便于攜帶的折疊椅

1、組員：譚一帆組員：譚一帆 譚可夫譚可夫 馬澎濤馬澎濤 指導(dǎo)老師：劉光指導(dǎo)老師：劉光研究時(shí)間：研究時(shí)間：2010年年9月月2011年年3月月 【摘要【摘要】我們經(jīng)常遇到這樣的情況：出門在外走累我們經(jīng)常遇到這樣的情況：出門在外走累的時(shí)候，很想找個(gè)地方休息，可是凳子上坐滿了的時(shí)候，很想找個(gè)地方休息，可是凳子上坐滿了人，隨便坐下又覺得不舒服；記者在攝像過程中人，隨便坐下又覺得不舒服；記者在攝像過程中有時(shí)要用到滑動(dòng)軌道，但軌道體積大，不方便架有時(shí)要用到滑動(dòng)軌道，但軌道體積大，不方便架設(shè)設(shè)類似的情況很多，人們也發(fā)明了一些便于類似的情況很多，人們也發(fā)明了一些便于攜帶的折疊椅之類的作品來解決隨時(shí)就座的問攜帶的

2、折疊椅之類的作品來解決隨時(shí)就座的問題，但問題依舊。究其原題，但問題依舊。究其原因，還是沒有一款真正符因，還是沒有一款真正符合人們要求的椅子，于是合人們要求的椅子，于是我們就考慮設(shè)計(jì)一種便攜我們就考慮設(shè)計(jì)一種便攜式工具，能解決人們隨時(shí)式工具，能解決人們隨時(shí)就座的問題，經(jīng)過反復(fù)思就座的問題，經(jīng)過反復(fù)思考和設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)了考和設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)了 “休憩隨身貼休憩隨身貼”這個(gè)作品，這個(gè)作品，很好地解決人們出門時(shí)隨很好地解決人們出門時(shí)隨時(shí)隨地休息的問題時(shí)隨地休息的問題1、研究思路、研究思路 為了很好地解決問題，我們考慮利用機(jī)器人來解決。為了很好地解決問題，我們考慮利用機(jī)器人來解決。設(shè)計(jì)的基本思路如下：設(shè)計(jì)

3、的基本思路如下： 首先是運(yùn)用樂高器材搭建一個(gè)框架，其中包括以下首先是運(yùn)用樂高器材搭建一個(gè)框架，其中包括以下幾個(gè)組成部分：凳面、支撐支架、收放支架、方向控幾個(gè)組成部分：凳面、支撐支架、收放支架、方向控制器、主機(jī)、傳動(dòng)裝置等。制器、主機(jī)、傳動(dòng)裝置等。 然后通過編程的方式來控制機(jī)器人的運(yùn)行，查找其然后通過編程的方式來控制機(jī)器人的運(yùn)行，查找其規(guī)律，觀察其收放時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，傳動(dòng)裝置的動(dòng)力輸出規(guī)律，觀察其收放時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，傳動(dòng)裝置的動(dòng)力輸出情況，記錄方向控制的靈敏度，全部完成后進(jìn)入下一情況，記錄方向控制的靈敏度，全部完成后進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。 再在上述步驟的基礎(chǔ)上，對(duì)作品各部分組成及功能再在上述步驟的基礎(chǔ)上，

4、對(duì)作品各部分組成及功能進(jìn)行細(xì)化和強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)進(jìn)行細(xì)化和強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)“隨身貼隨身貼”的折疊與展開，能的折疊與展開，能讓人馬上舒服的休息；同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)輔助功能，就是讓人馬上舒服的休息；同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)輔助功能，就是通過芯片的控制，可以讓作品在平地上能平穩(wěn)滑動(dòng)前通過芯片的控制，可以讓作品在平地上能平穩(wěn)滑動(dòng)前行，而且其方向可以隨時(shí)調(diào)節(jié)。行，而且其方向可以隨時(shí)調(diào)節(jié)。 2 2、機(jī)器人搭建、機(jī)器人搭建在搭建方案商討時(shí)，我們本來想做一個(gè)類似辦公室椅子的三角支架，在搭建方案商討時(shí)，我們本來想做一個(gè)類似辦公室椅子的三角支架，也可以自由調(diào)控方向，但三個(gè)方向的支架與方形底盤不好相連，即使也可以自由調(diào)控方向，但三個(gè)方向的支架與

