精心準(zhǔn)備 精心設(shè)計(jì) 出精品

摘要：本文通過組織黑龍江科技學(xué)院機(jī)器人代表隊(duì)，參加亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽選拔活動(dòng)，介紹了從組建隊(duì)伍，方案設(shè)計(jì)到采購元件，制作過程方法和參賽中獲得較理想的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人 參賽 制作 獲獎(jiǎng)

亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽選拔活動(dòng)是在“亞洲太平洋地區(qū)廣播電視聯(lián)盟”倡導(dǎo)下，由中央電視臺(tái)精心策劃、周密安排、組織實(shí)施，從2002年至2011年已先后共主辦了國內(nèi)選拔活動(dòng)以選拔隊(duì)伍參加亞太區(qū)國際大賽。因?yàn)閰①惢顒?dòng)具有很大的影響力和競(jìng)爭(zhēng)力，參賽院校和參賽人數(shù)越來越多，推動(dòng)和促進(jìn)了各院校機(jī)器人的技術(shù)水平有了顯著的提高，現(xiàn)已有很多大學(xué)已經(jīng)形成了非常成熟的機(jī)器人研發(fā)帶頭人及制作隊(duì)伍，專門從事為大賽活動(dòng)長期進(jìn)行機(jī)器人研制。

2007年亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽國內(nèi)選拔活動(dòng)于2007年5月20日在北京首鋼籃球中心舉行，共有39所高院報(bào)名，參與了此次大學(xué)生機(jī)器人大賽的角逐。

“華夏之光”是本屆選拔活動(dòng)的主題，其規(guī)則是根據(jù)黃帝造指南車的故事制定的。每個(gè)參賽隊(duì)由來自同一所大學(xué)的4名成員組成，其中包括3名學(xué)生和1名指導(dǎo)老師。參賽隊(duì)操作手動(dòng)機(jī)器人（代表黃帝）和自動(dòng)機(jī)器人（代表工匠）把木塊放到“戰(zhàn)車”上。其中最先把木塊放到“戰(zhàn)車”頂部的隊(duì)便占有了這輛“戰(zhàn)車”，最先用占有比賽場(chǎng)地中央的“戰(zhàn)車”建成V字形“指南車”的隊(duì)就是獲勝隊(duì)，每場(chǎng)比賽的時(shí)間為3分鐘。

現(xiàn)代科技突飛猛進(jìn)，智能機(jī)器人已悄然走進(jìn)我們的生活，且必將成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要增長點(diǎn)。亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽旨在機(jī)器人文化的傳播。鑒于本屆大賽主題“華夏之光”，黑龍江科技學(xué)院代表隊(duì)4臺(tái)參賽機(jī)器人分別為每臺(tái)機(jī)器人取了寓意深刻的名字——即千手觀音、冰成、龍夢(mèng)、勇士。

為了更好地參與2007亞太機(jī)器人大賽，學(xué)院和教務(wù)處領(lǐng)導(dǎo)高度重視并給予大力支持，成立了由指導(dǎo)教師和參賽學(xué)生的機(jī)器人電視大賽專題組，首先制定了機(jī)器人小組人員的招聘、面試及研發(fā)等各項(xiàng)規(guī)章制度，明確制作和正常學(xué)習(xí)關(guān)系（不能保證完成學(xué)習(xí)任務(wù)的同學(xué)將勸退），研發(fā)程序?yàn)椋?/p>

①組織學(xué)習(xí)競(jìng)賽規(guī)則，學(xué)習(xí)往屆比賽特點(diǎn)和可以借鑒結(jié)構(gòu)方案和控制方法。

②集體討論總體方案（鼓勵(lì)個(gè)人和自由組合小組提出方案），確定1-3個(gè)方案。

③成立研發(fā)小組（自由組合小組和指派小組相結(jié)合）。

④設(shè)計(jì)圖紙和采購原材料和零部件。

⑤組裝和調(diào)試。

⑥通過對(duì)抗賽，查找不同小組研發(fā)的機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定四臺(tái)參賽機(jī)器人。

本人作為指導(dǎo)教師之一，與參賽的同學(xué)一并投入了機(jī)器人的研制中，基于每屆比賽的題目不同，參賽的機(jī)器人需要全新的設(shè)計(jì)和制作，機(jī)器人課題組的同學(xué)們集思廣益，群策群力提出了不同的方案，并在電腦上設(shè)計(jì)了起來，當(dāng)初的興奮勁過去，逐漸進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的設(shè)計(jì)操作時(shí)，才發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的過程異常艱辛。學(xué)過的很多知識(shí)到用時(shí)才感到學(xué)的不精、不深、不夠，力不從心。為此給他們?cè)敿?xì)解釋了機(jī)械的動(dòng)力和傳動(dòng)原理，又為他們推薦了相關(guān)的參考書，讓他們?cè)購念^學(xué)習(xí)一次理論知識(shí)。隨著參加比賽的時(shí)間臨近，指導(dǎo)課題組同學(xué)一邊“惡補(bǔ)”專業(yè)知識(shí)，一邊動(dòng)手設(shè)計(jì)。在進(jìn)行機(jī)器人各部分構(gòu)造方案設(shè)計(jì)中，與同學(xué)們一起各處搜集、查閱資料，甚至去材料市場(chǎng)和商場(chǎng)測(cè)量尋找有關(guān)的零件和型材。

