2010年設(shè)計(jì)師ThomasThwaites在TED大會(huì)

2010年，設(shè)計(jì)師ThomasThwaites在倫敦的TED大會(huì)上了自己“從頭制作”一臺(tái)面包機(jī)的經(jīng)歷。為了降低難度，他放棄了重新研發(fā)，而選擇直接模仿、從頭制作。但拆開烤面包機(jī)后，面對(duì)多達(dá)400個(gè)、由100多種材料構(gòu)成的零部件，他依然傻了眼，只好把“從頭制作”的目標(biāo)降低到其中的5個(gè)材料。但是幾乎每個(gè)材料的制作都多多少少借助了現(xiàn)代其實(shí)，今天人類的任何工程成就，都得益于第一把器的打制、第一次鉆燧取火的經(jīng)驗(yàn)。許累。舉個(gè)更簡(jiǎn)單的例子，如果你想制造一把木椅，你就得老老實(shí)實(shí)找塊頭，磨成斧，用斧砍樹，加工木椅。什么？你想要金屬斧子？可以，想要有斧子，你就需要銅礦、錫礦和陶范來鑄造青銅（先別想鐵；想要礦，你就需要質(zhì)工具采礦。趕緊去加工器吧，少年，恭喜你回到器時(shí)代了。順便提醒一句，別忘了鉆燧取火，造熔爐，找，探礦，選礦……雖然工作繁雜，但是別氣餒，起碼你知道什么是器對(duì)不對(duì)？你的原始人朋友摸索了多少個(gè)一萬年才知道。你沒經(jīng)驗(yàn)？別怕，研發(fā)嘛，試錯(cuò)是不可能避免的，順便提醒一句，愛迪生發(fā)明白熾燈（嚴(yán)格來說是改良）也才試錯(cuò)試了1000次……不明白我在說什么？好吧，我是在講一個(gè)關(guān)于積累的話題，一是自己的積累，二是前人的累對(duì)于自己的積累，這里不多說，主要說說前人的積累。從前面的例子大家都看到了人的積累，造一臺(tái)簡(jiǎn)單的面包機(jī)，或者一把木椅，是什么難度。創(chuàng)新活動(dòng)有一個(gè)很大的誤區(qū)，就是很多有創(chuàng)意的同學(xué)不喜歡走別人走過的路，于是連別人走過哪些路都懶得了解。寧愿自己摸著頭過河，也不去參考借鑒前人的成果，更不屑于人成果的基礎(chǔ)上改良。這么做的結(jié)果很有可能是把別人已經(jīng)完成的研究項(xiàng)目重復(fù)一遍，最后當(dāng)然有可能獨(dú)辟蹊徑，但是試錯(cuò)不可避免，別忘了，1000次寫作這本書的目的，就是希望在自己摸索和積累的同時(shí)，把前人積累的成果擺在大家面前，共大家參考、借鑒。同時(shí)，讓大家知道前人已經(jīng)做過了哪些嘗試，取得了哪些成果，交流經(jīng)驗(yàn)，避免閉門造車，重復(fù)試錯(cuò)。這本書收錄的70多個(gè)樣機(jī)，是機(jī)器時(shí)代多年以來在各種項(xiàng)目中的借鑒現(xiàn)有技制作的科樣機(jī)；有者加競(jìng)，為競(jìng)賽項(xiàng)設(shè)計(jì)的樣；也有高校作品，凡是用戶的作品，均已征得用戶同意，公布或不公布用戶、單位，均由用戶自己決定?！疤剿髡摺眲?chuàng)新平臺(tái)中我們已經(jīng)將它們按照機(jī)構(gòu)類型進(jìn)行了大致分類，每一個(gè)樣機(jī)都給出了機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。在閱讀本書的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)，許多樣機(jī)擁有相同的原理，但針對(duì)著不同的項(xiàng)目，所以功能各不相同；還有許多樣機(jī)原理相同，所針對(duì)的項(xiàng)目也相同，但是選擇了不同的電機(jī)和零部件，于是相互之間外觀上也有較大的差異。我們希望在閱讀本書的時(shí)候能將其看作是一本辭典，一個(gè)資料庫。著重吸收各種樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)原理，擴(kuò)充自己的思路，或者在思路受阻的時(shí)候進(jìn)行借鑒和查詢。樣機(jī)參考所體現(xiàn)的外觀和零件選擇只是參考，萬萬不可拘泥，更不要將本書當(dāng)成是一本“看圖制作”的書來使用。本書也只提供了少部分亦步亦趨的詳細(xì)組裝圖，以防產(chǎn)生誤會(huì)。在《訓(xùn)練手冊(cè)●機(jī)械篇》一書中，我們提供了幾個(gè)基礎(chǔ)機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)方案，并鼓勵(lì)自己設(shè)的基礎(chǔ)置方案。