第一篇：慧魚創(chuàng)新學院特色課程與教學模型

在智能硬件與人工智能融合的時代，機器學習已經(jīng)成為主流。讓機器學會理解指令，并按照人的意愿去運轉(zhuǎn)，會給未來的工業(yè)創(chuàng)造巨大的契機。而實現(xiàn)機器自主學習的基礎(chǔ)，是讓機器接受并理解這些指令。在慧魚創(chuàng)新學院這些具有創(chuàng)造性的教學模型當中，學員們將需要通過會與特有的TXT控制器與ROBO PRO編程軟件去學會一些基礎(chǔ)的編程，從而打開程序?qū)W習的大門，迎接未來的人工智能時代。

慧魚創(chuàng)新學院的課程涉及光學、氣動、機械結(jié)構(gòu)、機械傳動、電子電路，邏輯編程，人工智能等跨學科融合的知識體系。通過探究原理到動手實踐，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力、創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作力、自信心、表達能力、專注力、思考力，引導(dǎo)學生完成創(chuàng)新方案的設(shè)計，項目的具體實施，作品的組裝調(diào)試與最終的升華和改造。

慧魚創(chuàng)意組合模型提供與STEM學科領(lǐng)域課程（如物理學，工程技術(shù)和自然科學）相關(guān)的主題，并幫助學生掌握機械和技術(shù)原理的基本知識。40種不同的模型被用來包括滑輪和起重機，齒輪，轉(zhuǎn)向，靜力學等等。簡單的機械零件可以用于自主與團隊合作中的學習，并且已經(jīng)成為許多學校的經(jīng)典選擇。

TXT控制器與其他慧魚創(chuàng)新學院的教具一樣都是于德國原裝進口，完全符合歐盟CE及中國3C質(zhì)量標準。TXT配套慧魚創(chuàng)新學院的ROBO PRO系統(tǒng)適合10歲及以上的孩子使用，如果有一定SCRATCH編程基礎(chǔ)也可提前上手。

ROBO Pro 軟件是慧魚創(chuàng)新學院針對 ROBO TXT 控制器、ROBO 接口板的編程軟件。使用流程圖式的圖框編程過程，用戶只需進行簡單的學習，加上已有邏輯思維能力，就可以輕易上手。

擁有先進的教具與編程軟件只是一個基礎(chǔ)，還需要科學的教學方法，讓學員們迅速有效地接受這些新的知識，并很好地融入到這個知識體系中?；埕~創(chuàng)新學院采用了先進的PBL教學授課模式，PBL教學法即Problem-Based Learning，是以問題為基礎(chǔ)，以醫(yī)學生為主體，以小組討論為形式，在輔導(dǎo)教師的參與下，圍繞某一醫(yī)學專題或具體病例的診治等問題進行研究的學習過程。PBL是以問題為導(dǎo)向的教學方法，是以學生為中心的教育方式。PBL教學法的優(yōu)點

(1)順應(yīng)時代的發(fā)展要求 PBL教學法在教學過程中以學生為主體，學生通過查找資料和討論來解決問題，鍛煉了學生的自學能力、解決問題的能力，并有效的開發(fā)了學生的潛力和創(chuàng)造力，這適應(yīng)了當今社會對創(chuàng)新型人才的需要。(2)調(diào)動學生的主動性和積極性 PBL教學中學生變被動學習為主動學習，學生通過自主學習以及組內(nèi)討論來解決問題，成為了課堂的主體，這提高了學生的學習興趣，調(diào)動了學習的積極性。

(3)提高學生的綜合素質(zhì) PBL教學形式多樣，突破了傳統(tǒng)的授課模式，既有課下的自主學習，又有課上的小組討論，這不但提高了學生的自學能力和解決問題的能力，也提高了學生的團隊協(xié)作能力以及溝通能力和表達能力，這有利于學生的個人發(fā)展，也適應(yīng)了了當代社會對綜合性素質(zhì)人才的需要。(4)提高學生對所學知識的運用能力打破了學科的界限，變學科式學習為系統(tǒng)式學習，鍛煉了學生自主學習的發(fā)散思維和橫向思維，這大大提高了學生對所學知識的運用能力。

