機(jī)械工程師系列1——仿生機(jī)器人競(jìng)技

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1、個(gè)人資料整理，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用 機(jī)械工程師系列 1—— 仿生機(jī)器人競(jìng)技 機(jī)器人這個(gè)詞的誕生一開(kāi)始就具有仿生含義， 而人類(lèi)追求的機(jī)器人終極目標(biāo)就是創(chuàng)造出像人 一樣且比人更強(qiáng)大的機(jī)器。機(jī)器人仿生主要是模仿人或動(dòng)物的思維與肢體結(jié)構(gòu)從事類(lèi)人活 動(dòng)，這是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)、動(dòng)人心弦的人造 “人”事業(yè)，也將是未來(lái)工程師為之奮斗的事業(yè)?，F(xiàn) 在讓我們先從簡(jiǎn)易的仿生機(jī)器人做起， 在動(dòng)手做中學(xué)習(xí)技術(shù)， 在試驗(yàn)當(dāng)中尋求創(chuàng)新， 從中去 感悟技術(shù)之魅力。 知識(shí)與能力：仿生學(xué)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、簡(jiǎn)單電路、齒輪變速傳動(dòng)、創(chuàng)意設(shè)計(jì)、制作技巧。 比賽規(guī)則 一、掃雷機(jī)器人（適用

2、于小學(xué)組） 1．項(xiàng)目簡(jiǎn)述：設(shè)計(jì)和制作一個(gè)模仿動(dòng)物的四腳行走（兩腳交替運(yùn)動(dòng)）機(jī)器人，機(jī)器人在規(guī) 定時(shí)間內(nèi)盡可能多的將地上的垃圾 （回形針） 移到界外。 活動(dòng)分競(jìng)技比賽與現(xiàn)場(chǎng)制作兩部分。 矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴(lài)賃軔。 2．參賽對(duì)象：適合小學(xué)生。個(gè)人項(xiàng)目。 3.競(jìng)技比賽： 1）競(jìng)技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個(gè)電動(dòng)機(jī)（必 須是 130 電動(dòng)機(jī)），電源電壓為 3V 。機(jī)器人的長(zhǎng)寬尺寸為 20cm20cm。 聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈禍 測(cè)。 2）比賽時(shí)間 1 分鐘，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)機(jī)器人可以反復(fù)進(jìn)入界內(nèi)收集回形針。 3）機(jī)

3、器人的整體走出界外，學(xué)生可以用手幫助機(jī)器人移除回形針，并再次進(jìn)入界內(nèi)。 4）如機(jī)器人在界內(nèi)發(fā)生故障，學(xué)生可以將它拿到界外進(jìn)行修理，此時(shí)機(jī)器人攜帶的回形針 必須放回界內(nèi)。只要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，修理好的機(jī)器人并可繼續(xù)比賽，必須在界外出發(fā)。 殘騖 樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟婭騍。 5）允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。 4．現(xiàn)場(chǎng)制作： 1）必須使用賽場(chǎng)提供的材料，提供的材料為 “創(chuàng)意模型 ”一套，一段 10cm 長(zhǎng)的磁性塑膠帶。 裁判有權(quán)沒(méi)收一切自帶的材料。電動(dòng)機(jī)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(chǎng)提供。 3）工具自備，粘結(jié)材料自備。賽場(chǎng)不提供 220 交流電源。 4）制作時(shí)間為 2 小時(shí)。時(shí)間到，機(jī)器人將由裁判封存，直到比賽時(shí)方可取回。 5）制作時(shí)間內(nèi)只能在自己的工作臺(tái)上試驗(yàn)，不能到比賽場(chǎng)地上試驗(yàn)。 6）在 30 秒時(shí)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(jìn)行。 5．測(cè)試場(chǎng)地： 見(jiàn)右圖。 6．評(píng)分： 1）競(jìng)技比賽機(jī)器人和現(xiàn)場(chǎng)制作機(jī)器人移出 界外總的回形針數(shù)，越多越好。 2）分別以成績(jī)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(wù) 的時(shí)間進(jìn)行排序。 二、橫桿投彈機(jī)器