《構(gòu)大全》提的則是完整樣機(jī)，不過整的樣機(jī)也由許多基礎(chǔ)移動(dòng)方 輪型移動(dòng)方 雙 后輪雙驅(qū)三 三輪 直流三輪 后雙驅(qū)四輪小 后輪隨動(dòng)小 對(duì)角驅(qū)動(dòng)四輪底 前輪轉(zhuǎn)向汽車底 直流前輪轉(zhuǎn)向底 仿生移動(dòng)方 偏心輪工形腳雙足機(jī)器 直流單偏心輪小機(jī) 偏心輪扭腳雙足機(jī)器 直流單馬達(dá)雙 擺腰雙足機(jī)器 六自由度雙 四自由度機(jī)甲 直流單馬達(dá)三齒輪四 單馬達(dá)偏心輪四 雙馬達(dá)偏心輪六 八足機(jī)器 直流馬達(dá)八 四驅(qū)連桿四 自邁腿四 單馬達(dá)可換擋六 十二自由度輪 五自由度蛇 抓取與收集方 塔 串聯(lián)機(jī)械 四自由度并聯(lián)機(jī)械 五自由度串聯(lián)機(jī)械 二自由度機(jī)械臂搬運(yùn)小 巨 直流巨 峭 直流峭 直流鏟 掃地機(jī)器 攀爬與方 越野雙 直流越野雙 全地形小 全地形小車2 直流全地 小 爬樓機(jī)器人1 平衡小車 趣味方 伸縮臺(tái) 自動(dòng) 機(jī)器 道 招財(cái) 攪拌 洗車 唱片 自動(dòng)抽 吊 長(zhǎng) 直流長(zhǎng) 旋 龍 簡(jiǎn)易迎賓機(jī)器 機(jī)械 直流三葉 機(jī)器 拉車機(jī)器 直流拉車機(jī)器 直流機(jī)器 機(jī)械螳 直流雙馬達(dá)螳 機(jī)器三角 附錄一：部分機(jī)構(gòu)組裝 簡(jiǎn)易迎賓機(jī)器 自動(dòng) 攪拌 自動(dòng)抽 機(jī)器 越野雙 道 洗車 臺(tái) 唱片 吊 扭腳雙 拉車機(jī)器 單馬達(dá)偏心輪四 附錄二同時(shí)組裝方案說 附錄三教學(xué)參考信 移動(dòng)方輪型移動(dòng)方雙來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：最簡(jiǎn)單的雙驅(qū)動(dòng)輪加一個(gè)支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，可依靠差速進(jìn)行轉(zhuǎn)彎和原地轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：的電機(jī)，各裝一個(gè)，然后隨便找?guī)讉€(gè)零件連起來，再加個(gè)“尾巴”就行。后輪雙驅(qū)三來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：雙輪加萬向輪的結(jié)構(gòu)，萬向輪取代支點(diǎn)，減少了磨損。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī) 點(diǎn)評(píng)：這應(yīng)該是最常見的機(jī)器人輪型移動(dòng)方案了，簡(jiǎn)單、靈活、不管是循跡還是踢球，這種底盤方案都能夠勝任。三輪來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：簡(jiǎn)單來說就是把前面方案中自由轉(zhuǎn)動(dòng)的萬向輪換成了一個(gè)隨動(dòng)輪，并在上面裝了一個(gè)擺動(dòng)裝置。然后考慮到不需要差速轉(zhuǎn)向了，后輪又省下了一個(gè)電機(jī)，改由齒輪組加傳動(dòng)軸帶動(dòng)。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖點(diǎn)評(píng)：直流來源項(xiàng)目：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：后雙來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：該底盤是一個(gè)完整的面，四個(gè)中有兩個(gè)是并排的驅(qū)動(dòng)輪參考樣機(jī) 點(diǎn)評(píng)：非常基礎(chǔ)的四輪底盤，前進(jìn)后退沒問題，但是轉(zhuǎn)向上會(huì)遇到較大的問題。不過它有非常廣闊的改造空間。后面的每一個(gè)四輪底盤幾乎都可以看作是以它為基礎(chǔ)改造而來的。后輪隨動(dòng)小來源項(xiàng)目：參考樣機(jī)參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：對(duì)角驅(qū)動(dòng)四輪底來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：對(duì)角驅(qū)動(dòng)不常見，但也是案參考樣機(jī)：點(diǎn)評(píng)：前輪轉(zhuǎn)向汽車底來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：后輪是齒輪組和傳動(dòng)軸帶動(dòng)，前輪是連桿組帶動(dòng)兩個(gè)平行運(yùn)動(dòng)參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：這個(gè)方案運(yùn)動(dòng)效果已經(jīng)比較接近汽車了。和前面的三輪車相比，后輪是一樣的，前輪是距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)，所以不能簡(jiǎn)單用一個(gè)擺動(dòng)裝置解決問題，于是借助了連桿組。關(guān)于四輪底盤的轉(zhuǎn)向問題，一定還有許多其他可能的方案，有的同學(xué)可以繼續(xù)研究。直流前輪轉(zhuǎn)向底來源項(xiàng)目：參考樣機(jī)：點(diǎn)評(píng)：仿生移動(dòng)方偏心輪工形腳雙足機(jī)器來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：這就是所謂的“工形腳”機(jī)器人，也叫“交叉足印”機(jī)器人，行走時(shí)可以克服重心不穩(wěn)定的難題，用了兩個(gè)電機(jī)，所以可以控制其轉(zhuǎn)彎。