5、方形底盤不好相連，即使勉強(qiáng)搭起來也會(huì)穩(wěn)定性差，而且體型也會(huì)較大，所以底盤的設(shè)計(jì)是一勉強(qiáng)搭起來也會(huì)穩(wěn)定性差，而且體型也會(huì)較大，所以底盤的設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（1 1）底盤設(shè)計(jì)）底盤設(shè)計(jì)我們用器材搭了一個(gè)方形底盤，后來又在底盤四個(gè)方向上各安一個(gè)支我們用器材搭了一個(gè)方形底盤，后來又在底盤四個(gè)方向上各安一個(gè)支架，裝上輪子。這樣雖然可以在一定程度上增強(qiáng)穩(wěn)定性，也可以由四架，裝上輪子。這樣雖然可以在一定程度上增強(qiáng)穩(wěn)定性，也可以由四個(gè)方向行進(jìn)，但問題是我們的輪子是裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的，如果用我們器個(gè)方向行進(jìn)，但問題是我們的輪子是裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的，如果用我們器材中的輪子，便只能被馬達(dá)所固定，就只能走一材中

6、的輪子，便只能被馬達(dá)所固定，就只能走一個(gè)方向，如此，當(dāng)作品向前移動(dòng)時(shí)，左右方向的輪個(gè)方向，如此，當(dāng)作品向前移動(dòng)時(shí)，左右方向的輪子便不能動(dòng)。經(jīng)過討論，我們最終決定在前后方向子便不能動(dòng)。經(jīng)過討論，我們最終決定在前后方向上裝上支架和輪子。上裝上支架和輪子。在制作上半部分時(shí)，我們想到要將主機(jī)安裝上去。在制作上半部分時(shí)，我們想到要將主機(jī)安裝上去。但主機(jī)太重，如果安在四周則會(huì)重心偏移，且不易但主機(jī)太重，如果安在四周則會(huì)重心偏移，且不易安裝，所以改成了以個(gè)四棱柱框架，將主機(jī)放入其安裝，所以改成了以個(gè)四棱柱框架，將主機(jī)放入其中，且靠近底盤以降低重心，這樣在安裝更容易，中，且靠近底盤以降低重心，這樣在安裝更容易

7、，也好看些。搭完框架后，便做了一個(gè)大板子當(dāng)?shù)拭?，也好看些。搭完框架后，便做了一個(gè)大板子當(dāng)?shù)拭?，固定好。固定好。?）方向控制設(shè)計(jì)）方向控制設(shè)計(jì)我們需要隨時(shí)改變方向，便不得不安裝觸碰傳我們需要隨時(shí)改變方向，便不得不安裝觸碰傳感器或光電傳感器，給主機(jī)傳遞信號(hào)。原本構(gòu)感器或光電傳感器，給主機(jī)傳遞信號(hào)。原本構(gòu)想是在四棱柱框架上的四條棱上各安裝一個(gè)光想是在四棱柱框架上的四條棱上各安裝一個(gè)光電傳感器，電傳感器，4個(gè)光電傳感器各控制一個(gè)方向。個(gè)光電傳感器各控制一個(gè)方向。這種想法雖好，但對(duì)于編程的同學(xué)來說太過困這種想法雖好，但對(duì)于編程的同學(xué)來說太過困難，所以不得不另換思路。難，所以不得不另換思路。后來通過小組

8、討論，我們得出一條方案，便是后來通過小組討論，我們得出一條方案，便是在底盤下部制作一個(gè)方向盤，控制前在底盤下部制作一個(gè)方向盤，控制前2個(gè)輪子個(gè)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)，并要改出來便于使用者操作，而后的轉(zhuǎn)動(dòng)，并要改出來便于使用者操作，而后2個(gè)輪子則依靠馬達(dá)提供的動(dòng)力向前驅(qū)動(dòng)，隨后在板面下左右兩邊各個(gè)輪子則依靠馬達(dá)提供的動(dòng)力向前驅(qū)動(dòng)，隨后在板面下左右兩邊各安裝一個(gè)觸碰傳感器，控制整個(gè)機(jī)器的運(yùn)行方向。安裝一個(gè)觸碰傳感器，控制整個(gè)機(jī)器的運(yùn)行方向。這個(gè)過程耗費(fèi)了相當(dāng)長的時(shí)間：在安裝方向盤時(shí)，因?yàn)榉较虮P控制這個(gè)過程耗費(fèi)了相當(dāng)長的時(shí)間：在安裝方向盤時(shí)，因?yàn)榉较虮P控制前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，而且是在底盤下部固定方向盤，而方向盤又要