5、人（適用于小學(xué)組） 1．項(xiàng)目簡(jiǎn)述：制作一個(gè)能爬橫桿的機(jī)器人， 并能夠在終點(diǎn)處自動(dòng)投彈。 機(jī)器人必須采用雙 “手 ”交替運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，輪式運(yùn)動(dòng)方式不被允 許?；顒?dòng)分競(jìng)技比賽與現(xiàn)場(chǎng)制作兩部分。 彈貿(mào) 3 / 5 個(gè)人資料整理，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用 攝爾霽斃攬磚鹵廡詒爾。 2．參賽對(duì)象：適合小學(xué)生。個(gè)人項(xiàng)目。 3. 競(jìng)技比賽： 1）競(jìng)技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個(gè)電動(dòng)機(jī)（必 須是 130 電動(dòng)機(jī)），電源電壓為 3V 。機(jī)器人的長(zhǎng)寬尺寸為 20cm20cm。 謀蕎摶篋飆鐸懟類(lèi)蔣薔點(diǎn)

6、 鉍。 2）機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中釋放一顆玻璃球投入目標(biāo)區(qū)得分，玻璃球自備。 3）機(jī)器人在行走過(guò)程中不能有任何人為干預(yù)，包括投擲玻璃球。 4）機(jī)器人必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)。比賽時(shí)間 1 分鐘。 5）如機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中發(fā)生故障，則此輪比賽結(jié)束。如果已將玻璃球投入目標(biāo)區(qū)，則可得目標(biāo)分。 6）允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。 4．現(xiàn)場(chǎng)制作： 1）必須使用賽場(chǎng)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(zhǎng)度大于 10 厘米），橡筋圈 1 根，回形針 1 枚。裁判有權(quán)沒(méi)收一切自帶的材料。 不得更換或改裝

7、電動(dòng)機(jī)。 廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)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(chǎng)提供。 3）工具自備，賽場(chǎng)不提供 220 交流電源。粘合材料自備。 4）投彈時(shí)機(jī)器人的任何部分僅可以觸碰 “終點(diǎn)板 ”（如 4 所述）。 5）制作時(shí)間為 2 小時(shí)。時(shí)間到，機(jī)器人將由裁判封存，直到比賽時(shí)方可取回。 6）制作時(shí)間內(nèi)不能在測(cè)試場(chǎng)地上試驗(yàn)。 7）機(jī)器人測(cè)試時(shí)間為 1 分鐘。允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。 5．測(cè)試場(chǎng)地： 測(cè)試場(chǎng)地如圖所示，橫桿高度離地 60cm，橫桿長(zhǎng)度為 200cm。在終點(diǎn)有一塊寬 20cm，高 3

8、0cm 的板，可利用該板來(lái)完成彈子的投放。目標(biāo)區(qū)域 A 為競(jìng)技比賽機(jī)器人目標(biāo)得分區(qū)，目 標(biāo)區(qū)域 B 為現(xiàn)場(chǎng)制作機(jī)器人目標(biāo)得分區(qū)，尺寸為 30cm30cm，一端靠終點(diǎn)。起點(diǎn)線(xiàn)距離立 柱 20cm。 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚鍍齊。 6．評(píng)分： 1）目標(biāo)分：競(jìng)技比賽中機(jī)器人將玻璃球投入目標(biāo)區(qū)的得分 + 現(xiàn)場(chǎng)制作機(jī)器人的目標(biāo)得分。 投中目標(biāo)區(qū)，得分為 0，未投中目標(biāo)區(qū)得分為 30。 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴(lài)縈詰。 2）速度分：競(jìng)技比賽中機(jī)器人到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間

9、+現(xiàn)場(chǎng)制作機(jī)器人到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間。以秒為 單位，小數(shù)后 2 位有效。 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)櫧撻。 4 / 5 個(gè)人資料整理，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用 3）如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)終點(diǎn)，則此輪的目標(biāo)分 +時(shí)間分為 100。 4）允許比賽 2 次，以成績(jī)最好一次計(jì)算得分。 5）總得分為：目標(biāo)分 +速度分。 三、步行爬階梯機(jī)器人（適用于中小學(xué)生） 1．項(xiàng)目簡(jiǎn)述：設(shè)計(jì)和制作一個(gè) “步行機(jī)器人 ”，它能夠沿著階梯爬上一個(gè)斜坡，機(jī)器人必須是“雙腳 ”交替行走， 不能用輪或類(lèi)似輪的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 活動(dòng)分競(jìng)技比賽與現(xiàn)場(chǎng)制作兩部分。 預(yù)頌圣鉉儐

