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從無到有 3D打印機(jī)器人

核心提示

3D打印蜘蛛機(jī)器人、助老機(jī)器人車、自動(dòng)停車收費(fèi)機(jī)器人……昨日上午，“華東機(jī)械杯”2013年山東省機(jī)器人大賽（高校組）在青島大學(xué)拉開帷幕。來自山東省內(nèi)21所高校的199支代表隊(duì)參加了此次比賽，學(xué)生們?cè)跈C(jī)器人設(shè)計(jì)領(lǐng)域的奇思妙想令人眼前一亮。據(jù)悉，山東省機(jī)器人大賽（高校組）每年舉辦一次，今年為第二屆。

打印機(jī)器人

轉(zhuǎn)身避障樣樣都行

上午9時(shí)記者來到青島大學(xué)體育館，每個(gè)機(jī)器人展臺(tái)前都聚滿了人，而通過3D技術(shù)打印出的蜘蛛機(jī)器人無疑是最為吸引人的，只見機(jī)器人正在地上做轉(zhuǎn)身、避障、翻跟頭等動(dòng)作，動(dòng)作頗為流暢。“去年看媒體報(bào)道說利用3D技術(shù)可以直接打印出實(shí)物的消息后，了解了3D技術(shù)的核心原理后我感覺要打印出機(jī)器人肯定沒問題，但是怎么打印出來是個(gè)很大的難題，電機(jī)組裝、程序設(shè)計(jì)非?？简?yàn)人。”青島大學(xué)軟件技術(shù)學(xué)院學(xué)生王寧告訴記者，5人組成的團(tuán)隊(duì)經(jīng)過4個(gè)多月的設(shè)計(jì)、構(gòu)思、演練，終于成功打印出機(jī)器人，然后再通過對(duì)機(jī)器人加裝芯片，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人各種行走、轉(zhuǎn)身等功能。

評(píng)委之一青島大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授王鈺看完這個(gè)作品演示后給予了頗高的評(píng)價(jià)，“沒想到學(xué)生們能把3D打印技術(shù)運(yùn)用到機(jī)器人大賽上來，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的從無到有，這充分體現(xiàn)了學(xué)生們的創(chuàng)新思維、動(dòng)手能力，這種思路、方式值得稱贊，而且整個(gè)設(shè)計(jì)制作的成本較低，可充分運(yùn)用到高校教學(xué)及其他方面，如果要量產(chǎn)還需提高設(shè)計(jì)制作的精密程度。”在最后的評(píng)選中，這項(xiàng)發(fā)明也獲得了2013年山東省機(jī)器人大賽（高校組）自選項(xiàng)目一等獎(jiǎng)。

助老機(jī)器人車

幫老人找到回家路

現(xiàn)如今，老齡化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，來自德州學(xué)院電子信息工程學(xué)院的學(xué)生們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)“助老機(jī)器人車”。“普通輪椅需要老人自己用手轉(zhuǎn)動(dòng)，很費(fèi)勁，如果老人的手沒勁，或者手部受傷就很難自如地操作輪椅。我們這個(gè)助老機(jī)器人車充分運(yùn)用電腦芯片，可實(shí)現(xiàn)操作智能化。”設(shè)計(jì)者之一侯文超介紹說，所有的操作就集中在輪椅右邊一個(gè)小小的臺(tái)面上，老人或者行動(dòng)不便的人士坐上去后右手可輕松操作，握住一個(gè)手柄即可控制前進(jìn)的速度和方向。如果老人想下來稍稍活動(dòng)一下，這輛助老機(jī)器人車還具有自動(dòng)跟蹤功能，老人在下車活動(dòng)的時(shí)候，機(jī)器人車會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)行駛狀態(tài)跟在身后，一旦老人活動(dòng)完后又想坐下來，機(jī)器人車會(huì)自動(dòng)繞轉(zhuǎn)到老人身后貼近身體停下。這一人性化的設(shè)計(jì)讓現(xiàn)場(chǎng)的評(píng)委和觀眾豎起了大拇指，但更大的驚喜還在后頭。

侯文超繼續(xù)介紹道：“老年人記憶能力較差，有時(shí)還會(huì)忘記回家的路，這點(diǎn)我們也考慮到了。在芯片設(shè)計(jì)上安裝了一個(gè)定位裝置，老人坐上這輛機(jī)器人車出門前只需一鍵設(shè)定家的位置，不論老人前往何處，指針始終指向家的方向，這樣就再也不怕老人迷路了。”目前這項(xiàng)助老機(jī)器人車設(shè)計(jì)已經(jīng)申請(qǐng)了國(guó)家專利，他們希望能運(yùn)用到企業(yè)生產(chǎn)上，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，輔助老人的生活。“當(dāng)然還有一些細(xì)節(jié)有待進(jìn)一步改善，比如目前來看這輛助老機(jī)器人車的爬坡能力一般，如果是較大的斜坡還需借助外力。”

自動(dòng)停車收費(fèi)機(jī)器人

操作簡(jiǎn)單節(jié)省人力

還有學(xué)生將目光盯住了日益嚴(yán)重的停車難一事，并設(shè)計(jì)了自動(dòng)停車收費(fèi)機(jī)器人。青島大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院大三學(xué)生王東東介紹說，當(dāng)車主將車輛停至車位時(shí)，光電感應(yīng)開關(guān)將停車信號(hào)傳遞至咪表，咪表計(jì)時(shí)開始，當(dāng)超過規(guī)定免費(fèi)停車時(shí)間后，咪表將開始計(jì)費(fèi)。與此同時(shí)，咪表將信號(hào)傳遞給輪胎卡固機(jī)構(gòu)，將輪胎鎖死。車主提車時(shí)需打卡繳費(fèi)，繳費(fèi)后咪表將已繳費(fèi)信息傳遞給輪胎卡固機(jī)構(gòu)，使其將輪胎釋放，裝置復(fù)位，該過程結(jié)束。

“我們的設(shè)計(jì)將機(jī)械結(jié)構(gòu)與電子結(jié)構(gòu)相結(jié)合，每種結(jié)構(gòu)之間可通過錐齒輪光軸等進(jìn)行鏈接和動(dòng)力傳輸，并且可進(jìn)行自由轉(zhuǎn)換，操作簡(jiǎn)單，使用維修方便。另外用機(jī)器代替人力，不僅節(jié)省了人力，而且可有效解決人工收費(fèi)存在的問題。”王東東說。但是也有評(píng)委注意到該項(xiàng)設(shè)計(jì)沒有考慮到露天設(shè)備的安全性，很容易出現(xiàn)偷盜現(xiàn)象，此外刷卡繳費(fèi)系統(tǒng)如何安全設(shè)置及維護(hù)也需要進(jìn)一步考慮。