《机械产品数字化设计》
案例展示
Case presentation
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任务一 情境观察——提出设计需求
任务二 头脑风暴——明确设计方向
任务三 综合抉择——形成设计方案
任务四 制作原型——三维数字建模
任务五 有形呈现——作品可视化表达
任务一 情境观察——提出设计需求
任务二 头脑风暴——明确设计方向
任务三 综合抉择——形成设计方案
任务四 制作原型——三维数字建模
任务五 有形呈现——作品可视化表达
——食品制作、食物运送、餐具清理机器人数字化设计
模块一 任务阶段划分
模块二 项目具体实施
模块三 项目展示评价
本系列课程旨在通过真实问题解决的项目载体，引导学生开展项目式的深度学习，追求设计为核心灵魂，注重技术匹配选择，强调工程为融合载体，凸显体验式做中学，重视协同式问题解决。在实践过程中，培养学生的专业思维习惯和专业学习方式，将工程与艺术、现代与传统、实践与创新相结合，融合现实与虚拟经验进行批判创新，成为自主创造的问题解决者。
对于机器人而言，多功能性是发展目标之一，尤其在日新月异的现代社会，如果机器人能够适应和到达更多的地方，那么用途就会更加广泛，帮助人类解决更多困难。攀爬机器人就是通过不同的工作原理和攀爬方式，到达极限工作环境，搭载相应的设备，实现壁面的清洗、探伤、管道铺设、油漆等等多种功能。除了工程情境中提到的MINIClimber这种能在垂直壁面、球面作业的机器人外，攀爬机器人还致力于探索更多的功能和作业环境，发挥更大的实用价值。
攀爬机器人的种类和应用范围非常广泛，本项目将从攀爬机器人这一大范围的主题入手，通过分析设计需求、头脑风暴等，由大到小，一层层界定问题，逐步明晰攀爬机器人具体的设计方向、提出设计方案，继而结合机械设计基础知识和数字化设计制作手段来落实设计方案，实现攀爬机器人的功能需求，设计制作出一个攀爬机器人。
攀爬机器人项目作为本册第一个学习内容，是一个封闭型的学习项目。即，对一个经典的攀爬机器人数字化设计案例——“软管清道夫”的选题与设计制作过程进行详细分析和学习。在对案例的学习过程中，初步了解什么是机械产品数字化设计、了解如何对机械设计基础的知识进行综合运用，培养机械产品数字化设计理念、培养对机械结构设计方案进行对比论证以及分析问题的能力。
生物具有的功能迄今比任何人工制造的机械都优越得多，仿生学就是要在工程上实现并有效地应用生物功能的一门学科。它诞生于上世纪中期。仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。从仿生学的诞生、发展，到现在短短几十年的时间内，它的研究成果已经非常可观。仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路，也就是向生物界索取蓝图的道路，它大大开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力。
在机器人领域中，移动机器人按移动方式大体分为两大类：一是由现代车辆技术延伸发展成的轮式移动机器人（包括履带式）；二是基于仿生技术的运动仿生机器人。自然环境中有约50％的地形，轮式或履带式车辆到达不了，而这些地方如森林，草地湿地，山林地等地域中拥有巨大的资源需要探测和利用，同时要尽可能少地破坏环境。此时，足式仿生机器人以其固有的移动优势成为野外探测工作的首选。另外，如海底和极地的科学考察和探索，足式仿生机器人也具有明显的优势，因而足式仿生机器人的研究得到世界各国的广泛重视。
在本项目中，就是要发掘生命活动的启示，完成一个足式仿生机器人的机械数字化设计。
基于项目一中对机械产品数字化设计制作一般理念和基本流程的理解，本项目以“足式仿生机器人”为主题，是一个半开放型项目——需要根据提示，自主选题，完成一个足式仿生机器人数字化设计的全部过程。同时，在项目进程中，将足式仿生机器人“超级仿生小强”作为参考案例进行分析。希望通过项目二的实践，将机械产品数字化设计制作理念加以运用，掌握机械产品数字化设计的基本方法，对机械设计基础的知识达到综合运用，锻炼项目自主实施、团队合作与解决问题的能力。
世界发展日新月异，机器人正在向服务行业渗透。过去，机器人下厨在我们看来仿佛是科幻电影中的情节，而现在，它已完全不是什么新鲜事了。虽然就目前而言，人类在厨房中的作用并不会被机器人取代。但可以确定的是，机器人服务员、机器人酒保、机器人厨师将会走进各大酒店，甚至各个家庭，和人类一起，制作人间美味，提供贴心服务。
“厨房革命”是一个全开放型的机械产品数字化设计项目，即，综合项目一和项目二的学习和实践经验，自主或小组合作，利用机械产品数字化设计方法，设计与制作一个厨房机器人。
在项目进程中，需要小组合作，自主对项目进行规划和实施。对从“食品制作”、“食物运送”、“餐具清理”三个主题中选出一个作为项目主题，进行解析，提出设计需求和在具体设计前需要综合考量的问题；运用头脑风暴明确设计方向并论证设计方向的合理性；制定具体的设计方案并通过三维数字建模加以实施与优化；最后对项目成果进行可视化展示与交流。