VEX 机器人是怎么画糖画的?
大家好,我们是来自深圳的 3188A。这是一个把中国传统文化和科技结合在一起的故事。
缘起:庙会上的那条龙
每到过年,我最期待的就是逛庙会,而庙会上我最爱的是糖画。糖画师傅拿着勺子舀起金黄的糖浆,在大理石板上流畅地画出龙、凤凰、猴子、花朵,每一个都栩栩如生。有一次师傅给我画了一条威武的龙,我开心得合不拢嘴。
糖画起源于明清,以糖为料、以勺为笔,凝固后晶莹剔透,是非物质文化遗产的一部分。可是我慢慢发现,街头的糖画摊越来越少了——这门传了几百年的手艺,好像正在被忘记。我有点惋惜,于是和几个好朋友决定做点什么。
灵感:糖画其实很像 3D 打印
研究糖画工艺的时候我们惊喜地发现:糖画的绘制方式,和我自己组装过的 3D 打印机异曲同工。能不能用我们熟悉的 VEX IQ,参考 3D 打印机的结构,做一个会自动画糖画的机器人?
怎么搭:龙门架结构
- X 轴:横向龙门架,中间用横梁加固,电机带动齿条机构移动,平衡了电机和糖画笔的重量。
- Y 轴:履带传动,加固定滑轨让平台更稳。
- 因为糖画需要慢速、稳定地画,我们用了减速的机械机构。
搭建中遇到不少结构稳定性和部件配合的问题,靠团队合作一个个解决了。
怎么编程:图片 → Gcode → 坐标点
要让机器人画出图案,就得把图案变成它能懂的路径。我们先用软件把图片转成 Gcode(一串坐标点),再让 VEX 主机按这些坐标连续运动。
我们用 Python 加 AI 编程助手,我用中文跟 AI 描述想法,它帮我生成可执行的代码。听起来轻松,其实我至少和 AI 来回了上千次才勉强跑通——总算体会到为什么说程序员头发少了。
最难的是调试糖浆
糖浆的温度、粘稠度,机器人的移动速度,都得反复调。温度低了挤不出,高了会糊掉甚至变黑;走太快糖浆跟不上,太慢又会堆积。一次次失败、一次次调整,终于画出了第一幅完整的糖画。看着机器人在板上流畅地描出图案,我们激动极了。
走向公众
我们带着糖画机器人去商场摆摊,给小朋友和家长讲糖画的历史和做法,现场为他们画独一无二的糖画。大家都很兴奋——我们还赚了不少钱。
结果
- VEX 比赛 冠军,并凭此晋级 VEX 世锦赛
- 把科技和传统文化接在了一起,让一门快被忘记的手艺重新被看见
科技没有国界,文化需要传承。我们希望带着糖画机器人去世锦赛,让更多人感受到中国传统文化的魅力。