。 負(fù)載估算2、材料、構(gòu)件設(shè)計(jì)。 材料與型材、金屬材料和非金屬材料。3、傳感器與控制系統(tǒng) 控制對(duì)象、測(cè)量對(duì)象、選擇傳感器、控制方法與控制系統(tǒng)。,第13屆青少年機(jī)器人競(jìng)賽機(jī)器人創(chuàng)意規(guī)則解讀,一、主題——“社

10、區(qū)志愿者” 本屆“機(jī)器人創(chuàng)意比賽”的主題選定“社區(qū)志愿者”，其主旨在促進(jìn)我國(guó)青少年走進(jìn)社區(qū)，貼近生活，關(guān)心街坊鄰里的生存狀況，同時(shí)針對(duì)服務(wù)機(jī)器人這個(gè)熱門(mén)課題做初步的調(diào)研和了解，以便激發(fā)創(chuàng)新靈感，借助服務(wù)機(jī)器人之“筆”勾畫(huà)完美社區(qū)、幸福家庭新生活的藍(lán)圖，讓機(jī)器人更好地為人類(lèi)服務(wù)。當(dāng)然，研究的過(guò)程也是培育學(xué)生人文關(guān)懷的情操、體驗(yàn)人-機(jī)器人的伙伴關(guān)系的過(guò)程。二、“社區(qū)志愿者”這個(gè)題目，涉及到兩個(gè)關(guān)鍵詞，一是社區(qū)服務(wù)，二是志愿者（即機(jī)器人

11、）。 關(guān)鍵詞——志愿者，即機(jī)器人，它是我們需要在“社區(qū)”這個(gè)平臺(tái)上展現(xiàn)的主角，是本屆創(chuàng)意表現(xiàn)的著落點(diǎn)，也是創(chuàng)新的亮點(diǎn)。 定性：服務(wù)機(jī)器人 ——為社區(qū)服務(wù)的機(jī)器人,第13屆青少年機(jī)器人競(jìng)賽機(jī)器人創(chuàng)意規(guī)則解讀,關(guān)于社區(qū)服務(wù)：1、就是一個(gè)社區(qū)為滿(mǎn)足其成員物質(zhì)生活與精神生活需要而進(jìn)行的社會(huì)性福利服務(wù)活動(dòng)。2、社區(qū)服務(wù)不只是一些社會(huì)自發(fā)性和志愿性的服務(wù)活動(dòng)，而是有指導(dǎo)，有組織，有系統(tǒng)的服務(wù)體系； 3、社區(qū)服務(wù)不是一般

12、的社會(huì)服務(wù)產(chǎn)業(yè)，它與經(jīng)營(yíng)性的社會(huì)服務(wù)是有區(qū)別的；關(guān)于我們的社區(qū)服務(wù)機(jī)器人：1、能對(duì)社區(qū)建設(shè)物質(zhì)文明有著很大的推動(dòng)作用。 2、可以使社區(qū)擁有更多公共服務(wù)、社會(huì)福利和閑暇時(shí)間，讓人們從沉重的家務(wù)勞動(dòng)中解放出來(lái)，提高人們的生活質(zhì)量。3、可以使機(jī)器人從事社區(qū)服務(wù)和其他社會(huì)活動(dòng)，創(chuàng)造出更多價(jià)值。,第13屆青少年機(jī)器人競(jìng)賽機(jī)器人創(chuàng)意案例,可以由機(jī)器人從建筑收“垃圾”，用樂(lè)高太陽(yáng)能電池、E馬達(dá)發(fā)電。氣動(dòng)系統(tǒng)抬升“垃圾”，機(jī)器臂對(duì)它們進(jìn)行分類(lèi)。

13、從垃圾清理、垃圾分類(lèi)、社區(qū)可再生能源運(yùn)用三個(gè)方面來(lái)達(dá)到智能化社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè) 。 關(guān)于編程與傳感器的運(yùn)用：1.  用樂(lè)高NXT_G語(yǔ)言來(lái)為NXT機(jī)器人控制器編程2.  在搭建過(guò)程中用了一些第三方傳感器（HITEACHNIC加速度傳感器、MINDSENSORS氣壓傳感器）3.  在本次搭建中用了樂(lè)高的一些教育套裝（氣動(dòng)9641、可再生能源9688）4.

14、60; 在本次項(xiàng)目的制作在專(zhuān)家的幫助下編制了不少my block(我的模塊)來(lái)編程。 三大亮點(diǎn)：1.智能高效2.節(jié)能環(huán)保3.服務(wù)生活,,,(63.89 KB),(534.25 KB),(406.2 KB),,(464.16 KB),(398.1 KB),(487.03 KB),第13屆青少年機(jī)器人競(jìng)賽機(jī)器人創(chuàng)意案例,,,(63.89 KB),(534.25 KB),(406.2 KB),,(460.8 KB),(4