時代總在不斷的發(fā)展，新的經(jīng)濟形勢，新的生產(chǎn)方式不斷地挑戰(zhàn)人們自主學習的能力。Google早就已經(jīng)指出，人工智能是未來的主流，并早已開放TensorFlow機器學習語言的代碼，供全世界去學習機器語言，學習人工智能。在鼓勵編程，鼓勵機器與人工結(jié)合的道路上，發(fā)達國家的經(jīng)驗值得我們借鑒?；埕~創(chuàng)新學院，就是一個鮮明的例子，它來自德國，將為我們開辟出新的天地。

第二篇：慧魚模型感想

這個暑假留校學習，我感覺真的獲益匪淺，這真得歸功于基地開放式實驗教學的實踐，而慧魚模型實驗就是很好的例子，它給我們提供了創(chuàng)新動手實踐的條件，使我們發(fā)揮出前所未有的想象力。我嗎在課堂所學知識的基礎(chǔ)上，結(jié)合生活生產(chǎn)實際，運用自己的思維潛力創(chuàng)作出了新作品。在創(chuàng)作過程中，每一個難點、每次挫折都是對我們創(chuàng)新意識的考驗，都是經(jīng)驗的積累，都是智慧的沉淀。慧魚模型實驗是一門非常有意義且有趣的課，它大大得激發(fā)了我們的想象力和創(chuàng)造熱情，以及從中得到留意生活的重要性。同時題目的選定和組合模型的方案擬定就準確地暴露了我們?nèi)狈ι罱?jīng)驗的問題。腦子一片空白或是思路只能停留在各種車之間，而不能發(fā)散。

除此之外，我們還學到了如何將各門知識銜接與綜合運用。由于我們的創(chuàng)新實驗利用慧魚模型組裝出完整的機械系統(tǒng)，如我們這次做的模擬碼頭貨物搬運系統(tǒng)，且運行控制良好，具有創(chuàng)新性。它涉及到機、電、控制、傳感技術(shù)和計算機技術(shù)等多方面知識。而我們在課堂上所學都是單門知識，所作的實驗也都是針對一門課的，很少有將這些知識綜合運用的機會。因此種有別于課堂的實踐機會讓我們的創(chuàng)新思維得到進一步的培養(yǎng)。

還很有意義的是，我們學會了如何使用llwin控制程序的編制與調(diào)試。各執(zhí)行機構(gòu)的同步協(xié)調(diào)與合理布置。各執(zhí)行機構(gòu)的同步協(xié)調(diào)在于程序編制的邏輯關(guān)系、時間控制、空間安排和控制方法。如果沒有搞懂它們之的關(guān)系，調(diào)試時經(jīng)常撞車和不協(xié)調(diào)。如碼頭貨物搬運兩輛搬運車經(jīng)常撞車，這必須一小步一小步地調(diào)試，不斷摸索，才能達到和睦狀態(tài)。

至今，我還很懷念那段和組員一起在實驗室奮斗的日子。

第三篇：慧魚模型建模及改進

學 院 名 稱

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐2

慧 魚 模 型 建 模 滑動秤錘式測量計

陳仲鍵 201130510203

指 導(dǎo) 教 師

王慰祖

工程學院 專業(yè)及班級 1

11機制2

目 錄

一、建模.................................................................3 1.1 模型名稱..............................................................3 1.2 概述..............................................................3 1.3 慧魚模型零件建模......................................................3 1.4 滑動秤錘式測量計建模................................................3 1.4.1 測量計組成........................................................3 1.4.2 分析..............................................................3

二、性能拓展及改進.........................................................7 2.1 問題分析.............................................................7 2.2 改進方案............................................................8

