









近年来新冠肺炎疫情在当今人类世界造成了极其深刻的社会影响,青少年户外活动减少,使得孩子们很少去可以接近野生动物的公共场所—动物园,孩子们对动物生活习性的了解少于不同时代的同龄人。通过网上查阅、实地调查、小区和校园走访得知,仿生机械动物对青年以及幼年孩子的吸引力较大,具有非常好的市场前景。如今国内外仿生机械装置价格昂贵,控制系统复杂,需要在家人甚至技术人员在场的情况下才能使用。不方便与幼年和青少年的互动,且增加了仿生动物机械装置的成本,市面上仿生动物的价格使得一般家庭难以承受,则此研究不仅可以帮助孩子了解野生动物,对于国家的科研也是一份举足轻重的贡献。
本作品通过多个舵机配合连杆机构驱动腿部连杆实现腿部的两自由度动作,利用平行四边形的连杆机构,由连接大腿和小腿的舵机带动连杆配合特定的程序进行往复运动实现走路的动作。由舵机带动连杆,使腿部收缩伸展实现蹲、趴、扑等动作,颈部利用四连杆机构,通过舵机转动,带动连杆小幅度摆动实现本作品点头的姿势,舵机直接连接头部实现摇头的动作。尾部直接连接舵机,舵机小幅度摆动模仿老虎摇尾巴的动作。
仿生机构运用了单片机控制系统,计算运动节拍,将电信号转化为对各舵机的驱动电路实施控制(速度、转向),驱动舵机运转。舵机配合连杆机构,实现设备的运动与动作实现。使用者可体验语音控制和APP控制两种控制方式,多套程序的分级执行体现了智能一体的理念,装置可通过单片机控制舵机转速、角度,为选择最稳定、最适合机械结构的运动速度。蓝牙模块将作品可实现的多种动作和功能集成到手机上,实现APP操作,方便操作,避免了环境不合适的情况下使用。
仿生智能机械虎机械结构稳定、抗干扰力强、价格低廉,两种控制方式体现了智能一体的理念,程序严密的周期性运作以及舵机的速率可调也为作品可实现的动作提供了更多可能;结构简易、控制方便;并使用双层支架板,增加本作品在运行过程中的稳定性,语音控制操作机械虎更加智能化;并可通过语音控制实现与本作品的互动,超声波避障保障了使用时的安全性,也可通过安装在作品前方的摄像头,利用APP进行远距离控制;后来经过上网查询,带着作品回到社区进行街道走访,孩子们很喜欢本团队的作品,本作品推广价值高且机械结构安全、控制稳定、智能。实现了与孩子们交互的目的。机械结构原材料的选择,为本作品节约许多成本;控制部分设置了严密而又准确的程序,周期性的运行保证了仿生机械运行的稳定;并且我们的仿生机械结构精巧,质量优,可以为大多数儿童与青少年所接受。
本作品历经3代研发,在20年11月进行立项。完成图纸设计,21年1月份完成主题为结构。3月完成一代产品,并进行社区调研。在21年三月完成二代图纸设计,六月完成主体结构,九月结束二代产品制作过程。在11月研发的过程中,作品基本成型。之后进行市场社会调研.在制作第三代时,同学们和老师给予我们建议意见,针对专项问题,进行修改升级。于22年三月完成3代作品,并进行社区走访,反馈良好。
团队借助第二课堂通过大创项目,融合机器人工程,智能制造工程,对嵌入式、c语言、机械设计、机械加工进行讲解培训,把嵌入式简单的模块进行二次开发,多种模块进行互相配合,2022年上半学期共培训学生89人,培训学时120学时.项目研发工程中充分使用智能技术,结合各类设计软件,以需求寻方法解决问题,充分体现了智能技术的应用。在未来我们将继续加大研发力度,使智能技术更加完善,使更多的人们通过我们的产品了解智能技术,也希望我们能够在未来发展中做出贡献,用我们所学为十四五规划贡献一份力量,为中国制造2025助力。