主講人:喬志軍
一、器材
機械類教具诫肠,機器人教具
1、9686科學與技術(shù)套裝
為學齡機械的基礎套裝欺缘,適用于機械類課程栋豫,并且可以搭配其他補充包,適用樂高課程谚殊,包含零件數(shù)量396個笼才,使用年齡段6-8歲,學生通過模型來預測络凿、觀察骡送、調(diào)整、記錄各項指標絮记,直接體驗到力摔踱、能量、磁性等知識怨愤。
關鍵學習價值
力和運動派敷,力,動能撰洗,動力和空氣壓力等等
測量篮愉,測量距離,齒輪比差导,校準等等
能量试躏,能源再生,空氣阻力设褐,壓力颠蕴,勢能等等
磁學,材質(zhì)助析,磁鐵犀被,引力和斥力等等
2、9580 9585
9580為wedo課程核心套裝外冀,包含連接線一個寡键,馬達一個,運動傳感器一個雪隧,以及153個樂高零件西轩,
9585為9580配件庫,
包含326個樂高零件膀跌,無電子設備遭商,為課程搭建提供一定的延伸作用,已停產(chǎn)捅伤,可用5300wedo2.0替代劫流。
3、9641氣體動力機械結(jié)構(gòu)組合
旨在與簡易動力機器組合丛忆,包含用于四個真實氣動模型的泵祠汇,管道,氣缸熄诡,閥門可很,儲氣罐,壓力計凰浮,此套組不能單獨使用我抠,配合9686適用于“氣動力”課程苇本,配合45544EV3機器人頭腦風暴核心套裝使用。
4菜拓、能源套裝補充包
為再生能源補充包瓣窄,需搭配9686使用,包含零件12個
5纳鼎、機器人教具
45544(EV3)由541個積木組成俺夕,包含一個主控裝置,兩個大型電機贱鄙,一個重型電機劝贸,兩個觸動傳感器,一個顏色傳感器逗宁,一個陀螺儀傳感器映九,以及一個超聲波傳感器組成,45560為補充套裝疙剑,包含853個樂高零件氯迂,適用于9-14歲樂高機器人課程
二、樂高機器人教具發(fā)展史
目前經(jīng)歷三次的升級演變言缤,1996年推出第一代機器人RCX嚼蚀,2007年推出第二代機器人NXT,推出第三代機器人EV3
三管挟、零件種類
設計制作機器人和蓋房子相似轿曙,都需要用材料或零件支撐起它們的結(jié)構(gòu)。蓋房子需要用到鋼筋僻孝、 石材导帝、木材等材料,而搭建一個樂高作品則需要用到梁穿铆、軸您单、連接銷等零件
1個樂高單位=8mm? ? ? L代表樂高單位
零件種類:機械梁(梁),機器人梁(圓梁)荞雏,薄片虐秦,磚,軸凤优,銷悦陋,軸套,連接器筑辨,齒輪俺驶,滑輪和皮帶
光滑梁
光滑梁多用于搭建機器人的主體結(jié)構(gòu)
同時也是零件的測量工具:如測量軸的單位
以圓孔為基準計算樂高單位(單數(shù):3、5棍辕、7暮现、9还绘、11、13栖袋、15為主)
3L光滑梁
5L光滑梁
7L光滑梁
11L光滑梁特殊光滑梁
T型梁
2*4L型梁
3*5L型梁
4*4單彎梁
4*6單彎梁
3*7單彎梁
雙彎梁
凸點梁
以凸點為基準計算樂高單位(雙數(shù):2蚕甥、4、6栋荸、8、10凭舶、12晌块、14、16為主)
2L凸點梁
4L凸點梁
6L凸點梁
8L凸點梁
16L凸點梁
實心磚帅霜,主要通過零件的凸點來定義匆背,常用于實體搭建,磚的有效高度為9.6mm身冀,不包含凸點的高(1*1磚的長 寬 高=8mm*8mm*9.6mm)
磚
1*1單排磚
1*2單排磚
1*4單排磚
1*8單排磚
2*4雙排磚
1*2斜面磚
2*2斜面磚
軸孔圓磚
軸
軸的兩個重要作用钝尸,一是傳動,二是加強結(jié)構(gòu)搂根,軸所插入的孔的形狀的不同珍促,決定了軸的可以在孔內(nèi)轉(zhuǎn)動,還是固定在其中剩愧。
灰軸
黑軸
3L灰軸
5L灰軸
7L灰軸
11L灰軸
4L黑軸
6L黑軸
8L黑軸
10L黑軸
特殊軸
2L軸
3L帶末端軸
4L釘子軸
5.5L帶末端的軸
銷
銷是空心的猪叙,在端部或中間開有彈性槽
可與梁、磚仁卷、板相結(jié)合穴翩,銷上有銷環(huán),使它不能完全穿過孔
