機械工程師系列1——仿生機器人競技

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1、個人資料整理，僅供個人學習使用 機械工程師系列 1—— 仿生機器人競技 機器人這個詞的誕生一開始就具有仿生含義， 而人類追求的機器人終極目標就是創(chuàng)造出像人 一樣且比人更強大的機器。機器人仿生主要是模仿人或動物的思維與肢體結構從事類人活 動，這是一項極具挑戰(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器人做起， 在動手做中學習技術， 在試驗當中尋求創(chuàng)新， 從中去 感悟技術之魅力。 知識與能力：仿生學、機械運動機構、簡單電路、齒輪變速傳動、創(chuàng)意設計、制作技巧。 比賽規(guī)則 一、掃雷機器人（適用

2、于小學組） 1．項目簡述：設計和制作一個模仿動物的四腳行走（兩腳交替運動）機器人，機器人在規(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：適合小學生。個人項目。 3.競技比賽： 1）競技比賽的機器人是事先完成的，可以用任何材料進行制作，但只能有一個電動機（必 須是 130 電動機），電源電壓為 3V 。機器人的長寬尺寸為 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)機器人可以反復進入界內(nèi)收集回形針。 3）機

3、器人的整體走出界外，學生可以用手幫助機器人移除回形針，并再次進入界內(nèi)。 4）如機器人在界內(nèi)發(fā)生故障，學生可以將它拿到界外進行修理，此時機器人攜帶的回形針 必須放回界內(nèi)。只要在規(guī)定時間內(nèi)，修理好的機器人并可繼續(xù)比賽，必須在界外出發(fā)。 殘騖 樓諍錈瀨濟溆塹籟婭騍。 5）允許比賽二輪，必須連續(xù)進行。 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。 裁判有權沒收一切自帶的材料。電動機不得更換或改裝。 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

4、。比賽電池由賽場提供。 3）工具自備，粘結材料自備。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，不能到比賽場地上試驗。 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)進行。 5．測試場地： 見右圖。 6．評分： 1）競技比賽機器人和現(xiàn)場制作機器人移出 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 的時間進行排序。 二、橫桿投彈機器

5、人（適用于小學組） 1．項目簡述：制作一個能爬橫桿的機器人， 并能夠在終點處自動投彈。 機器人必須采用雙 “手 ”交替運動的機構，輪式運動方式不被允 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，僅供個人學習使用 攝爾霽斃攬磚鹵廡詒爾。 2．參賽對象：適合小學生。個人項目。 3. 競技比賽： 1）競技比賽的機器人是事先完成的，可以用任何材料進行制作，但只能有一個電動機（必 須是 130 電動機），電源電壓為 3V 。機器人的長寬尺寸為 20cm20cm。 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔點

6、 鉍。 2）機器人在行進過程中釋放一顆玻璃球投入目標區(qū)得分，玻璃球自備。 3）機器人在行走過程中不能有任何人為干預，包括投擲玻璃球。 4）機器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達終點。比賽時間 1 分鐘。 5）如機器人在行進過程中發(fā)生故障，則此輪比賽結束。如果已將玻璃球投入目標區(qū)，則可得目標分。 6）允許比賽二輪，必須連續(xù)進行。 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。裁判有權沒收一切自帶的材料。 不得更換或改裝

7、電動機。 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）投彈時機器人的任何部分僅可以觸碰 “終點板 ”（如 4 所述）。 5）制作時間為 2 小時。時間到，機器人將由裁判封存，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。 7）機器人測試時間為 1 分鐘。允許比賽二輪，必須連續(xù)進行。 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。在終點有一塊寬 20cm，高 3

8、0cm 的板，可利用該板來完成彈子的投放。目標區(qū)域 A 為競技比賽機器人目標得分區(qū)，目 標區(qū)域 B 為現(xiàn)場制作機器人目標得分區(qū)，尺寸為 30cm30cm，一端靠終點。起點線距離立 柱 20cm。 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚鍍齊。 6．評分： 1）目標分：競技比賽中機器人將玻璃球投入目標區(qū)的得分 + 現(xiàn)場制作機器人的目標得分。 投中目標區(qū)，得分為 0，未投中目標區(qū)得分為 30。 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴縈詰。 2）速度分：競技比賽中機器人到達終點的時間