在大家共同努力下經(jīng)過近三個(gè)月的打拼，參賽機(jī)器人模型終于在電腦上設(shè)計(jì)出來了，后經(jīng)三維模擬測(cè)試結(jié)果，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)想！接下來的工作看起來簡(jiǎn)單了，只是按照設(shè)計(jì)圖紙加工或買來各種零件，把“產(chǎn)品”組裝出來就ok了。然而，進(jìn)入6月離期末考試已經(jīng)非常近了，為了不耽誤學(xué)習(xí)，他們常常廢寢忘食，日以繼續(xù)地工作，早晨匆匆洗把臉有時(shí)連早飯都來不及吃就拖著疲憊的身體跑到課堂。為了不影響同學(xué)們學(xué)業(yè)，更加穩(wěn)妥的保證機(jī)器人的制作，與同學(xué)們一同摸爬滾打，為了提供效率，分工合作，幾乎跑遍了哈爾濱大大小小的五金市場(chǎng)，買材料，選零件，好不容易湊齊了所有的原材料。可是機(jī)械加工又成了問題，因?yàn)榇饲奥?lián)系好一家小機(jī)械廠，由于工人趕工時(shí)太忙，根本沒時(shí)間幫他們加工，經(jīng)過與廠長的“軟磨硬纏”，廠長被同學(xué)們的執(zhí)著精神打動(dòng)了，決定晚上加班制作，但是由于人手不夠，同學(xué)們也動(dòng)手參加了制做和組裝，就這樣，連續(xù)兩周多的時(shí)間，同學(xué)們依然廢寢忘食，每天深夜回宿舍睡覺時(shí)睡夢(mèng)中還常?；仨懫疖囬g的轟鳴聲。在完成了手動(dòng)機(jī)器人和自動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)制作后，需要與自動(dòng)化電器組聯(lián)機(jī)調(diào)試。由于外制的電路板存在質(zhì)量問題，電器調(diào)試達(dá)不到要求，影響了機(jī)器人的正常工作，為了讓電器組的同學(xué)及教師能全心進(jìn)行聯(lián)調(diào)，我每天往來于江南和學(xué)校之間，購買急需的電器原件。

經(jīng)過半年的艱苦奮戰(zhàn)，終于趕在比賽前完成了手動(dòng)和自動(dòng)機(jī)器人作品。6月18、19日，十名同學(xué)及其他指導(dǎo)教師帶著親手設(shè)計(jì)制作的機(jī)器人來到北京首鋼體育館，參加在這里舉辦的“2007亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽國內(nèi)選拔賽”。在這次大賽上，來自全國各地37所高校的參賽機(jī)器人紛紛亮相?？粗值茉盒５淖髌?，再看自己親手設(shè)計(jì)制作的作品，他們有一種莫名的自信與緊張感。自信的是，這個(gè)經(jīng)過本年個(gè)人集體智慧設(shè)計(jì)制作的作品，同學(xué)們對(duì)它的特點(diǎn)和性能了如指掌，一定會(huì)征服評(píng)委的心；緊張的是，其他參賽隊(duì)伍作品的設(shè)計(jì)也別具匠心，各具特色，能否從眾多參賽隊(duì)伍中脫穎而出，他們并不十分把握。

機(jī)會(huì)送給有準(zhǔn)備的人。6月17日上午，當(dāng)黑龍江科技學(xué)院的手動(dòng)機(jī)器人出現(xiàn)在大賽備館時(shí)，引起全場(chǎng)一陣轟動(dòng)。該機(jī)器人共設(shè)有4只機(jī)械手，能同時(shí)拾取12塊積木，并可靈活升降、旋轉(zhuǎn)積木，效率頗高。于是，各參賽隊(duì)隊(duì)員爭(zhēng)先恐后前來參觀、拍照。

大賽組委會(huì)主任北航機(jī)器人研究所宗光華教授看后，組織專家組到我院場(chǎng)地參觀了手動(dòng)機(jī)器人并進(jìn)行了點(diǎn)評(píng)。在我隊(duì)機(jī)器人走場(chǎng)表演和比賽時(shí)，我隊(duì)手動(dòng)機(jī)器人以獨(dú)特的設(shè)計(jì)，載裝量大，一次定位，多次裝夾等優(yōu)點(diǎn)而表現(xiàn)突出，得到了在場(chǎng)所有評(píng)委和觀眾的一致好評(píng)，獲得了“十佳特色機(jī)器人”的榮譽(yù)稱號(hào)，并且受大賽組委會(huì)和中央電視臺(tái)之邀做第一個(gè)出場(chǎng)作專場(chǎng)表演。

6月20日下午，在北京結(jié)束的“神舟電腦”杯暨CCTV全國大學(xué)生機(jī)器人大賽中，黑龍江科技學(xué)院代表隊(duì)入圍32強(qiáng)，榮獲“最佳組織獎(jiǎng)”，同時(shí)手動(dòng)機(jī)器人被組委會(huì)評(píng)為十佳特色機(jī)器人并且被央視邀請(qǐng)專場(chǎng)第一個(gè)出場(chǎng)表演。

臺(tái)上十分鐘，臺(tái)下十年功。當(dāng)我們獲得獎(jiǎng)杯的時(shí)候，我和老師及隊(duì)員熱情擁抱在一起，數(shù)月的艱辛和努力在這一刻融為喜悅的淚水。回想數(shù)月來，我們每天從睜開眼睛一直忙到宿舍熄燈，從方案確定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)試驗(yàn)、自己動(dòng)手鋸、銼、磨、鉆到泡在校外加工車間里和工人討論制作，從頂著太陽和大雨穿梭在江南的五金和工具市場(chǎng)到五一期間我們從江南購入木板自己刷漆鋪設(shè)場(chǎng)地。我們所付出的一切終有回報(bào)。

課題項(xiàng)目：江蘇省“六大人才高峰”資助項(xiàng)目:JXQC2010128。