“伊顿杯”第五届上海交通大学新生机械创意大赛

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标题: “伊顿杯”第五届上海交通大学新生机械创意大赛
发信站: 饮水思源 (2013年05月02日00:23:03 星期四)

由机械与动力工程学院主办、伊顿（中国）投资有限公司全程赞助的“伊顿杯”第五
届上海交通大学新生机械大赛，经过各种环节，现已进入决赛阶段！依靠结构新颖、制作
精良的机械，历经初赛、复活赛、复赛重重角逐，来自机动学院的四支队伍、密西根学院
的两支队伍和船建学院的1支队伍，从数十支队伍中脱颖而出，杀入决赛！决赛中，他们将
用自己亲手制作的机器人，将代表学生的得分件，通过“紫气东来门”、“铁路桥”放置
到得分区内，完成得分并以此来象征和缅怀交大师生“把火车开到南京去”的壮举。不断
的改装与完善，机器的功能已经变得愈发强大，初出茅庐的菜鸟早已成长为江湖一霸。决
赛选手早已按耐不住心中的战火，期待着最终的巅峰对决！第五届上海交大新生机械创意
大赛决赛期待您的观摩！
2013年5月2日晚7点，光彪楼多功能厅，让我们拭目以待他们的精彩表现！
前两百位到场的观众有精美的礼品赠送。
全场比赛结束后将举行抽奖环节，将有一个篮球和10个主题纪念版4GU盘面向全场观众
抽奖。
机械与动力工程学院提供科技素拓。

伊顿公司介绍：
伊顿是一家多元化的动力管理公司，致力于提供高效节能的解决方案，帮助客户更有
效的管理电力、液压和机械动力。作为全球技术领导者，伊顿于2012年11月收购了库柏工
业集团。2012年伊顿和库柏两家公司的总销售额为218亿美元。伊顿拥有约10.3万名员工，
产品销往175多个国家和地区。

伊顿理念：
健康和安全: 我们致力于确保所有员工的健康和安全
卓越: 我们努力做到最好
包容: 我们重视个体差异
沟通: 我们开诚布公地进行沟通
薪酬: 我们提供富于竞争力的薪酬和福利
学习: 我们不断地学习、成长和改变
责任: 我们信守诺言
创新: 我们重视新观点
参与: 我们专注工作，致力于伊顿的未来
环境与社区: 我们努力改善环境和所在的社区。

全球商业动力之源
伊顿是一家动力管理公司。我们帮助客户管理动力，使他们的建筑、飞机、汽车、卡
车和机器的工作效率更高，消耗的资源更少。
我们为数千种产品提供动力，帮助客户应对当今世界因快速变化而带来的挑战。

决赛队伍介绍

密西根学院F1237204班

204班机器人小车--“初号机”以追求实用性为特色，结构简易清晰，在保持小巧机身
的同时，依旧能获得极高的运载效率。
车身主体采用小块有机玻璃，剩余部分则大胆地采用木头，不但拥有足够的强度，重量也
大大减轻，使机器小车拥有优异的最大速度与机动性。机械臂前段采用可收放的三叉戟结
构，以舵机为主轴，使用一套极为精巧的传动装置，能牢牢抓住6个得分件，同时也能将其
准确安稳地放置在得分区；后端则仅用一台舵机进行整体翻转，降低操控难度与故障几率
。控制部分采用arduino模块，操控段为以可玩性著称的JoyStick，拥有PS2摇杆与丰富的
按键，为操控提供极大便利。单片机采用价格高昂的正版Mega2560，再复杂的程序也能轻
松处理。通过程序中的特殊编译，“初号机”拥有16级变速，还能做原地360度旋转等极限
动作，真正做到灵活操控。

密西根学院F1237205班

本队的机器人结构上主要由有机玻璃板构成，用螺丝和卡榫连接。控制方面我们使用
了Arduino来控制，采用蓝牙无线遥控。除去指定的驱动电机，我们使用了三个舵机来控制
机械臂的不同动作。一个舵机负责抬起整个机械臂，一个舵机负责控制叉子的俯仰，一个
舵机负责翻转叉子。机械臂最前端是一个大叉子，可同时插起八个得分件。同时，叉子的
长度可以使我们覆盖整个公共得分区。这样的设计可以兼顾进攻与防守，从而获得比赛的
胜利。