三、總結(jié)與感想..........................................................10

一、建模

1.1 模型名稱：滑動秤錘式測量計 1.2 概述：

常見的測量物體重量的天平為對稱式，而滑動秤錘式測量計采用非對稱式平衡，利用杠桿原理，結(jié)構(gòu)簡單，且實用方便。此次將以其為例子對其進行建模，并進行功能分析等。

1.3 慧魚模型零件建模

慧魚模型零件為統(tǒng)一標準零件，因此可以組合出各種模型，然而并非所有零件都會用到，對于絕大多數(shù)普遍會使用到的零件我們小組進行分工畫圖，然后通過實體建模，再確定自己的模型需要哪些特別零件，自己再進行補充建模。

1.4 滑動秤錘式測量計建模 1.4.1 測量計組成

測量計包括底板，支架，杠桿（含刻度），秤砣，掛盤，指針共6大部分

1.4.2 分析

1）底板

起支撐固定作用，支架等其他零件需要安裝固定在其上。

2）支架

支架底座為三角架，受力較均勻，不易傾倒。三腳架上的紅色長方形薄片上正中有0刻度，為

觀察指針是否偏斜，判斷物體與秤砣兩邊是否平衡。再往上支架頂端有安裝杠桿用的套筒，通過軸桿與杠桿相連。

3）杠桿

支架，掛盤，指針，秤砣都需要連接在杠桿上，杠桿長度較長，作為其他部件的連接件，杠桿要求剛度較高，在承受較大的力時不易變形，防止結(jié)構(gòu)破壞或者造成讀數(shù)不準確。

4）掛盤

掛盤作為物體的承載部件，其剛度也要求較高，另外，為避免因掛盤自身過重而造成杠桿量程變短，掛盤的材質(zhì)可選擇采用PP塑料。

5）秤砣

秤砣為使測量計兩邊相平衡的部件，采用圓盤式的結(jié)構(gòu)可使其重量均衡安裝在杠桿上固定后較為穩(wěn)定，中間挖空形式令其可方便拆卸，不使用時可回收安放好。

6）指針

安裝固定在杠桿支點處，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡單。隨著兩邊傾斜而偏移。

7）測量計總裝配

下圖為測量計的裝配總圖，從生產(chǎn)工藝方面來說，各部件并不復(fù)雜，結(jié)構(gòu)簡單，加工容易。部件對于力學性能的要求所需用到的材質(zhì)也是市面上容易找到的，價格便宜。而從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面來說，測量計所需部件少，安裝方便，當出現(xiàn)損壞等情況時，可以快速更換損壞部件。總的來說，此測量計性能較好，能滿足日常小物體重量的快速測量的功能。

二、性能拓展及改進

2.1 問題分析 2.1.1 量程短

杠桿的量程有限，測量范圍較小，如果直接增加其長度，則對其力學性能的要求也相對增加，較為麻煩。

2.1.2 單支架不太穩(wěn)定

地板上只有一個支架，當測量物體重量較大時，對于支架的受力較大，容易折斷破壞。

2.1.3 手動調(diào)節(jié)不精確

測量計兩邊平衡需要人通過肉眼觀察指針位置進行確定，這樣容易造成誤差，讀數(shù)不準確。

2.2 改進方案 2.2.1 增加秤砣數(shù)量

在原有秤砣兩側(cè)增加兩個固定部件，當所測物體重量較大時，可增加秤砣數(shù)量，根據(jù)F1*S1=F2*S2，當增加到三個秤砣時相當于增大到3倍量程。

2.2.2 雙支架固定

利用雙支架增加儀器的穩(wěn)定性，其中一支架可采用高硬度透明材質(zhì)，便于觀察讀數(shù)。

2.2.3 采用傳感器進行微調(diào)

0刻度指示牌上安裝傳感器，一開始時先進行手動快速調(diào)節(jié)，觀察指針位置離0差不多時，開啟傳感器，傳感器與秤砣相連，自動微調(diào)秤砣位置，進行精確定位。

