機器人創(chuàng)意設計

1、機器人創(chuàng)意設計,交流人：孫雨Email:18393539@qq.com,紅寺堡區(qū)第一小學,創(chuàng)新是機器人競賽的主題,歷屆競賽所提供的題目都是前所未有的，需要完成的任務制定完成之后，就是讓學生來完成機器人的設計與制作，在這個過程中必須充分發(fā)揮想象力，設計出新的有特點的機器人，在比賽中能完成所設的各種任務和目標。 機器人競賽的主要目的就是為了提高學生的創(chuàng)新思維，提高動手實踐能力。 沒有創(chuàng)新，在比

2、賽中肯定處于被動，根本無法抵御。所以機器人創(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，創(chuàng)新是創(chuàng)造性思維的結果。 ①好奇心。 ②獨立思考，充分運用自己的智慧。 ③信心和意志。2、綜合性 創(chuàng)新是科技知識綜合、智力綜合、體力綜合的產(chǎn)物。3、實踐性 創(chuàng)新始終與實踐活動密不可分。4、風險性 創(chuàng)新活動涉及諸多環(huán)節(jié)，使創(chuàng)新結果呈現(xiàn)不

3、確定性。,以全國青少年創(chuàng)意大賽為例,第四屆全國青少年創(chuàng)意大賽 中國尚德創(chuàng)意大賽是一項鼓勵創(chuàng)新、宣傳環(huán)保的大型青少年科技創(chuàng)新賽事活動。旨在鼓勵青少年關注我們賴以生存的地球，關心環(huán)保，倡導綠色能源，激發(fā)青少年創(chuàng)意、創(chuàng)新的興趣。,以機器人競賽為例,第11屆青少年機器人競賽機器人創(chuàng)意 主題：救援機器人 救援機器人可以從“災害”、“救援”、“機器人”三個關鍵詞來解讀。 面對突發(fā)的自然災害，救援

4、計劃通常分為三個步驟展開：偵查、現(xiàn)場營救、善后處置。,以機器人競賽為例,第12屆青少年機器人競賽機器人創(chuàng)意 主題：仿生機器人 仿生機器人涉及到兩個關鍵詞，一是機器人，二是仿生。 參賽隊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特之處，查明它們的具體原理、機理、機制，歸納出機器人的創(chuàng)新點。仿生機器人的創(chuàng)新點一定聚焦在機器人與生物的結合點上，在那里生長出新穎性。,機器人競賽中機器人

5、的設計流程（簡化）,機器人的創(chuàng)意、設計過程與任何一件新產(chǎn)品研發(fā)一樣，需要按照一個步驟循序漸進的。 靈感和要求的統(tǒng)一，形成機器人的初步方案。根據(jù)初步方案，對方案的可行性進行分析，經(jīng)過分析可以進入仿真和模型驗證環(huán)節(jié)。驗證過后，根據(jù)修正產(chǎn)生機器人設計的初步設計和備選方案。,機器人競賽中機器人的設計流程（完整）,,機器人比賽，首先是熟悉和理解比賽的規(guī)則，從中尋找比賽中應該注意的技術關鍵點。 根據(jù)對比賽規(guī)則的理解和自身對機器人知

6、識的掌握，提出機器人的初步提案。 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，所有的人不對任何人的任何想法，立刻提出批評性的評價，這樣有利于引導隊員產(chǎn)生智慧的火花。,機器人競賽中機器人的設計流程（完整）,,根據(jù)初步提案的最終版本，制定機器人的初步設計。初步設計主要包括：整體的方案、功能等定型。 詳細設計，該階段，就是將初步設計中提及的各種想法，具體的通過機械設計，軟件等實現(xiàn)的方法和決策。 制

7、作、組裝、調試，是方案的實施階段，在該階段，要求制作者能不斷地改進方案，便于實施和簡化設計。 試運行、實戰(zhàn)演習是作為對機器人設計方案的一種最直接的檢測手段，在這個過程中，可以發(fā)現(xiàn)機器人的缺點和不足。想辦法彌補機器人的缺陷。,初步設計,,實際上就是將頭腦中的抽象構思逐漸具體化、形象化的過程。 1、功能 2、主要尺寸 3、機構 4、驅動器 5、動力傳遞系統(tǒng) 6、靜強度 7、動特性 8、傳感及控制

