《科技创新与品牌》杂志社科技动态

用科技点燃奥运激情

十七大代表、工程院院士毛二可对作品现场指导十七大代表、工程院院士毛二可对作品现场指导


        10月13日,作为第三届海淀教育节的活动之一的首届“理工杯”海淀区中学生迎奥运综合实践——学术、科技创意作品竞赛在北京八一中学圆满落下帷幕。这次竞赛紧紧围绕2008年北京奥运会“绿色、科技、人文”的理念,突出学生主体参与性,以着重培养中学生创新精神、树立创新意识、提高创新能力为目标。此次活动从6月份开始筹备,在短短的三个月中,组委会受理申报作品就达到了100余件,其中包括学术论文和实物制作两种主要形式。这次活动将高等教育与普通教育对接,搭建了一座中学生科技活动的大平台。
        大赛评委会由各学科专家共同组成,十七大代表、中国工程院院士毛二可担任评委会主席,评委会依据作品的实际意义进行评判。最终,在自然科学论文、人文社会科学论文和科技发明创作三个大类的比赛中,“游泳池清洁机器人”和《中学生课外阅读状况的调查研究》脱颖而出,获得了大赛的特等奖,其他作品分获各类别一、二、三等奖。这次大赛的优秀作品展览也成就了第三届海淀教育节的一场科技创意“盛宴”。

        游泳池清洁机器人 > >

        随着现代人生活质量的提高,游泳已经成为很多人生活方式的一部分,因此,保持游泳池池底与池壁的清洁卫生是至关重要的。而目前许多游泳池都是采用人工清洁和自动水循环这两种清洁方式,造成了资源的浪费,来自人大附中的付元同学,想到了用机器人模仿鱼来完成游泳池清洁的任务,他的游泳池清洁机器人获得了这次竞赛的特等奖。
        水下机器人可以先将水吸入,通过过滤网将水中的杂质留在机器人体内,然后将干净的水还给游泳池。机器人底部有移动底盘,利用四个直流电机通过同步带独立驱动四个圆桶滚轮,实现机器人的清洁与移动功能。机器人的排水部分利用两个高速航模电机作为排水电机,将其分别安装在两个排水电机支架上,这两个支架由两个航机驱动,可以实现排水方向的变化。过滤网安装在机器人腔体内部,由高速电机排水作用使机器人腔体内部形成高负压,将池水吸入腔体内,经过滤网过滤,洁净的池水由高速电机排出。机器人的控制单元是利用单片机作为机器人控制芯片,接收控制手柄的控制信号,从而达到控制各电机转动的目的,实现机器人的运动。机器人在清洁过程中,能进行正常移动、正常清洁、加强清洁、爬壁清洁等动作。


遥控投球机器人遥控投球机器人


        遥控投球机器人 > >

        获得一等奖的北方交通大学附属中学的陈斯末、李逍然制作的遥控投球机器人也吸引了不少人的目光。
        遥控投球机器人全部使用金属材料制成,机器人硬件分为两大部分:第一部分为四轮驱动式底盘,功率强劲、控制灵活、有一定的越障能力;第二部分为三段机械臂及收放球装置,每段机械臂有较大的活动范围,第一段设有前后限位器,双电机驱动能提供较大的扭矩,第二段及收球装置可灵活控制完成收放球动作。收放球装置采用的 滚轮方式使工作效率更高。
        软件部分由vex控制器和六通道遥控器配合完成。在控制过程中对特定动作采用编程方式自动完成,机动动作分别设置通道人为遥控操作。
        遥控机器人由于采用了全金属框架结构和工程塑料齿轮传动技术,所以在工作中能够保持稳定的工作状态,提供必要的机械强度。Vex控制器和六通道遥控器由专用软件支持,编程方便、灵活,充分发挥了多通道遥控的优势功能。为了避免频率干扰,控制器和遥控器中的晶体震荡器为外置形,可随时改变。


机器人皮影戏机器人皮影戏


        机器人皮影戏 > >

        “看,孙悟空大战火麒麟!”循声看去,原来几个八一中学的同学在一块幕布后面操控着皮影,孙悟空活灵活现,一个跟头翻过去,围观者“啧、啧”赞美,又见火麒麟三次扑击,三次倒地,引起了大家的阵阵笑声。记者走近观看,原来皮影戏暗藏玄机,控制孙悟空身上的线绳并不是由人手操纵的,而是一个机器人。机器人皮影戏,堪称是高科技与古老文化的完美结合了。
        孙悟空的四肢由三个电机通过吊线的方式进行驱动,使之能和谐运动,麒麟更是经过精心设计,运用偏心轮轴进行驱动,使之在运动过程中有明显的扑击动作,更能体现麒麟凶猛的姿态。机器人皮影戏的出发点是发扬光大我们国家的古老文化,让更多的年轻人了解皮影戏,体会和感受皮影戏的美,从而进一步感受到我国传统文化的伟大。
        此次大赛共有20多所中学近百名同学参加,为了鼓励学生的创新积极性,提高学生的科学意识,大赛评委会基本上对每一项作品都给与了奖励,其中人大附中和101中学收获颇丰,得到了专家学者的一致好评。
        “理工杯”大赛的圆满落幕,凸显了海淀区中学科技教育的优势,展现了中学生在科技创新方面的优异成果。评审专家们对参评作品给出了很高的评价,表示绝大多数论文及实物作品体现了中学生们对科学发展观及创造和谐社会的自觉或不自觉地接受和理解,此次大赛以学术、科技创意作品竞赛的形式,在第三届海淀教育节期间向社会集中体现了海淀中学生的学术、科技创新能力。据悉,海淀区教委还会将“理工杯”竞赛办成每年一届的中学生科技创新主体性盛会,从而更加有效地促进海淀区中学生科技实践活动的蓬勃发展。