腿部傳動(dòng)用偏心輪組代替了曲柄搖桿，設(shè)計(jì)很方便。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：制問題，因?yàn)閺碾娮雍统绦蚪嵌冉鉀Q重心控制問題，會(huì)非常棘手。直流單偏心輪小來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述： 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：和前一個(gè)機(jī)器人一樣是”膝蓋向后拐”的設(shè)計(jì)，從外觀上來說，有比較好的效果。偏心輪組代替曲柄搖桿，設(shè)計(jì)雖然較為簡(jiǎn)便而且零件通用性很強(qiáng)，但是有一個(gè)缺點(diǎn)就是，偏心輪的直徑是固定的，而曲柄可以選擇不同長(zhǎng)度的零件實(shí)現(xiàn)。偏心輪扭腳雙足機(jī)器來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：這是所謂的“狹窄足印”機(jī)器人，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理和前一個(gè)機(jī)器人完全一樣。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：沒有了工形腳，只能靠大腳板平衡重心，但是走起路來多多少少還會(huì)有點(diǎn)”扭扭捏捏”，正應(yīng)了它的名字——扭腳雙足。直流來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：上一個(gè)機(jī)構(gòu)的直流版本，供大家參考直流電機(jī)在這個(gè)結(jié)構(gòu)上的組裝方法。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：擺腰來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：一個(gè)比較完善的人形樣機(jī)，雙腿通過電機(jī)控制輪流抬起，抬起時(shí)為了平衡重心，上身也進(jìn)行擺動(dòng)。抬起左腳時(shí)，上身擺向右側(cè)，抬起右腳時(shí)，上身擺向左側(cè)。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)參考樣點(diǎn)評(píng)：的設(shè)計(jì)來讓機(jī)器人姿態(tài)更加優(yōu)美。關(guān)鍵是重心的移動(dòng)，如何擺，是否擺？都可以變化。六自由度雙來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：從這個(gè)項(xiàng)目可以很清楚地看出關(guān)節(jié)式設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)。模塊化、思路清晰、結(jié)構(gòu)直白，根據(jù)原理可以舉一反三，動(dòng)作豐富，適應(yīng)面很廣；但是對(duì)電機(jī)數(shù)量依賴過多，動(dòng)作不夠優(yōu)化，尤其做簡(jiǎn)單動(dòng)作時(shí)，造成大量能量浪費(fèi)；對(duì)舵機(jī)性能要求高，要求舵機(jī)穩(wěn)定；也容易造成舵機(jī)過載。這個(gè)機(jī)構(gòu)把ARM7主控板上默認(rèn)能用的舵機(jī)接口全用了，如果還需要加的舵機(jī)，需要更改主控板功能、使用擴(kuò)展版或使用主控板等。四自來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：簡(jiǎn)的算法控制其行走，適合學(xué)控制的同學(xué)嘗試使用。直流單馬達(dá)三齒輪四來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：由齒輪組和偏心輪組連桿結(jié)構(gòu)，集成度很高，但功能較簡(jiǎn)單，只能前進(jìn)和后退。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī) 點(diǎn)評(píng)：在四條腿上安裝合適的偏心輪并調(diào)整相位，可以讓步態(tài)更加穩(wěn)定。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，模塊化明顯，方便對(duì)其，設(shè)計(jì)條腿的機(jī)器人。單馬達(dá)偏心輪四來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：非常好上手的入門機(jī)構(gòu)，模塊化較明顯，方便對(duì)該設(shè)計(jì)方案可以進(jìn)行鏡像、等，設(shè)計(jì)出其他仿生機(jī)器人。雙馬達(dá)偏心輪六來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：由前兩個(gè)樣機(jī)的設(shè)計(jì)方案鏡像所得，多加了一個(gè)電機(jī)，于是可以完成轉(zhuǎn)彎的動(dòng)作。