【新聞特寫】靈巧“機器鼠”挑戰(zhàn)創(chuàng)新
——北京理工大學(xué)機電學(xué)院完成第十屆首都“挑戰(zhàn)杯”申報工作
發(fā)布日期：2019-08-21 供稿：機電學(xué)院 攝影：機電學(xué)院
編輯：鄧巖 審核：王偉 王征 閱讀次數(shù)：
“腳步靈活，或走或爬，頭部腰部根據(jù)需要可以進行扭動，還可以負(fù)重前行.......”機電學(xué)院王圣杰談起自己的創(chuàng)新作品來，一臉自豪。這只"靈巧鼠"是2019年北理工參加首都“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽的作品之一。
“挑戰(zhàn)杯”首都大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽創(chuàng)辦以來，在推動廣大高校學(xué)生參與學(xué)術(shù)科技實踐、發(fā)現(xiàn)和培育創(chuàng)新型人才、深化高校素質(zhì)教育等方面發(fā)揮了積極作用，集中展示了高校育人成果，體現(xiàn)了鮮明的導(dǎo)向性、示范性和群眾性，在高校和社會上產(chǎn)生了廣泛、良好的影響。5月7日，北京理工大學(xué)六名學(xué)生在指導(dǎo)教師石青的帶領(lǐng)下正式完成了第十屆首都“挑戰(zhàn)杯”的申報工作，申報項目為《腿足型仿生靈巧鼠設(shè)計與實現(xiàn)》。參賽作品類別為科技發(fā)明制作A類，即科技含量高、制作投入大的作品。
本項目機器鼠全身共12個主動自由度（腰部2個，單腿2個，頭部2個），4個足端被動自由度，機器鼠鼠長度200mm（無尾），寬度為50mm，總重量358g（包括電氣部件），實現(xiàn)了高度的集成化和輕量化設(shè)計。
該項目提出了雙平行四桿和高靈活連桿驅(qū)動的傳動方法，實現(xiàn)了仿生腿足結(jié)構(gòu)的精巧設(shè)計和柔性腰部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，為狹窄空間內(nèi)探測提供了重要基礎(chǔ)；同時提出了基于PSO的CPG優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)步態(tài)調(diào)整方法，實現(xiàn)了行走、小跑、跳躍等多種步態(tài)及其轉(zhuǎn)換，為靈巧運動的實現(xiàn)提供支撐；基于以上方法研制的本機器鼠可實現(xiàn)屈膝到站立、直行、扭轉(zhuǎn)、匍匐前進等多種模態(tài)。
相較于國內(nèi)外研制的各類小型四足機器人，本項目機器鼠體型小、重量輕能夠?qū)崿F(xiàn)匍匐前進從而適合在變徑的不規(guī)則狹窄空間偵察。且本項目機器鼠能在負(fù)重200g情況下平穩(wěn)運動，相當(dāng)于自身體重的60%，運輸能力較強。兩者結(jié)合使得本項目機器鼠能夠在狹窄空間內(nèi)負(fù)載運行，從而在搶險救災(zāi)中為救援人員傳送小型檢測設(shè)備或被困人員運輸藥物、水等必需品。本項目實現(xiàn)了仿生腿足結(jié)構(gòu)的精巧設(shè)計和柔性腰部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，從而在運動能力上優(yōu)于現(xiàn)有交互機器鼠，運動速度達到15cm/s，轉(zhuǎn)彎半徑小至6cm且能實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，因而能夠模擬更多真實鼠模態(tài)。
“崇尚科學(xué)、追求真知、勤奮學(xué)習(xí)、銳意創(chuàng)新、迎接挑戰(zhàn)”這是“挑戰(zhàn)杯”自創(chuàng)辦以來始終堅持的宗旨。帶著對科學(xué)和知識的敬畏之心，北京理工大學(xué)機電學(xué)院的學(xué)子聚集到了一起，從清晨到日暮，圖書館、實驗室充斥著他們的身影。抱著對創(chuàng)新的渴望，他們銳意前行，不懼挑戰(zhàn)，成功完成了這項出色的科技發(fā)明。理論與實踐相結(jié)合，這是每一個專業(yè)課老師不斷強調(diào)的話題，也是每個理工學(xué)子不斷奮斗的目標(biāo)。實踐值得提倡，創(chuàng)新值得鼓勵，發(fā)明值得表彰，希望這個參賽項目能在“挑戰(zhàn)杯”上取得好成績，展現(xiàn)出理工學(xué)子的科技風(fēng)采。
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