10、歲齦訝驊糴買(mǎi)闥。 2．參賽對(duì)象：中小學(xué)生。個(gè)人項(xiàng)目。 3. 競(jìng)技比賽： 1）競(jìng)技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個(gè)電動(dòng)機(jī)（必 須是 130 電動(dòng)機(jī)），電源電壓為 3V 。機(jī)器人的長(zhǎng)寬尺寸為 30cm20cm。 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇 絨。 2）機(jī)器人在出發(fā)時(shí)前腳在第一臺(tái)階上； 到達(dá)終點(diǎn)時(shí)， 機(jī)器人的前腳必須在最后一節(jié)臺(tái)階上，并觸碰終點(diǎn)檔板。 3）機(jī)器人在行走過(guò)程中不能有任何人為干預(yù)。 4）機(jī)器人必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)。比賽時(shí)間 1 分鐘。 5）如機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中發(fā)生故障，則此輪比賽結(jié)束。但可獲階梯得分。

11、 6）允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。 4．現(xiàn)場(chǎng)制作： 1）必須使用賽場(chǎng)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(quán)沒(méi)收這些材料。 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡縫勵(lì)。 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(chǎng)提供。 3）工具、粘合劑自備，賽場(chǎng)不提供交流電源。 4）制作時(shí)間為 2 小時(shí)。時(shí)間到，機(jī)器人將由裁判封存，直到比賽時(shí)方可取回。 5）制作時(shí)間內(nèi)不能在測(cè)試場(chǎng)地上試驗(yàn)。 6）比賽規(guī)則同競(jìng)技比賽 2-6。

12、 5．測(cè)試場(chǎng)地：測(cè)試是在一個(gè)階高 1.5cm、臺(tái)階平面長(zhǎng) 10cm、寬 15cm，共有 16 個(gè)臺(tái)階的跑 道上進(jìn)行。階梯的兩邊有擋板。 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔報(bào)贏。 6．評(píng)分： 1）機(jī)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(jìng)技比賽機(jī)器人速 度分 +現(xiàn)場(chǎng)制作機(jī)器人速度分。 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷鯛漢。 2）機(jī)器人在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)終點(diǎn)，則速度分為： 60+ 臺(tái)階得分。 3）臺(tái)階得分：每相差一階加 5 分，最多 70 分。 4）分別以成績(jī)最好一輪為最終得分。 四、爬電纜機(jī)器人（適用于中、小

13、學(xué)組） 1．項(xiàng)目簡(jiǎn)述：設(shè)計(jì)和制作一個(gè) “爬電纜機(jī)器人 ”，它能夠沿著懸掛在空中的兩根平行電纜進(jìn) 5 / 5 個(gè)人資料整理，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用 行攀爬，機(jī)器人必須用 “手 “或 “腳 ”模仿人或動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行攀爬。不能用輪或類(lèi)似輪的 方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)?；顒?dòng)分競(jìng)技比賽與現(xiàn)場(chǎng)制作兩部分。 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚躋馱。 2．參賽對(duì)象：小學(xué)生和中學(xué)生。個(gè)人項(xiàng)目。 3. 競(jìng)技比賽： 1）競(jìng)技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個(gè)電動(dòng)機(jī)（必 須是 130 電動(dòng)機(jī)），電源電壓為 3V 。機(jī)器人的長(zhǎng)寬尺寸為 30cm20c

14、m。 蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅籜 葦。 2）機(jī)器人在行走過(guò)程中不能有任何人為干預(yù)。 3）機(jī)器人必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)。比賽時(shí)間 1 分鐘。 4）如機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中發(fā)生故障，則此輪比賽結(jié)束。 5）允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。 4．現(xiàn)場(chǎng)制作： 1）必須使用賽場(chǎng)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(quán)沒(méi)收這些材料。 買(mǎi)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(chǎng)提供。 3）工具以及粘結(jié)材料自備，賽場(chǎng)不提供交流