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：由于結(jié)構(gòu)原理是鏡像所得，為了兩邊步態(tài)協(xié)調(diào)，電機(jī)的位置要注意調(diào)整，電機(jī)輸出頭中心一定要位于對(duì)稱軸上，否則行走不太順暢。八足來源項(xiàng)目：軍方某多足底盤項(xiàng)目原理樣機(jī)構(gòu)描述：原理很簡(jiǎn)單，是兩個(gè)單馬達(dá)偏心輪四足的串聯(lián)。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)直流馬達(dá)八來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：上一個(gè)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化版本。參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：四驅(qū)連桿四來源項(xiàng)目：科學(xué)館新館機(jī)器恐龍項(xiàng)目四肢運(yùn)動(dòng)分塊樣機(jī)機(jī)構(gòu)描述：四個(gè)電機(jī)兩兩垂直排列，通過連桿組來控制步態(tài)。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：這是一種全新的四足機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，在機(jī)械設(shè)計(jì)階段就能夠使行走的步態(tài)看起來非常自然，自邁來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：僅僅使用了一個(gè)電機(jī)，采取欠驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案，因此其四肢有一定的松散空間，遇到地面不平可以自動(dòng)適應(yīng)。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：一個(gè)全新的四足行走原理機(jī)構(gòu)。欠驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)思路一方面保證了它的自適應(yīng)性，另一方面減少了冗余的電機(jī)，使其更加節(jié)能。在連桿組的作用下，爬行姿態(tài)非常自然。未來有廣闊的應(yīng)用前景。單馬達(dá)可換擋六來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：只用了一個(gè)電機(jī)，使用齒輪組、偏心輪組和連桿傳動(dòng)。在中部?jī)蓚€(gè)并排的齒輪之間設(shè)計(jì)了一個(gè)限位結(jié)構(gòu)，使其具備了換擋的功能，將后退的動(dòng)作轉(zhuǎn)化成了轉(zhuǎn)彎的動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)范圍大大增加。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：非常優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，打破了并排齒之間的剛性連接，使其可以根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的不同來變換相位，看似簡(jiǎn)單，實(shí)際需要很強(qiáng)的創(chuàng)新能力。該機(jī)構(gòu)穩(wěn)定有效，很有應(yīng)用前景。十二來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：采用了典型的關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)關(guān)節(jié)模塊進(jìn)行串聯(lián)與。腳部增加了驅(qū)動(dòng)輪，使其具備了輪式底盤的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，屬于仿生機(jī)器人與輪式機(jī)器人的結(jié)合。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：終于出現(xiàn)了關(guān)節(jié)式仿生多足機(jī)器人。為了不使結(jié)構(gòu)過于無聊，選擇了一個(gè)帶有驅(qū)動(dòng)輪的例子，驅(qū)動(dòng)輪使其變成輪足式機(jī)器人，增加了運(yùn)動(dòng)方式，提高了速度。關(guān)節(jié)式機(jī)器人的難點(diǎn)不在結(jié)構(gòu)，而在于控制，比如行走多采用的三角步態(tài)、下蹲、起立、階，還有足式行進(jìn)和輪式行進(jìn)的轉(zhuǎn)換等等，都需要良好的算法來控制。