三、總結(jié)與感想

此次慧魚模型建模通過實體建模與功能設(shè)想及分析大大提高了我自己的動手能力以及鍛煉了工程思維，在這個過程中，我認為最重要的環(huán)節(jié)是對于問題的探求，思考機構(gòu)本身存在的問題，通過問題再進行解決，無疑在日后的學習與工作中均能起到促進的作用。比較遺憾的地方是慧魚模型的零件種類并不齊全，數(shù)量也不太足夠，基本上只能拼接一些小型簡單的結(jié)構(gòu)，一些想要進行實體設(shè)計的模型因為缺乏零件而只能在腦中想象。希望以后的課程可以繼續(xù)完善?？偟膩碚f此次建模收獲良多，自身的建模與畫圖能力也有了相應(yīng)的提高。

第四篇：教案-簡易物體結(jié)構(gòu)模型(慧魚創(chuàng)意組合模型)

教案-簡易物體結(jié)構(gòu)模型（慧魚創(chuàng)意組合模型）

實訓目標：

1．了解慧魚結(jié)構(gòu)包的誕生及意義、價值。

2．了解并掌握慧魚結(jié)構(gòu)包各構(gòu)件名稱、用法及如何組裝。

3．掌握組裝簡易物體結(jié)構(gòu)的方法與技能，探索不同結(jié)構(gòu)形狀的牢固程度。4．激發(fā)和培養(yǎng)學生的動手、動腦能力，拓寬知識面，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

實訓材料：慧魚結(jié)構(gòu)包，部分模型（如圖）

實訓過程：

1．介紹慧魚結(jié)構(gòu)包的來歷及意義、價值。

2．識別零件：介紹構(gòu)件名稱及用法，教給簡單的拼裝方法。

3．教師示范制作一物體模型：房子。

結(jié)構(gòu)是一種能承受負載的東西,它必須能承擔起自身的重量和足夠的負載。觀察下列圖示，思考各種形狀所能承受的壓力大小，認識到三角形是一種天然穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，房子、橋梁都會用到這種結(jié)構(gòu)。

橋梁

子

桌子房仔細觀察下圖，這是個四邊形，本可以自由轉(zhuǎn)換成平行四邊形。想一想，裝上中間的斜杠后，還能自由變換成其他圖形嗎？

4．學生獨立拼裝房子模型。展示自己的房子模型，比一比，誰的房子結(jié)構(gòu)更牢固、更完美、更有創(chuàng)新意識。

秀一秀，說一說：

你還會拼裝更復(fù)雜點的其他結(jié)構(gòu)模型嗎？試一試，2人為一組，合作拼裝一座橋梁，做

一回橋梁設(shè)計師，當一次能工巧匠。拼裝完工后相互點評，哪一組拼裝的橋梁模型更牢固，更能贏得大家的喝彩。

課外拓展：

探索紙結(jié)構(gòu)的承重

1．用相同的卡紙（或一種較厚的紙片），做成不同形狀的橋（如圖所示），試一試，哪種形狀的橋最牢？為什么？

2．比一比，哪種紙結(jié)構(gòu)能承受的重量最大？

用一張10×25cm的厚紙和一條2×30cm的膠紙制作各種紙結(jié)構(gòu)（可采用圖中形狀，也可自由創(chuàng)作）。在紙結(jié)構(gòu)上面放一10×10cm輕質(zhì)塑料板，再在板上不斷加重，直至結(jié)構(gòu)變形為止。從中可以比較出哪種結(jié)構(gòu)最能承重，你知道其中的奧秘嗎？

知識聯(lián)接：

慧魚模型作品欣賞

爬樓梯爬坡圍棋

第五篇：慧魚創(chuàng)新培訓教案

一、慧魚產(chǎn)品的簡介

1964年，慧魚創(chuàng)意組合模型（fischertechnik）誕生于德國，是技術(shù)含量 很高的工程技術(shù)類智趣拼裝模型，慧魚創(chuàng)意組合模型的主要部件采用優(yōu)質(zhì)尼龍塑膠制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復(fù)拆裝的同時不影響模型結(jié)合的精確度；構(gòu)件的工業(yè)燕尾槽專利設(shè)計，使六面都可拼接，獨特的設(shè)計可實現(xiàn)隨心所欲的組合和擴充。