光滑銷? ? ? ? 摩擦銷
光滑長銷? ? ? 摩擦長銷
光滑軸銷? ? 摩擦軸銷
特殊銷
?光滑銷? ? ? ? ? ? ? ? ? ?光滑銷
帶銷孔長銷
雙倍銷
雙倍轉(zhuǎn)向銷
半軸套
1/2樂高單位的軸套 可以作為滑輪使用
軸套
主要是固定軸的作用锦积,也可以保持兩個和多個其他元件之間的距離
全軸套
1L? 它的一端有四個缺口芒帕,可以固定在四個凸點中間,當作固定軸使用
軸套長銷
3L丰介,其中包括軸套和2L的摩擦銷背蟆,適用于復雜的幾個模塊連接起來
板的有效厚度為1/3L,通過零件的凸點來定義基矮,常見單列板和雙列板
多列板可作為底板使用淆储,分為帶孔的和無孔的
板
1*2單排薄片
1*4單排薄片
2*4雙排帶孔薄片
4*4板
6*14板
2*6雙排帶孔薄片
2*8雙排帶孔薄片
2*2雙排薄片
2*4雙排薄片
2*8雙排薄片
112.5度
聯(lián)軸器
0度
180度
157.5度
135度
90度
常規(guī)聯(lián)軸器
輪緣上有齒輪連續(xù)嚙合傳遞運動和動力的機械元件
齒輪
8齒
常用于加速減速,缺點:不能承受較大的扭矩家浇,齒輪傳動時會有明顯的齒縫
16齒
24齒
40齒
冠狀齒輪
24齒齒輪本砰,垂直傳動
斜齒輪
12齒單面斜齒輪
12齒雙面斜齒輪
20齒雙面斜齒輪
20齒雙面斜齒輪
20齒單面斜齒輪
特殊齒輪
齒條
4齒齒輪
齒條
蝸桿
差速器
由輪轂和輪胎組成,用于組件機器人的驅(qū)動部分
輪胎
樂高人仔
常用零件
雙軸連接器
正交單排雙孔單軸連接器
連銷器
曲柄
萬向節(jié)
凸輪
繞線器
三角薄連桿
常用零件
框架
H型框架
鉛塊
起件器
四钢悲、什么是機械
機械就是能幫助人們降低工作難度或省力的工具裝置点额,像筷子舔株,錘子,夾子以及鑷子一類的物品都可以被稱為機械还棱,他們是簡單機械载慈,復雜機械是由兩種或者兩種以上的簡單機械構(gòu)成,通常把比較復雜機械叫做機器
五珍手、什么是杠桿
(一)定義:在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒就是杠桿办铡。
(二) 杠桿五要素
支點:杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點,通常用字母O來表示琳要。
動力:使杠桿轉(zhuǎn)動的力寡具,通常用F1來表示。
阻力:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力稚补,通常用F2來表示童叠。
動力臂:從支點到動力作用線的距離,通常用L1表示课幕。
阻力臂:從支點到阻力作用線的距離厦坛,通常用L2表示。
(3) 分類
等臂杠桿:支點在動力點和阻力點的中間乍惊。稱為第一類杠桿杜秸。既可能省力的,也可能費力的污桦,主要由支點的位置決定亩歹,或者說由臂的長度決定。動力臂與阻力臂長度一致凡橱,所以這類杠桿是等臂杠桿小作。例:蹺蹺板、天平等稼钩。
省力杠桿:阻力點在動力點和支點中間顾稀。稱為第二類杠桿。由于動力臂總是大于阻力臂坝撑,所以它是省力杠桿静秆。例:堅果夾子,門巡李,釘書機抚笔,跳水板,扳手侨拦,開(啤酒)瓶器殊橙,(運水泥、磚的)手推車。
費力杠桿:動力點在支點和阻力點之間膨蛮。稱為第三類杠桿叠纹。特點是動力臂比阻力臂短,所以這類杠桿是費力杠桿敞葛,然而能夠節(jié)省距離誉察。例:鑷子,手臂惹谐,魚竿持偏,皮劃艇的槳,下顎氨肌,鍬综液、掃帚、球棍儒飒,理發(fā)剪刀等以一手為支點,一手為動力的器械檩奠。
復式杠桿:是一組耦合在一起的杠桿桩了,前一個杠桿的阻力會緊接地成為后一個杠桿的動力。
六埠戳、什么是齒輪
(一)定義:齒輪是輪緣上有齒能連續(xù)嚙合傳遞運動和動力的機械元件井誉,是能互相嚙合的有齒的機械零件