9、引前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，而且是在底盤下部固定方向盤，而方向盤又要引出來，所以只能從后方引出，而從正后方這出會(huì)使使用者很不方便；出來，所以只能從后方引出，而從正后方這出會(huì)使使用者很不方便；又考慮從右后方引出，這雖然可行，但拼裝過程很是困難，我們找又考慮從右后方引出，這雖然可行，但拼裝過程很是困難，我們找了許多元件都不合適，方向盤要轉(zhuǎn)動(dòng)，而引出來的方向和底盤下部了許多元件都不合適，方向盤要轉(zhuǎn)動(dòng)，而引出來的方向和底盤下部固定的方向不同，要使固定的地方中的棍子轉(zhuǎn)動(dòng)，必須在轉(zhuǎn)折點(diǎn)找固定的方向不同，要使固定的地方中的棍子轉(zhuǎn)動(dòng)，必須在轉(zhuǎn)折點(diǎn)找一個(gè)合適的元件，通過不懈努力，我們克服了這一困難一個(gè)合適的元件，通過不懈

10、努力，我們克服了這一困難。（3）功能設(shè)計(jì)）功能設(shè)計(jì)在基本的大體構(gòu)型制作好后，可以說作品的大部分已經(jīng)在基本的大體構(gòu)型制作好后，可以說作品的大部分已經(jīng)完成，現(xiàn)在已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)休憩隨身貼的功能了。不過我完成，現(xiàn)在已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)休憩隨身貼的功能了。不過我們還是考慮到不同的人群適用的高度不同，所以我們還們還是考慮到不同的人群適用的高度不同，所以我們還增加了一項(xiàng)任務(wù)，使機(jī)器能升高降低。開始時(shí)我們還無增加了一項(xiàng)任務(wù)，使機(jī)器能升高降低。開始時(shí)我們還無靈感，不知如何下手。不過我們無意間看到了一件作品靈感，不知如何下手。不過我們無意間看到了一件作品-升降房屋，頓時(shí)興奮起來。我們依照升降房屋的結(jié)構(gòu)升降房屋，頓時(shí)興奮起來

11、。我們依照升降房屋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，仿照了一個(gè)升降器，裝在主機(jī)和板面之間，方便特點(diǎn)，仿照了一個(gè)升降器，裝在主機(jī)和板面之間，方便人們升降高度，到達(dá)自己滿意的高人們升降高度，到達(dá)自己滿意的高度。在綜合分析和討論過程中，度。在綜合分析和討論過程中，我們綜合了一些優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，我們綜合了一些優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，如盡量縮小支架與底盤的夾角，如盡量縮小支架與底盤的夾角，減小張開程度，使作品體型小巧減小張開程度，使作品體型小巧靈活等，在經(jīng)過不斷修改完善后，靈活等，在經(jīng)過不斷修改完善后，最終搭建出符合適合的方案。最終搭建出符合適合的方案。3、程序部分、程序部分（背景即是部分程序展示）（背景即是部分程序展示）為了讓我們

12、的作品能夠順利的運(yùn)動(dòng)起來，還必須給它加載為了讓我們的作品能夠順利的運(yùn)動(dòng)起來，還必須給它加載“智能智能”，而，而這個(gè)智能則是通過電子程序編輯地方式來實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過小組內(nèi)部的討論，這個(gè)智能則是通過電子程序編輯地方式來實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過小組內(nèi)部的討論，并綜合了指導(dǎo)老師給出的建議，我們選用了并綜合了指導(dǎo)老師給出的建議，我們選用了nxt的智能主機(jī)控制端，再的智能主機(jī)控制端，再結(jié)合我們這項(xiàng)作品的便于輸入指令的實(shí)際需要，選用了紅外線光感測(cè)試結(jié)合我們這項(xiàng)作品的便于輸入指令的實(shí)際需要，選用了紅外線光感測(cè)試儀與主機(jī)配合的形式，來完成信息的輸入和主機(jī)指令輸出的目標(biāo)。在程儀與主機(jī)配合的形式，來完成信息的輸入和主機(jī)指令輸出的目