五自由度蛇來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：直接將關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)串聯(lián)而成，用大量的舵機(jī)實(shí)現(xiàn)大量的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。與多級(jí)串聯(lián)的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)一樣。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)這是目前最為常見的蛇形機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，一般有三種運(yùn)動(dòng)方式——一是像毛蟲一樣關(guān)節(jié)上下蠕動(dòng)前進(jìn)；二是真正像蛇一樣左右波動(dòng)前進(jìn)，但是在這種設(shè)計(jì)方案下，只能用“添足”的方法實(shí)現(xiàn)，即給蛇身增加；三是滾動(dòng)。機(jī)器時(shí)代曾經(jīng)設(shè)計(jì)出只靠?jī)蓚€(gè)電機(jī)帶動(dòng)、實(shí)現(xiàn)左右波動(dòng)行走的蛇形機(jī)器人，但是也用了，要想真正實(shí)現(xiàn)“蛇行”，還需要繼續(xù)努力。抓取與收集方塔來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：滑輪組并非“探索者”的典型裝置，需要根據(jù)現(xiàn)有零件嘗試設(shè)計(jì)，技術(shù)人員在設(shè)計(jì)時(shí)靈活運(yùn)用了驅(qū)動(dòng)輪、墊片20、螺柱等零件。本機(jī)構(gòu)還需要用到棉線等身邊材料。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：吊鉤被設(shè)計(jì)成了一個(gè)單向結(jié)構(gòu)，接觸重物即打開，然后結(jié)構(gòu)封閉防止重物脫落，這是設(shè)計(jì)中的一個(gè)亮點(diǎn)。串聯(lián)來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：非常常見的教學(xué)機(jī)械臂串聯(lián)結(jié)構(gòu)。需要注意不同位置電機(jī)的承力，承力較大的位置要采用大功率舵機(jī)。點(diǎn)評(píng)：這個(gè)樣機(jī)底座部分是個(gè)雞肋，不做不完整，直接鎖在桌子上、大水泥塊、大鐵塊上肯定更好，但是產(chǎn)品又不提供，只能做成這個(gè)繁瑣的造型，大家自己想辦法解決吧。四自由度并聯(lián)機(jī)來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：并聯(lián)機(jī)械臂多采用此種結(jié)構(gòu)方案，較為典型，供參考參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：容做特殊要求的話，結(jié)構(gòu)基本如此。作業(yè)端本來還有機(jī)械手爪，請(qǐng)有的同學(xué)將其實(shí)現(xiàn)。五自由度串聯(lián)機(jī)來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：該樣機(jī)比較完整，機(jī)械臂是4個(gè)自由度，還有一個(gè)機(jī)械手爪，模仿的是某種搬運(yùn)作業(yè)的機(jī)械臂，主要?jiǎng)幼魇巧炜s、轉(zhuǎn)動(dòng)和夾取?；菊故玖顺Ｒ姽I(yè)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)原理，請(qǐng)參考。參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：本樣機(jī)在底座配重和第二個(gè)電機(jī)連桿配重方面需要優(yōu)化。另外，機(jī)械臂不同位置的電機(jī)負(fù)載不同，實(shí)際中要在某些位置安裝較大功率的電機(jī)。從結(jié)構(gòu)上來說，除非是教學(xué)，否則很少見關(guān)節(jié)直接串聯(lián)而缺少傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，一般都會(huì)有連桿組，帶傳動(dòng)等。就本樣機(jī)運(yùn)動(dòng)方案而言，還可以進(jìn)行改裝，如果是焊接作業(yè)，那么機(jī)身上舵機(jī)的安裝方向需要調(diào)整；如果是碼垛作業(yè)，那么連桿傳動(dòng)方式也需要進(jìn)行調(diào)整。二自由度機(jī)械臂搬運(yùn)小來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：底盤部分在后面有專題，因此在這里就不加說明了。機(jī)械分用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)連桿實(shí)現(xiàn)太升和下落，手爪采用與前一個(gè)樣機(jī)相似的連桿式設(shè)計(jì)。