8、9、供電電源,如何評價一個方案是否具有創(chuàng)意,,1、廣闊的想象空間，豐富的想象力。2、獨具匠心的系統(tǒng)構思。3、正確理解和巧妙利用規(guī)則到極致。4、獨到的戰(zhàn)略策略的應用和戰(zhàn)術配合。5、獨樹一幟的布局與造型。6、機械設計的奇思妙想，元件功能的獨辟蹊徑的運用。,機器人創(chuàng)意設計的幾個關鍵因素,一、設計者的靈感、創(chuàng)新思維靈感來源于認知的積累。二、基本知識1、機器人軀干----機械設計（機械、傳動等）2、機器人動力----電氣系

9、統(tǒng)（電子、制作等）3、機器人感知----傳感系統(tǒng)（電子等）4、機器人能源----供電系統(tǒng)（電子等）5、機器人靈魂----控制系統(tǒng)（電子、編程等）,方案中常常涉及的問題,,1、電機的選擇。 負載估算2、材料、構件設計。 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) 控制對象、測量對象、選擇傳感器、控制方法與控制系統(tǒng)。,第13屆青少年機器人競賽機器人創(chuàng)意規(guī)則解讀,一、主題——“社

10、區(qū)志愿者” 本屆“機器人創(chuàng)意比賽”的主題選定“社區(qū)志愿者”，其主旨在促進我國青少年走進社區(qū)，貼近生活，關心街坊鄰里的生存狀況，同時針對服務機器人這個熱門課題做初步的調研和了解，以便激發(fā)創(chuàng)新靈感，借助服務機器人之“筆”勾畫完美社區(qū)、幸福家庭新生活的藍圖，讓機器人更好地為人類服務。當然，研究的過程也是培育學生人文關懷的情操、體驗人-機器人的伙伴關系的過程。二、“社區(qū)志愿者”這個題目，涉及到兩個關鍵詞，一是社區(qū)服務，二是志愿者（即機器人

11、）。 關鍵詞——志愿者，即機器人，它是我們需要在“社區(qū)”這個平臺上展現(xiàn)的主角，是本屆創(chuàng)意表現(xiàn)的著落點，也是創(chuàng)新的亮點。 定性：服務機器人 ——為社區(qū)服務的機器人,第13屆青少年機器人競賽機器人創(chuàng)意規(guī)則解讀,關于社區(qū)服務：1、就是一個社區(qū)為滿足其成員物質生活與精神生活需要而進行的社會性福利服務活動。2、社區(qū)服務不只是一些社會自發(fā)性和志愿性的服務活動，而是有指導，有組織，有系統(tǒng)的服務體系； 3、社區(qū)服務不是一般

12、的社會服務產(chǎn)業(yè)，它與經(jīng)營性的社會服務是有區(qū)別的；關于我們的社區(qū)服務機器人：1、能對社區(qū)建設物質文明有著很大的推動作用。 2、可以使社區(qū)擁有更多公共服務、社會福利和閑暇時間，讓人們從沉重的家務勞動中解放出來，提高人們的生活質量。3、可以使機器人從事社區(qū)服務和其他社會活動，創(chuàng)造出更多價值。,第13屆青少年機器人競賽機器人創(chuàng)意案例,可以由機器人從建筑收“垃圾”，用樂高太陽能電池、E馬達發(fā)電。氣動系統(tǒng)抬升“垃圾”，機器臂對它們進行分類。

13、從垃圾清理、垃圾分類、社區(qū)可再生能源運用三個方面來達到智能化社區(qū)服務系統(tǒng)的建設 。 關于編程與傳感器的運用：1.  用樂高NXT_G語言來為NXT機器人控制器編程2.  在搭建過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高的一些教育套裝（氣動9641、可再生能源9688）4.

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