機(jī)器人創(chuàng)意比賽主題解讀：我的飛天夢
第9屆中國青少年機(jī)器人競賽機(jī)器人創(chuàng)意比賽的主題為：我的飛天夢。
主題簡介
中華民族從遠(yuǎn)古時代就有飛天的夢想。今年神七升空，完成了太空行走，實(shí)現(xiàn)了從艙內(nèi)轉(zhuǎn)向艙外活動的重大跨越。明年，中國青少年研發(fā)的小衛(wèi)星也計(jì)劃沖天，直指茫茫蒼穹，為神七的伴飛衛(wèi)星送去一位新伙伴。這些契機(jī)為青少年機(jī)器人愛好者提供了創(chuàng)意設(shè)計(jì)的主題框架，點(diǎn)燃他們實(shí)現(xiàn)“我的飛天夢”的激情。
課題研究
通常人們也把航天器看成機(jī)器人家族的一個成員。在機(jī)器人創(chuàng)意前期，同學(xué)們需要開展對神七問天全過程的課題研究。將起飛、箭船分離、太陽電池帆板展開、軌道艙與工作艙之間的變換、出艙行走、操作固體潤滑材料、衛(wèi)星釋放和伴飛、視頻音頻信號傳輸、返回艙著陸等技術(shù)環(huán)節(jié)中的若干個組合起來，用作品的形式加以表述，或者基于機(jī)器人的介入，突顯一個或多個創(chuàng)意點(diǎn)，設(shè)計(jì)新的解決方案。
實(shí)際上，課題研究的視野可以更廣闊一些。因?yàn)闄C(jī)器人在航天方面還有許多其他應(yīng)用。
空間機(jī)器人大致分為軌道機(jī)器人和行星機(jī)器人。前者在失重條件下置身于宇宙飛船的內(nèi)部或外部實(shí)施作業(yè)，于是相應(yīng)地有艙內(nèi)機(jī)器人和艙外機(jī)器人之分。后者從行星著陸器中分離出來，完成星球表面的行走和探測任務(wù)。
艙內(nèi)機(jī)器人通常完成程序化作業(yè)，如為實(shí)驗(yàn)臺更換零部件、操作試件等。
艙外機(jī)器人暴露在宇宙環(huán)境中，作業(yè)任務(wù)有裝配、設(shè)備更換、檢查、衛(wèi)星回收等。由此分為起重型（操作大型對象物，如航天飛機(jī)和太空站機(jī)械手）、精密作業(yè)型（進(jìn)行細(xì)微作業(yè)）、自由飛行型（如艙外攝像機(jī)器人）等幾類。
自由飛行機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)真正意義上的太空傲游。為了釋放或捕捉太空浮游物，它必須完成對象物的探索、識別、相對距離和速度的測定、運(yùn)動物體狀態(tài)的估計(jì)等。技術(shù)上的困難在于失重狀態(tài)下的運(yùn)動控制問題，以及如何避免碰撞，減少推進(jìn)劑消耗等。
行星機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用如在1967年、1968年實(shí)施阿波羅計(jì)劃時在月球著陸的Surveyor3號、7號。1976年在火星著陸的Viking1號、2號。1997年在火星上著陸的Micro-Rover Sojourner等。該機(jī)器人外形尺寸63×48×28cm，質(zhì)量11kg，浮動轉(zhuǎn)向懸掛系統(tǒng)6輪獨(dú)立驅(qū)動，可跨越與車輪直徑（13cm）相當(dāng)?shù)恼系K物。為了便于高溫沙地行走，車輪采用鋼絲網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最高行進(jìn)速度0.4m/min，探測半徑10m，名義壽命7天。
美國在2003年6月和7月分別發(fā)射Spirit和Opportunity，其上各搭載1臺火星探索機(jī)器人，長1.6m、質(zhì)量174kg、最大速度5cm/s、工作壽命90天。
上述行星機(jī)器人多數(shù)都搭載了機(jī)械臂，它們被賦予土壤取樣、巖土分析，水份尋找、生命跡象調(diào)查等任務(wù)。
確認(rèn)其中你所感興趣的空間機(jī)器人，設(shè)想你接受了某個星球的探測任務(wù)，或者接受了在艙內(nèi)借助機(jī)器人實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，對此創(chuàng)建一個作品方案，表達(dá)一個或多個創(chuàng)新點(diǎn)，或者對現(xiàn)存的解決方案加以改進(jìn)。