13、標(biāo)。在程序編輯過程中由于最初計(jì)劃由序編輯過程中由于最初計(jì)劃由4個(gè)紅外線光感測(cè)試儀分別接收前、后、左、個(gè)紅外線光感測(cè)試儀分別接收前、后、左、右四個(gè)信息，而右四個(gè)信息，而nxt程序控件中只能執(zhí)行程序控件中只能執(zhí)行“一列一列”數(shù)據(jù)，而不能同時(shí)接數(shù)據(jù)，而不能同時(shí)接收并處理收并處理4個(gè)數(shù)據(jù)。這樣就導(dǎo)致了在程序編輯過程中過于繁瑣的程序路線。個(gè)數(shù)據(jù)。這樣就導(dǎo)致了在程序編輯過程中過于繁瑣的程序路線。在意識(shí)到這個(gè)問題之后，我們并未急于動(dòng)手，而是在書面上詳細(xì)的討論在意識(shí)到這個(gè)問題之后，我們并未急于動(dòng)手，而是在書面上詳細(xì)的討論了程序各個(gè)功能區(qū)和它們之間的銜接部分，在進(jìn)過基本演算之后我們?cè)倭顺绦蚋鱾€(gè)功能區(qū)和它們之間的

14、銜接部分，在進(jìn)過基本演算之后我們?cè)俅芜M(jìn)行了整個(gè)程序的編輯。編輯完成后，在機(jī)器上進(jìn)行實(shí)際檢驗(yàn)操作時(shí)，次進(jìn)行了整個(gè)程序的編輯。編輯完成后，在機(jī)器上進(jìn)行實(shí)際檢驗(yàn)操作時(shí)，由于程序的各個(gè)判斷部分過多，導(dǎo)致了系統(tǒng)停頓時(shí)間過長，使得整個(gè)機(jī)由于程序的各個(gè)判斷部分過多，導(dǎo)致了系統(tǒng)停頓時(shí)間過長，使得整個(gè)機(jī)器在運(yùn)行上極不流暢，最后在老師的建議之下，我們改進(jìn)了整個(gè)作品的器在運(yùn)行上極不流暢，最后在老師的建議之下，我們改進(jìn)了整個(gè)作品的設(shè)計(jì)，并將光控傳感器改為對(duì)信息更敏感且更便于操作的觸控傳感器，設(shè)計(jì)，并將光控傳感器改為對(duì)信息更敏感且更便于操作的觸控傳感器，隨著作品搭建方面的改變省去了管理左，右功能地兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)處隨著

15、作品搭建方面的改變省去了管理左，右功能地兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)處理量。在接下來的程序編制之中我們吸取了前一次失敗的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。理量。在接下來的程序編制之中我們吸取了前一次失敗的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)。首先從最基本的前后運(yùn)動(dòng)開始，再考慮實(shí)際情況需要逐步添加子程序，首先從最基本的前后運(yùn)動(dòng)開始，再考慮實(shí)際情況需要逐步添加子程序，最后程序由簡到繁基本實(shí)現(xiàn)了前期對(duì)作品的各類需求。最后程序由簡到繁基本實(shí)現(xiàn)了前期對(duì)作品的各類需求。四、作品驗(yàn)證四、作品驗(yàn)證 經(jīng)過反復(fù)的修改和加載經(jīng)過反復(fù)的修改和加載“智能智能”，我們將作品制作出來，并進(jìn)，我們將作品制作出來，并進(jìn)行了驗(yàn)證，效果非常不錯(cuò)。我們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)便攜式工具，能很好地行了驗(yàn)證，