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：抓取搬運(yùn)的工程機(jī)械比較少見，而且運(yùn)動(dòng)接近于水平抬升，因此有創(chuàng)新點(diǎn)；連桿左端給配重將擺動(dòng)改為更大功率的圓周運(yùn)動(dòng)，以齒輪齒條、同步皮帶或線性模塊等傳動(dòng)方式增加負(fù)載，提高穩(wěn)定性。機(jī)械手爪也可以有許多其他設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)大家自己嘗試。巨來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：雙輪加萬向輪的方案，前方增加一個(gè)伸縮式機(jī)械臂，可以試圖限制對(duì)手的行動(dòng)。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)直流巨來源項(xiàng)目：機(jī)器人擂臺(tái)格斗比賽方案之一。機(jī)構(gòu)描述：前一個(gè)樣機(jī)的直流簡(jiǎn)化版本。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣點(diǎn)評(píng)：峭來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：雙輪加萬向輪的方案，前方增加一個(gè)鏟子可以將對(duì)手搬運(yùn)至場(chǎng)外，或?qū)?duì)手掀翻。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：出元件的選擇（電機(jī)、氣缸、桿、內(nèi)燃機(jī)等）和傳動(dòng)的設(shè)計(jì)了。直流峭來源項(xiàng)目：機(jī)器人擂臺(tái)格斗比賽方案之一。機(jī)構(gòu)描述：前一個(gè)樣機(jī)的直流簡(jiǎn)化版本。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：直流鏟來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：常見的鏟車結(jié)構(gòu)，只不過機(jī)械臂不是氣缸伸縮，而是用曲柄搖桿替代的。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：一個(gè)傳統(tǒng)的鏟車方案，還有很大改進(jìn)的掃地來源項(xiàng)目：智能家用機(jī)器人方案樣利用多個(gè)傳感器完成避障功能。本樣機(jī)需要用到廢舊材料DIY，請(qǐng)大家注意。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：常見掃地機(jī)器人是能夠自主運(yùn)動(dòng)的吸塵器，收集方式是吸塵攀爬與方越野雙來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：輪支架，這樣能得到一個(gè)越障能力較小的輪結(jié)構(gòu)。直流越野雙來源項(xiàng)目參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：全地來源項(xiàng)目：某機(jī)器人穩(wěn)定底盤設(shè)計(jì)項(xiàng)機(jī)構(gòu)描述：打破底盤的完整性，用軸連接前后兩對(duì)輪，使其中一對(duì)輪多了一個(gè)自由度。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：來源項(xiàng)目：某機(jī)器人穩(wěn)定底盤設(shè)計(jì)項(xiàng)機(jī)構(gòu)描述：這是更完善的方案，用連桿組代替第一代方案里的軸。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：在連桿組的作用下，落差被有效地分?jǐn)偅坏悠椒€(wěn)，而且在一定程度上保持了底盤的完整性，為裝載物資，加裝外殼掃清了。而且這種設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的彈簧減震相比，避免了頻繁的顛簸，使垂直方向上也更加穩(wěn)定。直流來源項(xiàng)目：某機(jī)器人穩(wěn)定底盤設(shè)計(jì)項(xiàng)參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：小來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)并帶動(dòng)同步皮帶，同步皮帶再帶動(dòng)后輪參考樣機(jī) 點(diǎn)評(píng)：后輪也有了動(dòng)力，因此，它可以完成差速轉(zhuǎn)彎、可以原地轉(zhuǎn)動(dòng)。來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：還是底盤，兩端各增加了半個(gè)機(jī)械爪，用于爬樓時(shí)的支撐參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：這個(gè)機(jī)器人能爬上與自身等高的樓梯，只要它的機(jī)械爪伸展開后能碰到樓梯上表面邊緣，就能爬上去。