项目名称:百变立方体几何学习机器人

组 别: 中学组 奖 项: 北京青少年机器人竞赛一等奖
代表团: 北京 参赛队:
队 员: 姚家冀 郑子安 辅导教师: 刘长焕 李黎明

项目摘要:

本项目发明和设计了一款用于立体几何学习的机器人,项目的研究目标是降低立体几何的学习障碍,拓展和提高学生的空间想象能力。本作品是一种变形机器人,可以变形成正方体等多种立体形状,并在其8个顶点以及12条棱的中点添加了发光装置,可以直观的指示三维空间中的点线面,帮助学生理解多种多面体空间结构和位置关系。同时,该机器人采用快速拼插设计,使其能够快速拼接成四面体等其它多面体。再者,为对三视图进行辅助学习,编写了计算机软件,实现了变形图形的存储和调用。此外,由于该机器人具有强大的变形能力,能够通过一系列的变形控制实现在地面上的滚动和蠕动,具有复杂地形探测、救援的实际应用前景。最后,在顶点上安装了红外传感器,可感测控制者的手势,并通过逻辑控制使得机器人可判断控制着的意图,实现跟随控制者手势的变形,即“机随手动”,增加了智能性和互动性。本项目通过方案设计和优选、工程设计、仿真研究、计算机软件编程,并通过加工和制造组装出了机器人的完整样机,大量的变形实验和移动实验,检测和验证了各项设计功能,达到了预期的设计目的。本作品可用于立体几何课堂教学的教具,也可用于学生的自学,还可用于通用技术课程的三视图知识的教学,以及机器人科技课程的教学,可有效降低几何学习的难度,提高教学效果,并且增加了娱乐性,可寓教于乐、寓学于乐。

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