16、效果非常不錯(cuò)。我們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)便攜式工具，能很好地解決人們出門時(shí)隨時(shí)隨地休息的問題。解決人們出門時(shí)隨時(shí)隨地休息的問題。 這個(gè)作品在科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性方面還有如下特點(diǎn)：這個(gè)作品在科學(xué)性、先進(jìn)性和實(shí)用性方面還有如下特點(diǎn)：科學(xué)性：作品由樂高積木組件構(gòu)成，設(shè)計(jì)科學(xué)合理?？茖W(xué)性：作品由樂高積木組件構(gòu)成，設(shè)計(jì)科學(xué)合理。先進(jìn)性：運(yùn)用編程方式控制前進(jìn)方向，可以隨時(shí)更改控制方式和方先進(jìn)性：運(yùn)用編程方式控制前進(jìn)方向，可以隨時(shí)更改控制方式和方法。法。實(shí)用性：出門在外可以方便攜帶，可以在平地平穩(wěn)移動(dòng)。速度適宜，實(shí)用性：出門在外可以方便攜帶，可以在平地平穩(wěn)移動(dòng)。速度適宜，便于進(jìn)行場館的游覽和景點(diǎn)觀光。便于進(jìn)行場館的游

17、覽和景點(diǎn)觀光。創(chuàng)新點(diǎn)：方便攜帶，可在一定高度上進(jìn)行升降；在平地上可以平穩(wěn)創(chuàng)新點(diǎn)：方便攜帶，可在一定高度上進(jìn)行升降；在平地上可以平穩(wěn)移動(dòng)；移動(dòng)方向可以控制。移動(dòng)；移動(dòng)方向可以控制。 在此次活動(dòng)中，雖說在最后我們基本完成了作品，并在此次活動(dòng)中，雖說在最后我們基本完成了作品，并且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了發(fā)明最初的設(shè)想。但由于第一且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了發(fā)明最初的設(shè)想。但由于第一次接觸此類機(jī)器人的搭建，在許多方面仍顯稚嫩。應(yīng)次接觸此類機(jī)器人的搭建，在許多方面仍顯稚嫩。應(yīng)此在后續(xù)的討論中，小組成員就此在后續(xù)的討論中，小組成員就“休憩隨身貼休憩隨身貼”未來未來進(jìn)行了更遠(yuǎn)的規(guī)劃。首先我們可以通過觸動(dòng)傳感器控進(jìn)行了更遠(yuǎn)

18、的規(guī)劃。首先我們可以通過觸動(dòng)傳感器控制電機(jī)速度，從而控制機(jī)器人行走速度，使這個(gè)發(fā)明制電機(jī)速度，從而控制機(jī)器人行走速度，使這個(gè)發(fā)明創(chuàng)造更加人性化。而且通過編程使其可以解放使用者創(chuàng)造更加人性化。而且通過編程使其可以解放使用者的雙手，通過一次按鍵便可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的變化趨勢(shì)。的雙手，通過一次按鍵便可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的變化趨勢(shì)。這樣這樣“隨身貼隨身貼”便可以使用在記者在攝像過程中，幫便可以使用在記者在攝像過程中，幫助其進(jìn)行工作，也使得發(fā)明的多樣化得以體現(xiàn)。助其進(jìn)行工作，也使得發(fā)明的多樣化得以體現(xiàn)。 五、研究拓展五、研究拓展六、心得體會(huì)六、心得體會(huì)在機(jī)器人的研究發(fā)明中，我們遇到了許多困難，實(shí)驗(yàn)方案也幾在機(jī)器人的研究發(fā)明中，我們遇到了許多困難，實(shí)驗(yàn)方案也幾經(jīng)修改。在每次的徹底失敗前，大家都有點(diǎn)灰心，應(yīng)為每一個(gè)經(jīng)修改。在每次的徹底失敗前，大家都有點(diǎn)灰心，應(yīng)為每一個(gè)方案的制定與實(shí)施都耗費(fèi)了組員的大量時(shí)間與精力，但失敗是方案的制定與實(shí)施都耗費(fèi)了組員的大量時(shí)間與精力，但失敗是無情的我們?nèi)藦奈聪胍^放棄。在機(jī)器人的研發(fā)方面我們都無情的我們?nèi)藦奈聪胍^放棄。在機(jī)器人的研發(fā)方面我們都是新手，在一次次失敗后的總結(jié)中我們得到了提升，搭建技術(shù)是新手，在一次次失敗后的總結(jié)中我們得到了提升，搭建技術(shù)和編程技巧到得到了提高，而更重要的是這種發(fā)明思維