爬樓是機(jī)械設(shè)計(jì)的好題目，現(xiàn)實(shí)中也有救援、、助老、助殘等用途，市場(chǎng)前景巨大。這個(gè)題目能讓好方案層出不窮。雖說只要夠大、體積夠大或者夠長(zhǎng)，就一定能爬樓，但是很多時(shí)候我們要在狹小空間（如居民樓）進(jìn)行爬樓作業(yè)，或者需要保持承載物的平衡，就需要?jiǎng)幽X筋了。平衡來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：在四輪底盤上裝了一 2自由度的機(jī)械臂，裝飾成機(jī)器人外觀機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：衡模塊能幫助小機(jī)器人始終保持直立狀態(tài)。把自平衡模塊水平裝在機(jī)身上就可以用了。趣味方伸縮臺(tái)來源項(xiàng)目：一個(gè)智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)項(xiàng)目，能夠根據(jù)環(huán)境智能調(diào)節(jié)照度，斷電后自動(dòng)收起以節(jié)約空間等。這是升降部分的運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)。機(jī)構(gòu)描述：采用連桿組傳動(dòng)的方式升降燈身非常簡(jiǎn)潔。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：這里用機(jī)械傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)了伸縮，從原理表達(dá)來說已經(jīng)足夠了，如果后期需要機(jī)構(gòu)替代，那么伸縮結(jié)構(gòu)還可以用桿、汽缸、線性模塊、金屬、人工肌肉等實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：機(jī)器來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：能自動(dòng)敲打的錘子，測(cè)試開關(guān)使用參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：道來源項(xiàng)目：科普項(xiàng)機(jī)構(gòu)描述：一個(gè)火車道閘迷你模型。能自動(dòng)感知“火車到來”并攔下“汽車”和行人。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：招財(cái)來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：一個(gè)招財(cái)貓外觀的存錢罐。自動(dòng)感知錢幣的投入并且能揮動(dòng)小爪子。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：攪拌來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：洗車來源項(xiàng)目： 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：唱片來源項(xiàng)目：科普項(xiàng)參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：和攪拌器差不自動(dòng)抽來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：一個(gè)自動(dòng)伸縮的小抽屜。點(diǎn)評(píng)：吊來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：一個(gè)吊橋模型，橋面能夠抬起放下，具有自動(dòng)功能。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：長(zhǎng)來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：雙輪加萬向輪的方案，頭部增加一個(gè)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)用來擊打?qū)κ?。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)格斗機(jī)器人的戰(zhàn)術(shù)設(shè)是一個(gè)整體是 、 方、移動(dòng)方式防御方式等的結(jié)合。與比賽規(guī)則、場(chǎng)地、對(duì)手都有很大關(guān)系。由于參加各種機(jī)器人比賽的隊(duì)伍多以自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生為主，因此多年來機(jī)構(gòu)幾乎沒什么創(chuàng)新，基本都是在一套機(jī)構(gòu)平臺(tái)上不斷改寫程序，如果以后能根據(jù)比賽規(guī)則、場(chǎng)地、對(duì)手靈活設(shè)計(jì)新的機(jī)構(gòu)和戰(zhàn)術(shù)，相信比賽會(huì)更有意思。