天降之咎

杨铎等

机器人是集物理结构、电学、数学计算学、通用技术模型制作工程学、计算机语言编程学等为一体自动控制的典型代表，它既含软件编程也含硬件开发，是一个非常好的培养我们综合素质和解决问题能力的学习工具。

一、准备任务

我们从《第十四届甘肃省中小学机器人比赛培训文件》中了解了今年的竞赛主题——机器人工程挑战赛——天降之咎。

在老师的指导下，刘曈和张哲根据视频截图搭建场地，接着我们通过网络获取了有关天降之咎的相关素材，观摩了相关的视频资料，为课题的确立和完成任务研究打好了基础。

二、分析整合任务

竞赛共有19个需要完成的任务，而比赛时间仅有150秒，这对参赛者来说是一项非常艰巨的挑战。我们在商议后认为，要想在这么短的时间内完成任务，只有尽可能地将任务整合。

根据任务的具体要求，首先要设计一个综合性功能好的机器人小车，然后将场地上的任务按地理方位、完成动作进行区域划分确定机器人行走路线，并根据确定的路线，将所有任务整合为4至5个大的线路项目，这样就能简化机器人的手动操作时间，提高完成效率。

经过实践操作以及流程设计，我们最后将任务分为五大线路块。

1.打树枝+拉宠物回基地。

2.改变机器人装备，将运输车、救护车推到蓝区+推倒东面黄色建筑物+将三层建筑物、供给设备、人物拉回基地+抬高房屋，以利于后面的任务顺利完成。

3.将三层建筑物建成五层建筑物推到粉红区+推起安全标志+拉回供给设备（音响、收音机、燃料）+打掉海啸。2、3两项路线任务综合性比较强又相互联系，之所以这么安排，主要考虑机器人的行走路线和任务的具体要求。

4.将宠物、小人、水等供给设备运输到红区+打飞机。考虑机器人的高度、动力因素、场地的行走路线，将打飞机安排在这一阶段。

5.最后机器人通过四轮驱动跨越障碍物到达红区，而不需要再返回基地，从而做到以最简单的机器人完成最难的任务。

三、小车搭建及任务完成进度

根据小组成员的不同特点，我们决定两人一组设计一个搭建方案，进行测试后再决定最终参赛完成任务的机器人小车。

第一辆小车是由张哲、刘曈两位同学搭建，在任务装备上很不完善，完成任务准确率低。

第二辆小车由张哲、姚珑和杨铎三位同学研究设计，考虑到需跨越障碍物，他们搭建了一辆履带式小车，但它的速度太慢，延长了完成任务规定的时间。

总结前两辆车各自的优缺点后，我们设计搭建了一辆齿轮传动四轮驱动车，应用齿轮传动整体固定，搭建在小车的前部，经测试，其稳定性、驱动速度都不错，走直线也可以，但转弯时会偏离赛道，而且由于装备不能更换，个别任务无法完成。

做第四辆小车时，我们请教了老师，又观看了国外有关机器人的视频，对前面三辆车存在的问题探讨研究后，又重新设计搭建了一辆具有齿轮加链条传动的小车。它可以更换装备，大大提高了完成任务的效率。

但在编程测试任务时，我们又发现了新问题——转弯处单轮打滑准确度不高。经过反复测试，我们最终将小车两边的驱动单轮改为双轮，增加了车轮的着地面，使小车在转弯处能稳定转向定位，顺利完成下面的任务。这就是我们现在进行编程训练的第五个机器人。

接下来，姚珑、杨铎进行任务编程，张哲、刘曈进行场地试车，查找问题。这是一个单调枯燥而又困难重重的阶段，我们利用一周时间完成了五个线路的基本编程测试。为了在参赛中取得优异的成绩，又在开学后进行集中训练，完善路线任务的编程测试，让机器人的行走路线做到最优化，并能根据实践情况作出需求分析、找到问题的解决方案。

四、心得体会

因为时间和水平等诸多的原因，目前为止，任务的完成情况仍然不够理想。虽然失败总比成功多，但我们在每一次失败中吸取教训，在成功中收获了知识和喜悦。正如比赛宣传中说的那样：最重要的是有乐趣。

在设计制作过程中，我们接触了物理结构学、电子控制学，数学计算学、通用技术模型制作工程学、计算机语言编程学等，技术素养、动手能力和团队合作意识都得到不同程度的提升！（指导老师：许燕春）