慧魚創(chuàng)意組合模型主要有組合包、培訓模型、工業(yè)模型三大系列，涵蓋了機械、電子、控制、氣動、汽車技術(shù)、能源技術(shù)和機器人技術(shù)等領(lǐng)域和高新學科，利用工業(yè)標準的基本構(gòu)件（機械元件/電氣元件/氣動元件），輔以傳感器、控制器、執(zhí)行器和軟件的配合，運用設(shè)計構(gòu)思和實驗分析，可以實現(xiàn)任何技術(shù)過程的還原，更可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)和大型機械設(shè)備操作的模擬，從而為實驗教學、科研創(chuàng)新和生產(chǎn)流水線可行性論證提供了可能，世界知名的德國西門子、德國寶馬、美國IBM等一大批著名公司都采用慧魚模型來論證生產(chǎn)流水線。

這里所說的工業(yè)標準的基本構(gòu)件，是指我們在機械原理和零件里所學的，構(gòu)成機械結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件，比如：傳動用的齒輪、渦輪渦桿、連接用的軸、把轉(zhuǎn)動變成軸向移動的滾珠絲杠，以及連桿、齒輪齒條、聯(lián)軸器等等。我們把這些基本原件用一定的次序組裝起來，得到可以實現(xiàn)預(yù)定功能的機械產(chǎn)品。

所說的傳感器，并不是象大家想象中的那些電子原器件產(chǎn)品，它指的是觸點開關(guān)，可以是常開狀態(tài)，也可以是常閉狀態(tài)，當狀態(tài)發(fā)生改變時，可以做為一個信號引入控制程序，以改變驅(qū)動電機的狀態(tài)。

軟件是慧魚專用的軟件，是一個非常易于掌握和使用的工具軟件，把慧魚現(xiàn)有的零件模塊化，象做程序流程圖一樣，用帶箭頭的邊線將不同一模塊聯(lián)接起來，就可以使所搭建的產(chǎn)品產(chǎn)生特定的動作。

比如：以三自由度機械手為例。

三自由度機械手的三個自由度分別指：沿Z軸的旋轉(zhuǎn)、沿Z軸的直線移動和沿X軸的軸向直線移動，通過這三個動作，可以將機械手的末指手指移動到任意的空間位置，再通過手指的張開和閉合，實現(xiàn)對物料的抓取和搬運。這三個運動的驅(qū)動，我們們選擇電動機驅(qū)動，軸向的直線移動用滾珠絲杠來實現(xiàn)，手指的張開和閉合用絲杠加連桿機構(gòu)來實現(xiàn)。

現(xiàn)在我們還計算一下所需的電機的數(shù)量：Z軸旋轉(zhuǎn)需要一個電機、Z軸直線移動需要一個電機、X軸的直線移動需要一個電機，然后，手指的張開和閉合需要一個電機，合計四個電機。

再計算一個傳感器，也就是開關(guān)的數(shù)量：Z軸旋轉(zhuǎn)時有三種方式可以限定：第一種是用時間延遲，讓Z軸旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)5秒后，停止，轉(zhuǎn)換到Z軸移動；第二種是用計數(shù)的方法，即加一個開關(guān)，讓電機帶動軸旋轉(zhuǎn)的同時，每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)可以壓合一次開關(guān)，設(shè)置一個開關(guān)閉合的次數(shù)來限定電機工作的時間；第三種，就是在空間位置上，放置兩個開關(guān)，一旦這兩個開關(guān)中的一個閉合，就可以改變Z軸電機的工作狀態(tài)，這三種方法中，第一種和第二種分別要精確控制Z軸的起始位置，否則無法讓機械手運動到指定的空間位置，第三種是最為理想的。這樣，Z軸的旋轉(zhuǎn)需要兩個開關(guān)1和2，同理，Z軸的移動需要兩個開關(guān)3和4，X軸的移動需要兩個開關(guān)5和6，然后手指的張開和閉合需要兩個開關(guān)7和8，這樣需要八個開關(guān)。這是最復(fù)雜的情況，如果簡化一下，手指部分需要一個開關(guān)也可以，閉合運用按所抓物料的大小，用時間來控制，那么，七個開關(guān)就可以完成控制。

