社区天使——具有水陆空三栖功能的社区志愿者机器人

　　人类已经制造出能在陆地上行走的机器人，甚至面对崎岖蜿蜒的山路和沟壑时，它们也无所畏惧，勇往直前；水下机器人也早已问世，在幽深的海底、宽阔的湖面，它们身似蛟龙，劈波斩浪。然而，人们最向往的蓝天却鲜有机器人的身影。

　　电影《变形金刚》给我们带来强烈视觉震撼的同时，也给了我们启迪：让机器人飞起来就不会受陆地、水面各种复杂情况的影响，从而迅速、及时地到达人类指定的地点完成各种工作。

　　当然，在社区为人类服务的机器人也绝不能像《变形金刚》里的机器人那样霸气十足，而应当是一个个体贴入微的“天使”。

　　因此，我们计划制作一个温顺而又能给人以安全感、具有飞行功能的社区志愿者机器人。

　　一、项目简要

　　我们设计的社区志愿者机器人有以下特点：

　　1.可以作为救援机器人，不受各种复杂路面环境的影响，在水、陆、空三维空间实施救援。

　　2.可以作为军用机器人，在不同环境的战场实施军事行动。

　　3.可以作为日常社区志愿者机器人，在社区内执行安保、巡逻、辅助供电、助老助残等工作，以此为社区人民服务，提高社区人民的生活质量。根据创意，我们计划将机器人设计为一个组合体。

　　二、研制过程

　　1.利用乐高机器人套装，根据鸟和昆虫的翅膀同时上下扇动的特点，用两个大小相同、相对咬合的齿轮连接两个连杆，齿轮在马达的带动下，对向等速转动，从而带动连杆同时上下运动。

　　把连杆的另一端分别与风筝的两个翅膀牢牢地固定在一起，带动左右两个翅膀同时上下扇动，“天使”就可以飞起来了。

　　我们利用RCX作为“大脑”实现对马达的调控，再用乐高机器人组件安装一个具有两个马达驱动的机器人，通过触动调节来调整机器人的前进、后退、转弯等。再用乐高组件拼装一个机器手装在机器人身上，使其具有抓取物品的功能，又安装一个摄像头作为“眼睛”，最后将“翅膀”与机器人结合，具有飞行功能的社区志愿者机器人就诞生了！我们将它命名为“天使一号”。

　　2.经过网上查询，发现原来我们制作的是一种名为“扑翼机”的机械，早在飞机发明之前就已经有人探索，如今人们仍在探究中，因为扑翼机是模仿鸟和昆虫的飞行，在很多空间领域有着现代飞机无法比拟的优点。

　　由于扑翼机目前仍然停留在实验研究阶段，因此我们做这个作品确实有极大的难度。在接下来的探究中，我们要在“天使一号”的基础上进行大幅改进，使之飞行时更灵活。

　　在查询中我们又发现网店里有很多飞行器玩具出售，其中一些改变了现有飞机航模的样式，具有独特的飞行特点。这让我们眼前豁然一亮———如果将这种飞行器改进作为“天使二号”社区机器人的飞行“天使”，一定会更适合在社区环境中使用。

　　于是，我们网购了几款飞行器，选出理想的一款进行改进，形成“天使二号”社区志愿者机器人。

　　为了让机器人更好地为社区服务，我们为机器人做了以下设计：

　　（一）陆地

　　1.在社区的道路上，它可以自由行进，利用机械手为人们服务。

　　2.为了方便夜间工作，我们安了一个车灯用来照明。

　　3.将装载飞行器的车厢改造成一个临时工作台，为人们提供便利。

　　4.设计太阳能发电器，将太阳能转换成电能作为社区的辅助能源。

　　（二）空中

　　我们选择的飞行器模型可以搭人载物，也可为居住在高楼行动不便的老年人、残疾人提供传递物品等帮助，提高社区人民的生活质量。

　　（三）水上

　　我们为机器人设计了水上行驶的功能———安装可装卸的气囊和波轮后，就可以在水上自由行驶了。

　　通过实践检验，“天使二号”具有水、陆、空三栖功能，不仅在地面具有较好的工作能力，附带的气囊充气后作为气垫可以在水上行进，飞行器独特的飞行方式可以让其在城市楼宇间自由飞行，安全性很高。

　　三、改进与完善的设想

　　1.由于受到学校实验条件的限制，我们选取的搭建材料是老版乐高机器人9794套装，尽管其特有的积木块组件在很多方面有着无法比拟的优点，可在搭建过程中还是遇到了一些困难。如：积木块组件结合牢固性不理想，为了保证牢固性就得多用几个板块加固，增大了作品的体积和重量，加大了马达的负担，影响机器人的速度和灵活性。

　　2.我们在制作“天使一号”和“天使二号”的过程中都遇到了很多难题，其中如何克服各种阻碍让其自由飞翔是最主要的难题。在接下来的探索与研究中，我们将以此为目标，使第三代作品“天使三号”有更好的表现。

　　3.各方面资料显示扑翼机具有现代各种飞机无法比拟的优越性，但由于种种原因人们还无法突破一些难关，让扑翼机在天空中自由翱翔。如果有机会，我们还会再次对它进行研究。

　　四、总结与展望

　　通过实践摸索和查阅资料，我们深知具有飞行功能的社区志愿者机器人从研制到实际使用还有一段漫长的路要走，还有很多问题有待解决。例如：

　　1.具有飞行功能的社区志愿者机器人在飞行中如何更加稳定？

　　2.在不同的气候环境下能否自如飞行？

　　3.如何在高楼林立的空中自由穿梭？

　　4.如何在飞行过程中工作？

　　5.飞行状态下的机器人能量消耗很高，如何减少能耗，节约能源？尽管存在很多问题，但社区志愿者机器人独有的优势必将成为今后机器人研究应用的热点。

　　终于可以坐大伯的车回到阔别已久的家了，我背着鼓鼓的书包兴奋地跑下了楼。正当我和姑姑在楼下等车时，姑父突然说了句“：今天可是十五了……”一瞬间，泪水朦胧了我的双眼。每个月的十五都是月圆的日子，尤其是在八月十五中秋节这一天，全家人聚在一起谈天说地，多么美好啊。可是我却不能和远在广东打工的父母见上一面。打开记忆之门，我竟找不到一次与父母过中秋节的情景———的确，我从来没有与父母在中秋节团聚过！

　　在我心中，中秋节更像是月饼节，因为这一天的到来只是告诉我是时候吃月饼了。嚼着美味的月饼，我却尝到了家人不能团聚的酸楚。月饼上充满喜气的文字本是在传递合家团圆的幸福，可是，它却让我那么心酸，我真想对着天空大声疾呼：“爸爸，妈妈，回来和我一起过中秋节吧！”

　　夜晚，望着万家灯火，我的思绪仿佛飘到了遥远的广东。我依偎在妈妈温暖的怀里，和爸爸、弟弟一起，一边吃着月饼一边谈笑风生，或者我和爸妈手牵着手，在户外散步，沐浴着柔和的月光，畅谈心中悲喜……

　　这些支离破碎的幻想深深地埋藏在我的心底，我没有勇气说出来，更不能怨恨父母。为了一家人能有更好的生活，他们别无选择。

　　正当我情绪低落时，突然接到了妈妈打来的电话，电话那头是妈妈的嘘寒问暖，一瞬间所有的落寞立刻烟消云散，所有复杂的情感仿佛最终都化成了一句诗：“但愿人长久，千里共婵娟。”

　　（指导老师：陈玉兰）

　　文吉林市吉化第九中学校 牛冠淇 肖淞文