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东北电力大学课程设计

慧鱼机器人简介

慧鱼模型

1964年，慧鱼创意组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是技术含量

很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是

体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。慧

鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以

保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六

面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。

慧鱼模型背景及构成

机器人这个词，第一次出现在CarelCapek1923年的小说《Golem》（有生

命的假人）中，这个人造的主人公因其高超的本领代替了人。

上个世纪的三四十年代，机器人多少更像一种自动机器。以至于今天，当我

们回顾人们曾用闪光灯作为机器人的眼睛从而使其具有人类特点的种种尝试，总

会让人忍俊不禁。

这些机器几乎没有什么“智能化”或者“灵活性”可言。随着控制学对机器

人技术的影响日益深刻，机器人的设计也伴随电子电路的出现而越发接近现实

了。直到今天，机器人的智能化仍然是许多公司、科研院所和高等学校不断研究

和探索的重要课题。

自动化控制理论（Cybernetics）为解决这一问题带来了生机。“自动化控

制”一词来源于希腊语(Kybernetes)。原意指的是希腊轮船上领航员，其任务是

指挥航行方向并绘制到达目的地的航行路线。

无疑，自动化控制理论本来是要使机器人变聪明。但是如何实现呢？我们先

用一个启发式实验进行说明。我们可能都观察过飞蛾趋光的特点，飞蛾找到光源，

向那里飞去，即使非常近的距离，也绝不会拍打到光源。显然飞蛾之所以能够这

样做，是因为它发觉光源，划出路线然后再向其扑去。这本领是基于这种昆虫自

身具备的机敏的行为模式。

现在我们将上述能力应用到一个技术系统中。先用光学传感器探测到光源，

马达执行动作，这样，我们必须在发现信号和执行信号之间建立一个合理的连接，

即程序。

20世纪50年代，一位名叫沃特格雷(WalterGrey)的英国人将上述引人思

考的实验付诸于实践。借助于几个简单的传感器，马达和电路，他创作出多种自

动化动物，可以准确模仿出飞蛾的动作。左图所示的是“自动”海龟的复制品，

展示在华盛顿的史密森博物馆里。

鉴于上述的奇思妙想，我们也要为我们的机器人建立起类似的行为并用程序

来和机器人进行交流。

慧鱼创意组合模型体现不同学科知识点的各种组合包，不仅可以应用于中小

学各个年级学科教学、还可以用于大学不同专业以及研究生工程实验和技术创新

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活动，现在以清华大学、上海交通大学为代表的一批高校建立的慧鱼创新实验室

就是利用慧鱼模型组合包系列建立的工程技术实验室，是创新教育的一个全新平

台。通过慧鱼模型的使用，不仅可以让我们的孩子将多学科多领域的综合知识融

会贯通于实践过程中，更重要的是培养了他们的创新意识和创新能力。

创新是一个民族进步的灵魂，而慧鱼创意组合模型就是我们期待的创新教育

的理想学具！慧鱼模型就是利用“六面可拼接体”这种开放的零件，来构建或者

模拟现实发挥你的创意，来完成机电一体化的工业设计为主的模型组建，现在慧

鱼模型在中国有众多的高校以及职业学校在使用，并且越来越受到大家的关注。

相信慧鱼会成为中国创新教育的理想教具。

机械构件

1.六面拼接体六面拼接体的6个面各有U形槽或凸出的小方块,二

者是相互配合的。通过U形槽和小方块的相互拼接,可以实现构件之间的互

连。由于这些构件是六面体,因此接合的角度一般为0°或90°。如果需

要其他角度的连接,有专用的楔形体可供使用,这些楔形体提供的角度有

7.5°,15°,30°,60°等。

2.齿轮,齿轮轴与齿条。慧鱼模型提供的齿轮种类比较多,其中普通外

齿合齿轮还可用作蜗轮。

3.蜗轮,蜗杆和螺旋传动。慧鱼模型提供的蜗轮蜗杆形式多样,除蜗轮

外,所有的外啮合齿轮也都可用作蜗轮。小尺寸蜗杆还可以用作螺旋传动

的蜗杆。

4.导轨与连杆。慧鱼模型提供了多种长度的塑料或金属杆件,可用作导