電機的運行狀態(tài)有三種：順時針旋轉(zhuǎn)、停止、逆時針旋轉(zhuǎn)。設(shè)Z軸旋轉(zhuǎn)電機順時針旋轉(zhuǎn)即為使機械手本體順時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)到開關(guān)2位置，開關(guān)2閉合，然后Z軸旋轉(zhuǎn)電機停止，Z軸移動電機運行，也設(shè)順時針旋轉(zhuǎn)為上升狀態(tài)，升到指定位置，開關(guān)4閉合，Z軸移動電機停止，X軸移動電機順時針旋轉(zhuǎn)，使機械手沿X軸直線伸出運動，直至使開著6閉合，X軸移動電機停止，然后手指部分電機順時針旋轉(zhuǎn)，手指張開，抓到物料，至開關(guān)7閉合，手指開始閉合，即手指部分電機開始逆時針旋轉(zhuǎn)，5秒后，停止，這時，已經(jīng)抓到物料，然后前面所有的動作全部反過來，運行一遍，三自由度機械手回到初始位置。

從這個實例可以看出來,對慧魚模型的控制，最關(guān)鍵的兩個部件就是驅(qū)動馬達和傳感器（即觸點開關(guān)），只要讓觸點開關(guān)的馬達合理組合，就可以實現(xiàn)不同的運動。慧魚模型的常用零件，每個零件都有插槽，可以相互聯(lián)接?；埕~模型的搭建有兩個部分：機械結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)和控制系統(tǒng)的設(shè)計。二者缺一不可。讓慧魚模型動起來的，賦有生命力的就是控制軟件，這是一個簡單易懂易掌握的軟件。

在講解軟件之前，我們得先知道，把慧魚模型和電腦聯(lián)接起的中間介質(zhì)是一塊電路板，這是慧魚專用的接口板，有兩種，一種是早期的智能接口板，另一種是ROBO接口板，二者的區(qū)別的接口不同，早期的智能接口板和電腦相聯(lián)的時候，使用的是COM針式串口，ROBO接口板則用USB口和電腦相聯(lián)。

ROBO板最多可以接四個馬達，接七個傳感器，如果機械結(jié)構(gòu)里的馬達和傳感器多于以上數(shù)字，則考慮要用兩塊接口板。

軟件部件，首先“新建文件”，然后設(shè)置“USB/COM口”，然后開始程序的編制?？梢韵却蜷_測試系統(tǒng)，測試任一個馬達，對應(yīng)的是哪一個運動，順時針和逆時針回轉(zhuǎn)時對應(yīng)的是哪一個運動，并可以看出相對應(yīng)的傳感器是那個編號，以便后來的編程工作順利進行。

插入程序模塊：直接從窗口左側(cè)按鼠標左鍵拖動相關(guān)的程序模塊拉進右側(cè)的程序編譯窗口即可。

移動程序模塊：選中相關(guān)的模塊，然后按左鍵在右側(cè)窗口拖動到預(yù)定位置即可。

刪除程序模塊：點擊工具欄里的“刪除”，變成手型，然后點擊要刪除的程序模塊即可。

相關(guān)的模塊：

“開始”，這是一個程序開始的標志，每個程序都以此模塊開頭?！敖Y(jié)束”，這是一個程序結(jié)束的標志，每個程序都以此模塊結(jié)尾?！把舆t”表示上一個動作的延遲時間，參數(shù)可以自己設(shè)定。

