社區天使

人類已經制造出能在陸地上行走的機器人，甚至面對崎嶇蜿蜒的山路和溝壑時，它們也無所畏懼，勇往直前；水下機器人也早已問世，在幽深的海底、寬闊的湖面，它們身似蛟龍，劈波斬浪。然而，人們最向往的藍天卻鮮有機器人的身影。

電影《變形金剛》給我們帶來強烈視覺震撼的同時，也給了我們啟迪：讓機器人飛起來就不會受陸地、水面各種復雜情況的影響，從而迅速、及時地到達人類指定的地點完成各種工作。

當然，在社區為人類服務的機器人也絕不能像《變形金剛》里的機器人那樣霸氣十足，而應當是一個個體貼入微的“天使”。

因此，我們計劃制作一個溫順而又能給人以安全感、具有飛行功能的社區志愿者機器人。

一、項目簡要

我們設計的社區志愿者機器人有以下特點：

1.可以作為救援機器人，不受各種復雜路面環境的影響，在水、陸、空三維空間實施救援。

2.可以作為軍用機器人，在不同環境的戰場實施軍事行動。

3.可以作為日常社區志愿者機器人，在社區內執行安保、巡邏、輔助供電、助老助殘等工作，以此為社區人民服務，提高社區人民的生活質量。根據創意，我們計劃將機器人設計為一個組合體。

二、研制過程

1.利用樂高機器人套裝，根據鳥和昆蟲的翅膀同時上下扇動的特點，用兩個大小相同、相對咬合的齒輪連接兩個連桿，齒輪在馬達的帶動下，對向等速轉動，從而帶動連桿同時上下運動。

把連桿的另一端分別與風箏的兩個翅膀牢牢地固定在一起，帶動左右兩個翅膀同時上下扇動，“天使”就可以飛起來了。

我們利用RCX作為“大腦”實現對馬達的調控，再用樂高機器人組件安裝一個具有兩個馬達驅動的機器人，通過觸動調節來調整機器人的前進、后退、轉彎等。再用樂高組件拼裝一個機器手裝在機器人身上，使其具有抓取物品的功能，又安裝一個攝像頭作為“眼睛”，最后將“翅膀”與機器人結合，具有飛行功能的社區志愿者機器人就誕生了！我們將它命名為“天使一號”。

2.經過網上查詢，發現原來我們制作的是一種名為“撲翼機”的機械，早在飛機發明之前就已經有人探索，如今人們仍在探究中，因為撲翼機是模仿鳥和昆蟲的飛行，在很多空間領域有著現代飛機無法比擬的優點。

由于撲翼機目前仍然停留在實驗研究階段，因此我們做這個作品確實有極大的難度。在接下來的探究中，我們要在“天使一號”的基礎上進行大幅改進，使之飛行時更靈活。

在查詢中我們又發現網店里有很多飛行器玩具出售，其中一些改變了現有飛機航模的樣式，具有獨特的飛行特點。這讓我們眼前豁然一亮——如果將這種飛行器改進作為“天使二號”社區機器人的飛行“天使”，一定會更適合在社區環境中使用。

于是，我們網購了幾款飛行器，選出理想的一款進行改進，形成“天使二號”社區志愿者機器人。

為了讓機器人更好地為社區服務，我們為機器人做了以下設計：

（一）陸地

1.在社區的道路上，它可以自由行進，利用機械手為人們服務。

2.為了方便夜間工作，我們安了一個車燈用來照明。

3.將裝載飛行器的車廂改造成一個臨時工作臺，為人們提供便利。

4.設計太陽能發電器，將太陽能轉換成電能作為社區的輔助能源。

（二）空中

我們選擇的飛行器模型可以搭人載物，也可為居住在高樓行動不便的老年人、殘疾人提供傳遞物品等幫助，提高社區人民的生活質量。

（三）水上

我們為機器人設計了水上行駛的功能——安裝可裝卸的氣囊和波輪后，就可以在水上自由行駛了。

通過實踐檢驗，“天使二號”具有水、陸、空三棲功能，不僅在地面具有較好的工作能力，附帶的氣囊充氣后作為氣墊可以在水上行進，飛行器獨特的飛行方式可以讓其在城市樓宇間自由飛行，安全性很高。

三、改進與完善的設想

1.由于受到學校實驗條件的限制，我們選取的搭建材料是老版樂高機器人9794套裝，盡管其特有的積木塊組件在很多方面有著無法比擬的優點，可在搭建過程中還是遇到了一些困難。如：積木塊組件結合牢固性不理想，為了保證牢固性就得多用幾個板塊加固，增大了作品的體積和重量，加大了馬達的負擔，影響機器人的速度和靈活性。

2.我們在制作“天使一號”和“天使二號”的過程中都遇到了很多難題，其中如何克服各種阻礙讓其自由飛翔是最主要的難題。在接下來的探索與研究中，我們將以此為目標，使第三代作品“天使三號”有更好的表現。

3.各方面資料顯示撲翼機具有現代各種飛機無法比擬的優越性，但由于種種原因人們還無法突破一些難關，讓撲翼機在天空中自由翱翔。如果有機會，我們還會再次對它進行研究。

四、總結與展望

通過實踐摸索和查閱資料，我們深知具有飛行功能的社區志愿者機器人從研制到實際使用還有一段漫長的路要走，還有很多問題有待解決。例如：

1.具有飛行功能的社區志愿者機器人在飛行中如何更加穩定？

2.在不同的氣候環境下能否自如飛行？

3.如何在高樓林立的空中自由穿梭？

4.如何在飛行過程中工作？

5.飛行狀態下的機器人能量消耗很高，如何減少能耗，節約能源？

盡管存在很多問題，但社區志愿者機器人獨有的優勢必將成為今后機器人研究應用的熱點。