一会儿翻跟头，一会儿金鸡独立，一会儿倒立，一会儿大踏步向前……
这不是武术，也不是体操，而是在三门峡市第三届青少年创新创意大赛现场里两个6自由度跳舞机器人的精彩表演。这两位身份特殊的表演者在行进过程中，顺利而圆满地完成了前翻身、后翻身、立正、行走等一系列动作，引来了市民一波又一波的围观和一浪高过一浪的欢呼声。它们是三门峡职业技术学院电气工程学院的同学们为本次创新创意大赛而专门设计制作的新作品。
今年4月初，三门峡职业技术学院电气工程学院的同学们接到了学院《关于举办三门峡市第三届青少年创新创意大赛的通知》。14级机械制造与自动化专业的席展飞、高洋洋、赵宁康、王康康和14电子信息工程技术专业的靳振宇、何帅帅、谢小飞、王艳平等8位同学得知后，不约而同地聚集在一起商量着结合两个专业的优势设计一个作品。深思熟虑后，他们决定设计制作一个机器人参加大赛。席展飞说：“小时候看动画片里的能说会动的机器人觉得很神奇，梦想着有一天自己也能做个机器人展现在世人面前！今天，就要梦想成真了！”8位同学经过磋商，最决定以班级为单位4个人一组，每组各做一个机器人，看哪一组做的棒！说干就干，就这样机器人研制序幕拉开了。
俗话说万事开头难，更何况他们都还只是一群入校不足一年的新同学，没有任何经验。但他们有的是朝气，有的是闯劲儿。两组同学从查阅资料开始，系统地学习了解有关机器人控制理论和相关制作材料，钻研机器人的结构和系统控制。经过激烈争论、反复斟酌修改，最终确定了一套完整的机器人研制流程：构思机器人装置——讨论设计定型——购置器材——组装机器人——改善硬件——编程调试——优化调试——定型。在接下来的一个多月里，这群不到二十岁的年轻人从早上7点起，就把自己泡在实验室里，开始了一天又一天紧张而忙碌的工作。整个研制过程尽管状况不断，十分辛苦，但他们却感到分外充实；一些具体事务虽然显得有些枯燥无味，但他们却乐此不疲，感到十分快乐。
构思是机器人研制制作的第一步，也是事关整个研制制作全局的、最重要的环节。好的构思不仅要有想象力，还要有现实可行性与可操作性，而这一切都集中地体现在设计图纸上。于是两组同学充分发挥自己的想象力，几经磋商讨论论证，确定了两个不同外形、不同风格的机器人模型方案。一个有着长长的双腿，一个有着宽宽的双脚；一个人高马大，一个小巧玲珑。机器人外形确定后，研制制作工作就分兵两路：一是硬件制作，二是软件调试。 硬件制作就是赋予机器人一个外在形体，提供一个稳定的硬件基础；软件调试相当于赋予机器人的相应的机能智能，使其按照预定的程序工作。
硬件制作第一步是要按照设计好的图样选择零部件。于是他们就深入市场一个个挑，一个个找，一个个对比选择。为了突出机器人造型和质感，大家选择了一些金属零件。有了材料，还需要将齿轮、螺丝、零件等大大小小的零部件按照图纸装配在一起，成为完整的机器人。但在装配过程中出现了一些没有预料到的事。譬如，由于结构体的刚度不够，受力后就发生较大扭曲；舵机的扭矩不够，根本就带不动完整的机器人；无法精确加工材料，铰接处晃动厉害等等。致使设计方案一改再改，最终成型的机器人，上身很短，两腿占据身体大部分，全身“膝盖”、“大腿”、“脚腕”等部位共用了6个舵机进行控制。而机械腿的连接是通过一些连接件来完成，包括机械腿、机械足、机械滑轮、机械支点、舵机等。在机械腿的控制上，采用一只脚固定，另一支脚由舵机控制，实现机械腿的行走和转向，以完成金鸡独立和翻跟头等动作。为了确保机器人行走、翻滚、倒退的可靠性，选用了大扭力的舵机。
对于软件研制工作，由于两组同学都还是大一学生，没有编程基础，可以说是零起点，边学边用，现学现用。软件调试又是个繁杂的过程，机器人没有生命，其单片机控制也是看不见摸不着的事，用抽象的语言规范机器人的行动，并要求准确无误，其难度可想而知。但他们没有为此退却，而是从零开始，迎难而上，遇到问题就集体“会诊”， 精心制订解决方案。他们为此做了大量的调试分析，攻克了一个个难关，使一个个问题迎刃而解。在学会了编程软件的使用后，他们充分发挥想象力，大胆联想，给机器人设计出一套又一套的动作：鞠躬、前进、金鸡独立、单脚跳舞、倒立、劈叉、前翻跟头、后翻跟头……。设计好了动作，想让机器人做出这些动作，可不是件容易的事，这需要同学们编制好程序，然后把程序下载到控制板的单片机里，机器人才能按照设计的程序做出相应的动作。编程，说起来容易做起来难，同学们必须有缜密的思维，敏锐的洞察力，机智的应变能力，才能编好每一个动作的程序代码。每组同学分工合作，编好一段程序，调试一下看机器人的动作是不是到位，如果不到位接着改程序，就这样程序一段一段地编，动作一步一步地试，最终实现了让机器人能完整地做出整套动作。
就在创意大赛进入倒计时的时候，一次调试发现第二组同学的机器人左腿的一个舵机不会动了，这可急坏了14电信的小伙子们，眼看大赛迫在眉睫，机器人不能按照设定的动作跳舞，怎么办？组长靳振宇说，拆下来再仔细查查。于是大家就把出问题的舵机拆下来了，拧开螺丝打开舵机外壳，漏出舵机内的电路板，他们笑了。原来舵机电源线“-”极那根线断了。调试成功后，当看到俩机器人兄弟按照自己设计的动作跳起舞来的时候，同学们激动地欢呼，接着紧紧地相拥在一起，内心的喜悦无以言表，8名同学中唯一的女生甚至激动地掉下了眼泪。
就是这样，同学们在一次次的实际的操作中不断完善自己的设计，不断进行技术升级。在那些日子里，同学们经常在实验室里一呆就是几天，满脑子都是机器人的影子。看着同学们夜以继日的在实验室忙碌，老师们十分心疼，但看到他们为冰冷钢铁片制成的机器人注入了他们的热情、心血，赋予了灵性，并在成功中开阔眼界，收获了宝贵的理论与实践经验又非常欣慰。同学们说，通过这次机器人的制作实践，了解了专业各课程的联系。虽然这次制作的机器人功能比较单一，但待到大二学习了单片机、传感器、嵌入式、RFID等主干专业课程后还将赋予机器人更多、更复杂的功能，譬如给机器人加上音乐，让它能够跟着音乐起舞等。同学们的话很朴实，却很实在。这分明就是他们向这个不断走来的 “创客”时代的一份真诚表白和由衷期待。
三门峡职业技术学院电气工程学院
张益瑞 潘晓贝
2015年05月29日
1号跳舞机器人
2号跳舞机器人
市民围观
调试程序
调试程序
制作过程
小学生围观