“等待輸入”表示等待接口板的某個輸入由一種特定的方式改變?yōu)榱硪环N特定的狀態(tài)，這個模塊共有五種狀態(tài)：輸入為1（閉合）時，狀態(tài)變化；輸入為0（斷開）時，狀態(tài)變化；跳變0-1（打開到閉合）時，狀態(tài)變化；跳變1-0（閉合到打開）時，狀態(tài)變化；任意狀態(tài)跳變（0-1或1-0）時，狀態(tài)變化。

“脈沖計數(shù)”表示開著被閉合和斷開的次數(shù)?！把h(huán)計數(shù)”表示整體運行的時間，如果從1端引入，表示計數(shù)器被置1，如果從+1端引入，表示計數(shù)器+1，當Z大于設(shè)定值時，程序停止。

二、具體的實例

目前現(xiàn)有的割草機分為兩類，一類為手推式，一類是背負式，這兩種割草機都有其自身的局限，前一種勞動強度大，后一種割草質(zhì)量完全依賴工人水平。而且，現(xiàn)在庭院的草坪全部是小面積綠草，并嵌有灌木或其他障礙物，不利于前兩種割草機工作?；疽陨显颍覀冇没埕~模型設(shè)計并搭建了一種小型自動割草機。

這是我們所設(shè)計小車的整體外觀，它由刀具體要求及升降系統(tǒng)，風機收草系統(tǒng)和倒草系統(tǒng)，躲避障礙系統(tǒng)組成。

工作原理為：驅(qū)動電機帶動刀具做往復(fù)直線運動，當遇到邊緣及前方障礙時，小車會自動后退并轉(zhuǎn)向，小車前進過程中對草坪地面高低進行檢測，通過調(diào)整刀具高低來保證草坪平齊，這個過程是小車運動中是實時的，剪下的碎草由風機收集，并通過風筒進入收草箱，收草箱由齒條運動到車尾，并由裝卸裝置及電磁鐵將草倒掉并復(fù)位，刀具復(fù)位完成整個過程。

刀具是由金屬刀具和上下護刀架組成，以電機為動力源，通過偏心輪帶動刀具做往復(fù)直線運動，護刀架尺寸比刀具長5MM，起到扶直草的作用，升降系統(tǒng)是為了能調(diào)整所割草坪的高度，并且可以和檢測地面高低裝置配合，實現(xiàn)在凸凹不平的地面上實時的調(diào)整刀具高度，以剪出高度一致的草坪的作用。

風機收草系統(tǒng)是利用吸塵器原理，在小車上安裝風機由電機通過齒輪組帶動兩個葉片經(jīng)風筒對碎草的收集，其優(yōu)點為收草干凈且結(jié)構(gòu)簡單。碎草經(jīng)風筒進入收草箱，收草箱是由有機玻璃與慧魚模塊搭建的，起名為慧魚聯(lián)接，草收集后，電機帶動收草箱通過齒條及輔助滑道到達割草機的尾部。

通過裝卸裝置與電磁鐵使收草箱將草倒掉并復(fù)位，該裝置設(shè)計時是本著使模型整體面局合理，上下呼應(yīng)的原則，否則上輕下重，割草機后部空曠。

躲避障礙系統(tǒng)有兩大功能：檢測草坪地面高低與檢測邊緣功能。為了使割草機的運動更為平衡，我們采用四輪驅(qū)動，并在底部加了起支撐作用的萬向輪。電機與車輪，以及萬向輪與底盤的安裝方式見PPT圖。

該作品可以平齊的修剪草坪，割草、收草和倒草的全過程自動完成。創(chuàng)新點在于：可以自動的完成檢測草地邊緣和在一定范圍內(nèi)自適應(yīng)的調(diào)整修剪草坪的高度，且利用風來收集碎草，干凈整潔效率高。

隨著未來城市綠化面積的增加，割草機作為環(huán)衛(wèi)產(chǎn)品將更多的走進人們的生活。該割草機在設(shè)計中使用常規(guī)零件，在實現(xiàn)既定功能同時又利于維修，適合在小面積且有障礙物的草坪上使用，重量輕、體積小、效率高、噪音低、便于控制，具有一定的推廣應(yīng)用價值。