(二)惰性齒輪:是兩個不互相接觸的傳動齒輪中間起傳遞作用的齒輪,同時跟這兩個齒輪嚙合整胃,用來改變被動齒輪的轉(zhuǎn)動方向颗圣,使之與主動齒輪相同。它的作用只是改變轉(zhuǎn)向并不能改變傳動比屁使,稱之為惰性齒輪在岂。
(三)齒輪嚙合:是指兩機械零件間的一種傳動關系。
(1) 齒輪傳動的優(yōu)缺點:
優(yōu)點:傳動功率和速度的適用范圍廣蛮寂,具有恒定的傳動比蔽午,傳動效率高,工作可靠酬蹋,使用壽命長及老,結(jié)構(gòu)緊湊。
缺點:制造和安裝精度要求較高范抓,價格昂貴骄恶,精度低時,振動和噪聲較大匕垫,不宜用于軸間距離大的傳動僧鲁。
齒輪傳動的性能要求:
(1)傳遞運動的準確性;
(2)傳動的平穩(wěn)性;
(3)載荷分布均勻性悔捶;
(4)側(cè)隙铃慷。即齒輪帶嚙合時非工作齒面之間要有適當?shù)拈g隙。
七蜕该、什么是皮帶
(一)定義:是將原動機的電機或發(fā)動機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動力犁柜,通過帶輪由膠帶傳導到機械設備上,故又稱之為動力帶堂淡。
(二)皮帶傳動的優(yōu)缺點:
優(yōu)點:1,可用于兩軸中心距離較大的傳動;
2,帶具有彈性,可緩和沖擊和振動載荷,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),無噪聲;
3,當過載時,帶即在輪上打滑,可防止其他零件損壞;
4,結(jié)構(gòu)簡單,設備費低,維護方便馋缅。
缺點:1,傳動的外廓尺寸較大;
2,由于帶的彈性滑動,不能保證固定不變的傳動比;
3,軸及軸承上受力較大;
4,效率較低
5,帶的壽命較短,約為3000到5000h,
6,不宜用于易燃易爆的場合.
八、什么是滑輪
(一)定義:是可以繞著中心軸旋轉(zhuǎn)的圓輪绢淀。在圓輪的圓周面具有凹槽萤悴,將繩索纏繞于凹槽,用力牽拉繩索兩端的任一端皆的,則繩索與圓輪之間的摩擦力會促使圓輪繞著中心軸旋轉(zhuǎn)覆履。
(二)動滑輪
1、定義:軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪稱為動滑輪
2费薄、特點:使用動滑輪能省一半力硝全,費距離。這是因為使用動滑輪時楞抡,鉤碼由兩段繩子吊著伟众,每段繩子只承擔鉤碼重的一半。使用動滑輪雖然省了力召廷,但是動力移動的距離是鉤碼升高的距離的2倍凳厢,即費距離。不能改變力的方向竞慢。隨著物體的移動而移動先紫。另外,在生活中不能忽略動滑輪本身的質(zhì)量筹煮,所以在動滑輪上升的過程中做了額外功泡孩,降低機械效率。
(1)定義:和重物一起移動的滑輪寺谤。(可上下移動仑鸥,也可左右移動)
(2)實質(zhì):動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿。
(3)特點:使用動滑輪能省一半的力变屁,但不能改變動力的方向眼俊。
(4)理想的動滑輪(不計軸間摩擦和動滑輪重力)
(三)定滑輪
1、 定義:使用滑輪時粟关,軸的位置固定不動的滑輪稱為定滑輪
2疮胖、 特點:
(1)定滑輪的中心軸是固定不動的
(2)定滑輪的動力臂L1、阻力臂L2都等于滑輪半徑
(3)定滑輪既不省力也不費力,但可以改變作用力的方向
(四)滑輪組
1澎灸、定義:是由多個動滑輪院塞、定滑輪組裝而成的一種簡單機械,既可以省力也可以改變用力方向
2:特點:定滑輪可以改變力的方向性昭,但不能省力地拉動物體拦止。動滑輪不可以改變力的方向,但能省一半的力地拉動物體糜颠⌒谧澹滑輪組結(jié)合了定滑輪和動滑輪,這樣既可以改變力的方向其兴,又能很省力地拉動物體顶瞒。若不計滑輪組使用中所做的額外功,動滑輪用的越多越省力元旬。
九榴徐、 棘輪棘爪
(一)定義:由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運動機構(gòu)
