機(jī)械工程師系列1——仿生機(jī)器人競技

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1、個人資料整理，僅供個人學(xué)習(xí)使用 機(jī)械工程師系列 1—— 仿生機(jī)器人競技 機(jī)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(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物的思維與肢體結(jié)構(gòu)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)。現(xiàn) 在讓我們先從簡易的仿生機(jī)器人做起， 在動手做中學(xué)習(xí)技術(shù)， 在試驗當(dāng)中尋求創(chuàng)新， 從中去 感悟技術(shù)之魅力。 知識與能力：仿生學(xué)、機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)、簡單電路、齒輪變速傳動、創(chuàng)意設(shè)計、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．項目簡述：設(shè)計和制作一個模仿動物的四腳行走（兩腳交替運(yùn)動）機(jī)器人，機(jī)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(xué)生。個人項目。 3.競技比賽： 1）競技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個電動機(jī)（必 須是 130 電動機(jī)），電源電壓為 3V 。機(jī)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(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，此時機(jī)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(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(quán)沒收一切自帶的材料。電動機(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、。比賽電池由賽場提供。 3）工具自備，粘結(jié)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(jī)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(jìn)行。 5．測試場地： 見右圖。 6．評分： 1）競技比賽機(jī)器人和現(xiàn)場制作機(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．項目簡述：制作一個能爬橫桿的機(jī)器人， 并能夠在終點處自動投彈。 機(jī)器人必須采用雙 “手 ”交替運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，輪式運(yùn)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(xué)習(xí)使用 攝爾霽斃攬磚鹵廡詒爾。 2．參賽對象：適合小學(xué)生。個人項目。 3. 競技比賽： 1）競技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個電動機(jī)（必 須是 130 電動機(jī)），電源電壓為 3V 。機(jī)器人的長寬尺寸為 20cm20cm。 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔點

6、 鉍。 2）機(jī)器人在行進(jìn)過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)定時間內(nèi)到達(dá)終點。比賽時間 1 分鐘。 5）如機(jī)器人在行進(jìn)過程中發(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(quán)沒收一切自帶的材料。 不得更換或改裝

7、電動機(jī)。 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(jī)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(jī)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(jī)器人測試時間為 1 分鐘。允許比賽二輪，必須連續(xù)進(jìn)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(biāo)區(qū)域 A 為競技比賽機(jī)器人目標(biāo)得分區(qū)，目 標(biāo)區(qū)域 B 為現(xiàn)場制作機(jī)器人目標(biāo)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(biāo)分：競技比賽中機(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縈詰。 2）速度分：競技比賽中機(jī)器人到達(dá)終點的時間

9、+現(xiàn)場制作機(jī)器人到達(dá)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(jìng)櫧撻。 4 / 5 個人資料整理，僅供個人學(xué)習(xí)使用 3）如果在規(guī)定時間內(nèi)不能到達(dá)終點，則此輪的目標(biāo)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(biāo)分 +速度分。 三、步行爬階梯機(jī)器人（適用于中小學(xué)生） 1．項目簡述：設(shè)計和制作一個 “步行機(jī)器人 ”，它能夠沿著階梯爬上一個斜坡，機(jī)器人必須是“雙腳 ”交替行走， 不能用輪或類似輪的方式進(jìn)行驅(qū)動。 活動分競技比賽與現(xiàn)場制作兩部分。 預(yù)頌圣鉉儐

10、歲齦訝驊糴買闥。 2．參賽對象：中小學(xué)生。個人項目。 3. 競技比賽： 1）競技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個電動機(jī)（必 須是 130 電動機(jī)），電源電壓為 3V 。機(jī)器人的長寬尺寸為 30cm20cm。 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦鋇 絨。 2）機(jī)器人在出發(fā)時前腳在第一臺階上； 到達(dá)終點時， 機(jī)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(jī)器人在行走過程中不能有任何人為干預(yù)。 4）機(jī)器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)終點。比賽時間 1 分鐘。 5）如機(jī)器人在行進(jìn)過程中發(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(quán)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(jī)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(jìn)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(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。競技比賽機(jī)器人速 度分 +現(xiàn)場制作機(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)定時間內(nèi)不能到達(dá)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(jī)器人（適用于中、小

13、學(xué)組） 1．項目簡述：設(shè)計和制作一個 “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 個人資料整理，僅供個人學(xué)習(xí)使用 行攀爬，機(jī)器人必須用 “手 “或 “腳 ”模仿人或動物的運(yùn)動方式進(jìn)行攀爬。不能用輪或類似輪的 方式進(jìn)行驅(qū)動?；顒臃指偧急荣惻c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(xué)生和中學(xué)生。個人項目。 3. 競技比賽： 1）競技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個電動機(jī)（必 須是 130 電動機(jī)），電源電壓為 3V 。機(jī)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(jī)器人在行走過程中不能有任何人為干預(yù)。 3）機(jī)器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)終點。比賽時間 1 分鐘。 4）如機(jī)器人在行進(jìn)過程中發(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(quán)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(jié)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(jī)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(jī) 器 人 到 達(dá) 終 點 的時間 + 現(xiàn) 場 制 作 機(jī) 器 人 到 達(dá) 終 點 的 時間。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．項目簡介：設(shè)計和制作一個能爬垂直桿子的機(jī)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(yùn)動機(jī)構(gòu)。 活動分競技比賽與現(xiàn)場制作兩部分。 競技比賽 機(jī)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(xué)生。個人項目。 3. 競技比賽： 1）競技比賽的機(jī)器人是事先完成的，可以用任何材料進(jìn)行制作，但只能有一個電動機(jī)（必 須是 130 電動機(jī)），電源電壓為 3V 。機(jī)器人的長寬尺寸為 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)時必須在起點線下方， 起點區(qū)長 30cm。機(jī)器人到達(dá)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(xué)習(xí)使用 4）機(jī)器人在行走過程中不能有任何人為干預(yù)。 5）機(jī)器人必須在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)終點。比賽時間 1 分鐘。 6）如機(jī)器人在行進(jìn)過程中發(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(quán)沒收這些材料。 構(gòu)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(jī)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(jī)器人的完成時間 +現(xiàn)場制作機(jī)

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(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(cè)閆繭絳闕絢勵蜆贅瀝紕。 7 / 5