直流長(zhǎng)來源項(xiàng)目：機(jī)器人擂臺(tái)格斗比賽方案之一機(jī)構(gòu)描述：前一個(gè)樣機(jī)的直流簡(jiǎn)化版本。參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：旋來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：雙輪加萬向輪的方案，前方增加一個(gè)扇葉結(jié)構(gòu)可以對(duì)付對(duì)手的電機(jī)線、數(shù)據(jù)線。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：龍來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：雙輪加萬向輪的方案，頭部增加一個(gè)錘狀結(jié)構(gòu)，可以敲擊對(duì)手的薄弱部位。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖：參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：這種方式比較簡(jiǎn)單，可以根據(jù)比賽規(guī)則改進(jìn)簡(jiǎn)易來源項(xiàng)目：一個(gè)桌面趣味產(chǎn)品，可放置在商店柜臺(tái)或家中。可以假裝檢測(cè)裝置和語音模塊以實(shí)現(xiàn)與人的互動(dòng)。機(jī)構(gòu)描述：采用簡(jiǎn)單的擺動(dòng)裝置，原理簡(jiǎn)潔實(shí)用。此類產(chǎn)品重點(diǎn)在于外觀設(shè)計(jì)，如果有較好的外觀方案，最好根據(jù)外觀特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)方案。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)從項(xiàng)目本身考慮，由于需求方?jīng)]有指定外觀方案，因此采用了簡(jiǎn)潔的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)單處理了外觀。此項(xiàng)目如果結(jié)合文化元素，還有許多發(fā)揮的余地，留給思考。從所用結(jié)構(gòu)考慮，關(guān)節(jié)動(dòng)作是擺動(dòng)裝置比較直觀的用途之一，擺動(dòng)裝置非常典型而且用途廣泛，不需要太多說明。機(jī)械來源項(xiàng)目：科學(xué)館新館機(jī)械花項(xiàng)目，該項(xiàng)目有三朵機(jī)械花，這是其中的向日葵項(xiàng)目，花莖擺動(dòng)原理機(jī)構(gòu)和花朵的外觀。花莖擺動(dòng)是為了能夠與游客進(jìn)行互動(dòng)，當(dāng)游客靠近時(shí)，花莖擺動(dòng)使花朵朝向被游客觸發(fā)的傳感器方向。機(jī)構(gòu)描述：這個(gè)結(jié)構(gòu)用了兩個(gè)串聯(lián)的關(guān)節(jié)模塊來表示花莖的擺動(dòng)動(dòng)作，并沒有太多新意。僅從運(yùn)動(dòng)角度考慮，可以等效為一個(gè)2自由度機(jī)械臂。但是作為表示“花莖是能夠隨人擺動(dòng)的”這個(gè)功能點(diǎn)，它已經(jīng)做到了。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：該機(jī)構(gòu)在項(xiàng)目后期有較大的變化，花莖的擺動(dòng)由2自由度串聯(lián)關(guān)節(jié)改為彈簧拉索，方便了外觀設(shè)計(jì)，也增加了花莖在視覺上的柔和感。另外，該樣機(jī)把花瓣運(yùn)動(dòng)部分省去了，當(dāng)時(shí)花瓣也被設(shè)計(jì)成了可以連動(dòng)開合的，有的同學(xué)可以試試。直流來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：該底盤是雙輪驅(qū)動(dòng)加一個(gè)支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，通過差速原理來控制轉(zhuǎn)向，動(dòng)作靈活。上面的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)：點(diǎn)評(píng)：機(jī)器來源項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)描述：也是雙輪加支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，只不過支點(diǎn)改在了前面，前臂可以推動(dòng)身體稍稍立起，后面的尾巴則可以轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)身體完成翻滾動(dòng)作。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考樣機(jī)點(diǎn)評(píng)：非常靈活地運(yùn)用了常見的底盤結(jié)構(gòu)，俯臥撐和翻滾也算是比