1、机器人创意设计与实践主讲人：Vivian工程训练中心机器人创意设计的几个关键因素一、设计者的灵感、创新思维灵感来源于认知的积累。二、基本知识1、机器人躯干-机械设计2、机器人动力-电气系统3、机器人感知-传感系统4、机器人能源-供电系统5、机器人灵魂-控制系统创新主要的特性1、创造性 创造性思维是创新的起点，创新是创造性思维的结果。好奇心 独立思考，充分运用自己的智慧能动思维。信心和意志。2、综合性 创新是科技知识综合、智力综合、体力综合的产物。创新主要的特性3、实践性 创新始终与实践活动密不可分。创新不同一般的发明或创造。实践是检验创新成功与否的标志。4、风险性 创新活动涉及诸多环节，使创新
2、结果呈现不确定性。机器人大赛中机器人的设计流程（简化）机器人的创意、设计过程与机器人的创意、设计过程与任何一件新产品研发一样，任何一件新产品研发一样，需要按照一个步骤循序渐进需要按照一个步骤循序渐进的。的。灵感和要求的统一，形成灵感和要求的统一，形成机器人的初步方案。根据初机器人的初步方案。根据初步方案，对方案的可行性进步方案，对方案的可行性进行分析，经过分析可以进入行分析，经过分析可以进入仿真和模型验证环节。验证仿真和模型验证环节。验证过后，根据修正产生机器人过后，根据修正产生机器人设计的初步设计和备选方案。设计的初步设计和备选方案。机器人大赛中机器人的设计流程（完整）机器人比赛，首先是比赛
3、的总体规划机器人比赛，首先是比赛的总体规划和规则的制订。和规则的制订。熟悉和理解比赛的规则，从中寻找熟悉和理解比赛的规则，从中寻找比赛中应该注意的技术关键点。比赛中应该注意的技术关键点。根据对比赛规则的理解和自身对机根据对比赛规则的理解和自身对机器人知识的掌握，提出机器人的初步器人知识的掌握，提出机器人的初步提案。提案。在初步提案中，一般采用在初步提案中，一般采用“头脑风头脑风暴暴”的讨论方式，让所有参与讨论的人的讨论方式，让所有参与讨论的人解放自己的思想，所有的人不对任何解放自己的思想，所有的人不对任何人的任何想法，立刻提出批评性的评人的任何想法，立刻提出批评性的评价。价。有利于引导队员产生
4、智慧的火花。有利于引导队员产生智慧的火花。机器人大赛中机器人的设计流程（完整）根据初步提案的最终版本，制定机根据初步提案的最终版本，制定机器人的初步设计。初步设计主要包括：器人的初步设计。初步设计主要包括：整体的方案、功能等定型。整体的方案、功能等定型。详细设计，该阶段，就是将初步设详细设计，该阶段，就是将初步设计中提及的各种想法，具体的通过机计中提及的各种想法，具体的通过机械设计，软件等实现的方法和决策。械设计，软件等实现的方法和决策。制作、组装、调试，是方案的实施制作、组装、调试，是方案的实施阶段，在该阶段，要求制作者能不断阶段，在该阶段，要求制作者能不断地改进方案，便于实施和简化设计。地
5、改进方案，便于实施和简化设计。试运行、实战演习是作为对机器人试运行、实战演习是作为对机器人设计方案的一种最直接的检测手段，设计方案的一种最直接的检测手段，在这个过程中，可以发现机器人的缺在这个过程中，可以发现机器人的缺点和不足。想办法弥补机器人的缺陷。点和不足。想办法弥补机器人的缺陷。初步设计 实际上就是将头脑中的抽象构思逐渐具体化、形象化的过实际上就是将头脑中的抽象构思逐渐具体化、形象化的过程。程。1、功能、功能 2、主要尺寸、主要尺寸 3、机构、机构 4、驱动器、驱动器 5、动力传递系统、动力传递系统 6、静强度、静强度 7、动特性、动特性 8、传感及控制、传感及控制 9、供电电源、供电电
6、源如何评价一个方案是否具有创意 1、广阔的想象空间，丰富的想象力。、广阔的想象空间，丰富的想象力。2、独具匠心的系统构思。、独具匠心的系统构思。3、正确理解和巧妙利用规则到极致。、正确理解和巧妙利用规则到极致。4、独到的战略策略的应用和战术配合。、独到的战略策略的应用和战术配合。5、独树一帜的布局与造型。、独树一帜的布局与造型。6、机械设计的奇思妙想，元件功能的独辟蹊径的运用。、机械设计的奇思妙想，元件功能的独辟蹊径的运用。方案中常常涉及的问题 1、电机的选择。、电机的选择。负载估算方法：有效力的估算、无效力的估算、惯性负载估算方法：有效力的估算、无效力的估算、惯性力的计算。力的计算。2、材料
7、构件与轻量化设计。、材料、构件与轻量化设计。材料与型材、金属材料和非金属材料。材料与型材、金属材料和非金属材料。3、传感器与控制系统、传感器与控制系统 控制对象、测量对象、选择传感器、控制方法与控制控制对象、测量对象、选择传感器、控制方法与控制系统。系统。机器人的机械部分机械原理机械原理1、连续运动、连续运动间断运动间断运动槽轮槽轮2、快速（慢速）、快速（慢速）慢速（快速）慢速（快速）变速变速3、转动（直线运动）、转动（直线运动）直线运动（转动）直线运动（转动）齿轮齿条齿轮齿条4、正向运动、正向运动反向运动反向运动换向器换向器5、转动、转动往复（活塞式）往复（活塞式）曲柄滑块曲柄滑块6、水平运动、水平运动垂直运动垂直运动凸轮凸轮7、转换转动方向、转换转动方向斜齿轮斜齿轮8、其他、其他
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