9、+現(xiàn)場制作機器人到達終點的時間。以秒為 單位，小數(shù)后 2 位有效。 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨櫧撻。 4 / 5 個人資料整理，僅供個人學習使用 3）如果在規(guī)定時間內(nèi)不能到達終點，則此輪的目標分 +時間分為 100。 4）允許比賽 2 次，以成績最好一次計算得分。 5）總得分為：目標分 +速度分。 三、步行爬階梯機器人（適用于中小學生） 1．項目簡述：設計和制作一個 “步行機器人 ”，它能夠沿著階梯爬上一個斜坡，機器人必須是“雙腳 ”交替行走， 不能用輪或類似輪的方式進行驅(qū)動。 活動分競技比賽與現(xiàn)場制作兩部分。 預頌圣鉉儐

10、歲齦訝驊糴買闥。 2．參賽對象：中小學生。個人項目。 3. 競技比賽： 1）競技比賽的機器人是事先完成的，可以用任何材料進行制作，但只能有一個電動機（必 須是 130 電動機），電源電壓為 3V 。機器人的長寬尺寸為 30cm20cm。 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇 絨。 2）機器人在出發(fā)時前腳在第一臺階上； 到達終點時， 機器人的前腳必須在最后一節(jié)臺階上，并觸碰終點檔板。 3）機器人在行走過程中不能有任何人為干預。 4）機器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達終點。比賽時間 1 分鐘。 5）如機器人在行進過程中發(fā)生故障，則此輪比賽結束。但可獲階梯得分。

11、 6）允許比賽二輪，必須連續(xù)進行。 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。 6）比賽規(guī)則同競技比賽 2-6。

12、 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。競技比賽機器人速 度分 +現(xiàn)場制作機器人速度分。 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛漢。 2）機器人在規(guī)定時間內(nèi)不能到達終點，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、爬電纜機器人（適用于中、小

13、學組） 1．項目簡述：設計和制作一個 “爬電纜機器人 ”，它能夠沿著懸掛在空中的兩根平行電纜進 5 / 5 個人資料整理，僅供個人學習使用 行攀爬，機器人必須用 “手 “或 “腳 ”模仿人或動物的運動方式進行攀爬。不能用輪或類似輪的 方式進行驅(qū)動。活動分競技比賽與現(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：小學生和中學生。個人項目。 3. 競技比賽： 1）競技比賽的機器人是事先完成的，可以用任何材料進行制作，但只能有一個電動機（必 須是 130 電動機），電源電壓為 3V 。機器人的長寬尺寸為 30cm20c

14、m。 蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅籜 葦。 2）機器人在行走過程中不能有任何人為干預。 3）機器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達終點。比賽時間 1 分鐘。 4）如機器人在行進過程中發(fā)生故障，則此輪比賽結束。 5）允許比賽二輪，必須連續(xù)進行。 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）工具以及粘結材料自備，賽場不提供交流

15、電源。 4）制作時間為 2 小時。時間到，機器人將由裁判封存，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。 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 器 人 到 達 終 點 的時間 + 現(xiàn) 場 制 作 機 器 人 到 達 終 點 的 時間。以秒為單位，小數(shù)后 2 位有效 五、爬直桿機器人（適用于

16、中學組） 1．項目簡介：設計和制作一個能爬垂直桿子的機器人，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動機構。 活動分競技比賽與現(xiàn)場制作兩部分。 競技比賽 機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：適用中學生。個人項目。 3. 競技比賽： 1）競技比賽的機器人是事先完成的，可以用任何材料進行制作，但只能有一個電動機（必 須是 130 電動機），電源電壓為 3V 。機器人的長寬尺寸為 30cm20cm。 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡獻 鵬。 2）機器人出發(fā)時可以攜帶重物，重物為 50 克和 1

17、00 克重的砝碼。 3）機器人出發(fā)時必須在起點線下方， 起點區(qū)長 30cm。機器人到達終點時必須完全在終點線 上方，終點區(qū)長 30cm。 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔嗚訝。 6 / 5 個人資料整理，僅供個人學習使用 4）機器人在行走過程中不能有任何人為干預。 5）機器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達終點。比賽時間 1 分鐘。 6）如機器人在行進過程中發(fā)生故障，則此輪比賽結束。但可獲距離得分。 7）允許比賽二輪，必須連續(xù)進行。 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

18、的。 如有明顯的加工痕跡，裁判有權沒收這些材料。 構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。 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：競技比賽機器人的完成時間 +現(xiàn)場制作機

19、 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。罰分的計算：每 20 厘米加 10（秒）。 堯側閆繭絳闕絢勵蜆贅瀝紕。 7 / 5