(二)分類及其特點:
1、按結(jié)構(gòu)形式
棘輪機構(gòu)按結(jié)構(gòu)形式分類可分為齒式棘輪機構(gòu)和摩擦式棘輪機構(gòu)匀归。
齒式棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單箕速,制造方便;動與停的時間比可通過選擇合適的驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)朋譬。該機構(gòu)的缺點是動程只能作有級調(diào)節(jié);噪音兴垦、沖擊和磨損較大徙赢,故不宜用于高速
摩擦式棘輪機構(gòu)是用偏心扇形楔塊代替齒式棘輪機構(gòu)中的棘爪,以無齒摩擦代替棘輪探越。特點是傳動平穩(wěn)狡赐、無噪音;動程可無級調(diào)節(jié)钦幔。但因靠摩擦力傳動枕屉,會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,雖然可起到安全保護作用鲤氢,但是傳動精度不高搀擂。適用于低速輕載的場合。
2卷玉、按嚙合方式
棘輪機構(gòu)按嚙合方式分類可分為外嚙合棘輪機構(gòu)和內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)哨颂。
外嚙合式棘輪機構(gòu)的棘爪或楔塊均安裝在棘輪的外部,而內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)的棘爪或楔塊均在棘輪內(nèi)部相种。
外嚙合式棘輪機構(gòu)由于加工威恼、安裝和維修方便,應用較廣。內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)緊湊箫措,外形尺寸小腹备。
3、按從動件運動形式
棘輪機構(gòu)按從動件運動形式分類可分單動式棘輪機構(gòu)斤蔓、雙動式棘輪機構(gòu)和雙向式棘輪機構(gòu)植酥。
單動式棘輪機構(gòu)當主動件按某一個方向擺動時,才能推動棘輪轉(zhuǎn)動附迷。
雙動式棘輪機構(gòu)惧互,在主動搖桿向兩個方向往復擺動的過程中,分別帶動兩個棘爪喇伯,兩次推動棘輪轉(zhuǎn)動喊儡。
雙向式棘輪機構(gòu)常用于載荷較大,棘輪尺寸受限稻据,齒數(shù)較少艾猜,而主動擺桿的擺角小于棘輪齒距的場合
八、機械傳動
傳動是機械中的重要組成部分捻悯,運動的機械都離不開傳動匆赃,機械傳動也是簡易機器人中的一項重要技術(shù)
常見的傳動方式
齒輪傳動
滑輪傳動
鏈條傳動
齒條傳動
九、學齡體驗課
七周歲發(fā)展特點
1今缚、秩序感較差算柳,缺乏紀律意識
沒有完全建立起良好的秩序感,也不懂何為紀律姓言,更無法保持長時間的注意力集中(灌輸好孩子意識瞬项,簡明扼要地把好孩子應該做到的要求列出來,及時肯定孩子)
2何荚、自我意識開始逐漸強烈
愿意自己獨處囱淋,有自己的“小天地”,在此過程中愿意去發(fā)現(xiàn)餐塘,觀察新鮮的事物妥衣,汲取一些印象與感覺,反復思量戒傻,以此構(gòu)筑并強化著有關自我的意識
3税手、容易產(chǎn)生負面情緒,缺乏認同感
不但具有很多讓他們擔心需纳,害怕的事情(生老病死等)還具有一種讓他們覺得自己“我怎么這么倒霉”的事情冈止,同時渴望“權(quán)威”人物比如老師,家長的贊許候齿。
(積極關注孩子的心理變化熙暴,與孩子溝通闺属,給予孩子自我表達和解釋不滿的機會,尊重他們并給予同情與認同)
4周霉、沉靜掂器,愛思考
《動力機械1》課程包特點簡介
主要講解的是齒輪、滑輪俱箱、杠桿国瓮、輪軸四大知識點,通過專業(yè)的講解和學生動手實際操作讓學生可以更好的狞谱,更透徹的掌握此知識點乃摹,此課程包知識點專業(yè)性較強