船建学院F1201001班

本机器车在设计之初考虑到要求机器能够灵活地在不同高度执行抓、转等动作，机械
臂无疑是最为合适的选择，于是决定采用多自由度机械臂的方案。动力部分因为只有两台
减速电机，采用集成H桥芯片来控制正反转。由于一片51单片机仅有两个定时器可用于控制
舵机，所以使用了两部单片机来完成读取键盘信号，控制H桥和控制机械臂的任务。键盘为
16按键的矩阵键盘，配合单片机只需8条信号线，因此使用网线传输键盘信号，简洁美观。
为确保系统供电稳定，使用了双电源供电的方案，一组USB的5V输入和电池组，电池组直接
为H桥提供能源以驱动马达，并使用大量电容来储存能量以应对电机起步瞬间的大电流。

船建学院F1201005班

我们的机器人是完全采用线控的方式完成各个动作的。机器人主要分为两大功能：全
方向运动和抬升工件。全方向运动主要依靠两个驱动轮和一个万向轮，两个驱动轮独立操
控，可以分别前进后退。抬升工件主要是由一个大扭力电机实现，同时配有一条长30cm的
履带和一个木制U形叉，并在U形叉前端加装了两个长螺丝，以保证工件放置稳定。

机动学院F1202007班

小车部分的设计主要遵从简约高效的设计理念。我们的小车完全由机械装置搭建起来
，没有用到单片机。小车主要分为五个部分，底盘，静平台，动平台，叉子，遥控器。底
盘是一样的标准件，主要为上部的搭建方便而稍微修改一下形状。此处有一点，我们将电
机装在底板的上面，并且主动车轮在前，一方面可以降低小车底板高度，方便直接用底板
完成修补铁路的任务，另一方面主动轮在前，让较重的万向轮在后可以平衡小车的重心。
静平台是减速电机通过齿轮的传动，带动两根轴的转动，再用棉线将动平台和轴连接，从
而实现动平台的上下运动。动平台被限制在框架之中，有四个轴承减小平台与框架的摩擦
。动平台上装有减速电机，上连所谓的叉子，就是自行车轮辐条与木板组成的放大版的叉
子，用以插取工件。遥控器是自制的由八个按钮式开关组成的集成控制器，用以控制四个
电机的正反转。由以上部分就完成了一辆可以完美完成比赛程序的机器人小车。

机动学院F1202004班

我们的机器人原理比较简单。抓取工件依靠前排的排叉，排叉由金属轴杆插进木条做
成，这样做排叉的好处在于可以做出宽度，一次可以抓取6-9工件，胜在数量；翻转工件依
靠两侧的马达，两侧的马达配上了减速箱，可以在平行于排叉的竖直面内翻转排叉，做到
对工件的翻转；小车的驱动靠的是组委会发的两个轮子和马达以及自配的万向轮；电路的
设计是这样：通过变压器将电压降为9v，连接总开关（用于紧急制动），再连接两个单刀
双掷的开关控制轮子（用于前后运动）和一个单刀双掷的开关控制用于翻转的马达（前翻
和后翻），两个用于翻转的马达并联。车身上放了若干硬币配重。车身尺寸25*15cm，总机
身展开长58cm，充分利用了规则。

机动学院F1202011班

小车前方为一个四脚叉子，材料为亚克力板，用来插取工件，叉子的末端连在24V电机
上，用来抬起并且翻转工件，并且将工件放置在后方的皮带导轨上，皮带导轨长15cm，用
来储存并推送工件，工件被拿取到导轨上后，通过皮带的转动，将工件推出，后方有由两
个铁丝弯成的引导轨道，保证工件平稳着地。

机动学院F1202013班

本队机械小车本着简约实用原则进行设计制作，造价合理，性能优越。小车底盘及驱
动遵照赛事规则，采用统一配给部件，未做违规改动。执行部件为完全自行设计，结构简
单，性能良好。执行装置主要由起重电机，主杆，叉杆组组成。起重电机采用12V ，13转
减速电机。主杆采用木质结构，前端有一定斜度，是为考虑翻转工件后放公共得分区设计
。最前方叉杆组采用木质结构，六个叉杆横向非等距固定在主板上，纵向延伸16cm，其中
有三个叉杆间隙较大，为工作间隙，用以叉取工件。叉杆上有竖直小挡板，是为了在放置
让工件时能排布整齐所设计。本设计理论上可单次叉取六个工件，经起重电机旋转一周，
将工件进行上下翻转，同时放置在得分区域。该设计最大优点在于原理简单，故障率低，
且效率较高，操作简便。

部分比赛照片