15、電源。 4）制作時(shí)間為 2 小時(shí)。時(shí)間到，機(jī)器人將由裁判封存，直到比賽時(shí)方可取回。 5）制作時(shí)間內(nèi)不能在測(cè)試場(chǎng)地上試驗(yàn)。 6）其它規(guī)則與競(jìng)技比賽規(guī)則 3— 5 相同。 5．測(cè)試場(chǎng)地：在一個(gè)金屬框架上并行拴著兩根電纜線(xiàn)，電纜線(xiàn)直徑在 5～ 6mm，兩線(xiàn)（中 心）相距 8cm。電纜線(xiàn)中間會(huì)有所下垂。 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴飆鈧。 6．評(píng)分： 競(jìng) 技 機(jī) 器 人 到 達(dá) 終 點(diǎn) 的時(shí)間 + 現(xiàn) 場(chǎng) 制 作 機(jī) 器 人 到 達(dá) 終 點(diǎn) 的 時(shí)間。以秒為單位，小數(shù)后 2 位有效 五、爬直桿機(jī)器人（適用于

16、中學(xué)組） 1．項(xiàng)目簡(jiǎn)介：設(shè)計(jì)和制作一個(gè)能爬垂直桿子的機(jī)器人，它必須類(lèi)似于人或動(dòng)物爬桿的原理 往上爬行， 而不能采用任何輪式的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 活動(dòng)分競(jìng)技比賽與現(xiàn)場(chǎng)制作兩部分。 競(jìng)技比賽 機(jī)器人還可以攜帶重物獲得獎(jiǎng)勵(lì)分。 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂(yōu)錦諑瓊。 2．參賽對(duì)象：適用中學(xué)生。個(gè)人項(xiàng)目。 3. 競(jìng)技比賽： 1）競(jìng)技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個(gè)電動(dòng)機(jī)（必 須是 130 電動(dòng)機(jī)），電源電壓為 3V 。機(jī)器人的長(zhǎng)寬尺寸為 30cm20cm。 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡獻(xiàn) 鵬。 2）機(jī)器人出發(fā)時(shí)可以攜帶重物，重物為 50 克和 1

17、00 克重的砝碼。 3）機(jī)器人出發(fā)時(shí)必須在起點(diǎn)線(xiàn)下方， 起點(diǎn)區(qū)長(zhǎng) 30cm。機(jī)器人到達(dá)終點(diǎn)時(shí)必須完全在終點(diǎn)線(xiàn) 上方，終點(diǎn)區(qū)長(zhǎng) 30cm。 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔嗚訝。 6 / 5 個(gè)人資料整理，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)使用 4）機(jī)器人在行走過(guò)程中不能有任何人為干預(yù)。 5）機(jī)器人必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)。比賽時(shí)間 1 分鐘。 6）如機(jī)器人在行進(jìn)過(guò)程中發(fā)生故障，則此輪比賽結(jié)束。但可獲距離得分。 7）允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)行。 4．現(xiàn)場(chǎng)制作： 1）必須使用賽場(chǎng)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(quán)沒(méi)收這些材料。 構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話(huà)騖門(mén)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(chǎng)提供。 3）工具自備，賽場(chǎng)不提供交流電源。 4）制作時(shí)間為 2 小時(shí)。時(shí)間到，機(jī)器人將由裁判封存，直到比賽時(shí)方可取回。 5）制作時(shí)間內(nèi)不能有在測(cè)試場(chǎng)地上試驗(yàn)。 6）測(cè)試規(guī)則同 “競(jìng)技比賽 ”規(guī)則 3-7。 5．測(cè)試場(chǎng)地：測(cè)試的直桿外徑為 2cm，材質(zhì)為 PVC 水管，高度為 2m。 6．評(píng)分： 1）時(shí)間分：在規(guī)定時(shí)間內(nèi)走完全程者，得分為：競(jìng)技比賽機(jī)器人的完成時(shí)間 +現(xiàn)場(chǎng)制作機(jī)

19、 器人完成時(shí)間。以秒為單位，小數(shù)后 2 位有效。 輒嶧陽(yáng)檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩蠐鑭。 2）機(jī)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(shí)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(jì)算：每 20 厘米加 10（秒）。 堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅瀝紕。 7 / 5