四、如何確定創(chuàng)新選題

即大家如何確定參加比賽的作品，我們是不限定選題的，大家的作品可以是對現(xiàn)有產(chǎn)品的復(fù)現(xiàn)，如果能含著一定的創(chuàng)新意識，那當然更加好。但不管是復(fù)現(xiàn)還是創(chuàng)新，要求結(jié)構(gòu)合理，功能可以實現(xiàn)，也就是要有合理性、實用性和可實現(xiàn)性。

象前面的自動割草機做得運用很復(fù)雜，其實在現(xiàn)實生活中沒有必要，比如，倒草系統(tǒng)，完全可以只用一個機械手，抓著收草箱直接翻轉(zhuǎn)倒掉即可，做得很復(fù)雜，是考慮到當時比賽要求要盡可能多的應(yīng)用慧魚產(chǎn)品，并且，該割草機前面大，而后面空，為了空間上有個呼應(yīng)，整體結(jié)構(gòu)好看，所以設(shè)置了電磁鐵，頂升裝置等等，但實際中不太可取。

同學們應(yīng)該從現(xiàn)在就開始考慮，要做什么樣的產(chǎn)品，要實現(xiàn)什么樣的功能，用什么樣的結(jié)構(gòu)去實現(xiàn)，搭建過程中需要什么樣的零部件，這樣，真正開始設(shè)計制造的時候，可以直接提出零件清單，否則想到什么找什么，這是很難實現(xiàn)的。再有，同組的同學要分工合理，有人負責機械結(jié)構(gòu)，有人負責控制，這樣，可以節(jié)省一定的時間。重點難點問題可以大家齊心協(xié)力一起商量解決。

關(guān)于創(chuàng)新，不嚴格要求，但如果有，那會更好，而且也可以體現(xiàn)也大家的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。創(chuàng)新不是一定要做一個從無到有的東西，可以是將其他領(lǐng)域里的理論引用到機械領(lǐng)域，或者把其它產(chǎn)品的實現(xiàn)方式引用到另外的產(chǎn)品當中，有時候，僅僅是幾個我們都耳熟能詳?shù)膶崿F(xiàn)方式，但組合到一個產(chǎn)品上，就會有驚人的發(fā)現(xiàn)。比如，腳控電視，健身洗衣機，以及，日本人當年撈花瓶的實例，再比如，縫紉機的設(shè)計，19世紀40年代美國人哈威在研究縫紉機時，苦苦思考，勤奮鉆研了很長時間，仍然沒琢磨出個所以然。一天，哈威觀察織布工手里的梭子，只見梭子在緯線中間靈活地穿來穿去，看著看著，他腦海中浮現(xiàn)出一個想法：如果針孔不是開在針柄上，而是開在針尖上，這樣即使針不全部穿過布，不就也能使線穿過布了嗎？當針穿過布時，在布的背而就會出現(xiàn)一個線環(huán)，假如再能用一個帶引線的梭子穿過這個線環(huán)，這兩根線不就能達到縫紉的目的了嗎？正是織布梭子的啟發(fā)使問題的解決一下子變得豁然開朗，兩年后，第一臺疑紉機問世。

我們把選題類型分成幾大類：（1）仿生類機構(gòu)。如仿四足步行、兩足步行、爬行、爬桿、飛行、游水等動物的機構(gòu)，以實現(xiàn)基本的運動為主要設(shè)計目標；（2）健身類器械?，F(xiàn)有的健身器械有相當一部分巧妙地利用了連桿機構(gòu)，發(fā)動學生對現(xiàn)有健身器械進行觀察和分析，從而可以構(gòu)思出其它的器械；（3）日用車輛。如自行車、童車等是大家非常熟悉的，讓學生對它們的功能和優(yōu)缺點進行分析并進一步改進或設(shè)計新式的產(chǎn)品；（4）日用器具。如炊具、清潔用具和家具等都是貼近日常生活的并且都有很大的創(chuàng)新空間，同時也與機械創(chuàng)新設(shè)計密切相關(guān)。