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1、第5课齿轮传动一一机械夹子教学案、提出问题当我们想抓取桌子上的杯子，我们可以用手去抓取，那么机器人如果想抓取物体，该如何去抓取呢？机器人可不可以用手或夹子来抓取呢？这节课我们就来制作能抓取物体的夹子。、联想我们的手非常灵活，把机器人的手制作成像人一样的灵活，不是很容易，但是我们可以借鉴生活中的剪刀，镊子等工具，如图5-1和图5-2所示，模拟它们的结构制作一个夹子作为机器人的手，让机器人去抓取物体。图5-1剪刀图5-2镊子三、要求机械夹子的制作1. 机械夹子可以打开和闭合2. 用齿轮带动夹子进行传动四、构建1. 夹子的制作夹子的制作利用两根弯曲的圆梁，两根圆梁一左一右组成夹子的左右两片，如图5-
2、3所示。EV3电子教案入门篇EV3电子教案入门篇图5-3弯梁EV3电子教案入门篇EV3电子教案入门篇图5-424齿齿轮图5-5齿轮传动2. 齿轮的传动齿轮利用两个24齿的齿轮来完成，如图5-4所示。当两个相同的齿轮传动的时候，大家要注意它们的扭矩，速度都不变,但是两个齿轮的转动方向是相反的，我们制作的夹子是利用了这个特点，当顺时针转动时夹子闭合，当逆时针转动时夹子分开，如图5-5所示。EV3电子教案入门篇EV3电子教案入门篇完成后的效果，如图5-6所示。EV3电子教案入门篇EV3电子教案入门篇图5-6齿轮传动的夹子EV3电子教案入门篇我们利用齿轮传动的特点制作了这个夹子，当转动手柄时，夹子就会
3、分开或闭合。五、优化与改进上面制作的夹子在使用上有什么问题吗？我们可以发现刚才利用齿轮制作的机械夹子，在闭合和开启的时候速度太快，而且当关闭夹子时，夹子很容易自动松开。第一个问题可以通过改变齿轮的传动比来解决，第二个问题要求夹子可以自动锁定，用机械结构解决比较困难。因此，为了解决这两个问题，我们要利用乐高的一个新的齿轮：涡轮。技能牌：涡轮，如图5-7所示。图5-7涡轮涡轮通常会与齿轮进行啮合，并且会连接两个互相垂直的轴，也就是说通过涡轮的传动可以改变力的方向，而且涡轮可以增大扭矩，减小角速度，并且可以使被传动的齿轮具备自锁的功能。所谓自锁功能是指只有涡轮这个轴是可以人为旋转的，而齿轮的轴是不能
4、被人为旋转的，齿轮只能依靠涡轮的传动而转动。由此我们可以看到，涡轮的应用就可以解决刚才我们提到的两个问题，可以实现减慢速度和自锁的功能。下面，我们就利用涡轮来进行机械夹的改进。1.框架的搭建框架的搭建全部利用圆梁来完成，结构紧凑，轻便，坚固，如图5-8所示。图5-8框架2.涡轮的制作涡轮的固定非常重要，一定要把涡轮牢固的安装在框架上，不能上下或左右晃动，如图5-9所示。图5-9涡轮的制作3. 完成后的效果安装齿轮和夹子后的效果，如图5-10所示。这样转动黑色十字轴后就可以关闭和开启夹子了，试一下吧!图5-10涡轮传动的夹子六、实践与讨论利用涡轮制作的的机械夹扭矩增加多少倍?涡轮的自锁功能还能应
5、用到哪些方面呢?七、拓展涡轮的自锁功能可以应用到生活中的方方面面，例如在第3课中的停车场栏杆器，栏杆在上升和下降的过程中，应该是锁定的状态，为了使通过的车辆更加安全，这是非常重要的。乐高还提供了放置涡轮的积木套装，我们称它为涡轮箱，如图5-11所示，这样在我们使用涡轮进行传动的时候就更加方便了。图5-11涡轮箱F面我们就用涡轮箱来改进一下栏杆器，如图5-12所示图5-12用涡轮箱制作的栏杆器大家实践的时候可以发现，只有手柄可以转动，而栏杆是抬不动的，这是由于涡轮有自锁的功能，这样在车辆通过时就会更加的安全八、作业：1. 说一说涡轮有什么特点？试一试涡轮还可以与其他的齿轮进行传动吗？EV3电子教
6、案入门篇EV3电子教案入门篇第5课齿轮夹子搭建图1.弯梁当作夹子2.24齿齿轮3.齿轮传动EV3电子教案入门篇4.连接2个长销连接器5.连接弯梁6.最终完成的夹子涡轮夹子搭建图1.连接轴和轴连接器2.连接2个直角红梁3.连接蓝色长销4.两侧连接2个3孔圆梁5.连接轴、轴套和轴连接器6.连接红色直角梁7.两侧连接2个黑色圆销8.将上，下两部分进行连接并插入圆销9.两侧插入圆梁EV3电子教案入门篇EV3电子教案入门篇16.涡轮传动17.夹子打开涡轮箱栏杆器搭建图1涡轮箱2涡轮套装所需要零件3.将积木放入到涡轮箱中4.加入手柄5.加入栏杆6.插入黑色圆销7插入2孔连接件8.栏杆器抬起9.绿色积木板用作底板10.将涡轮套装与绿色积木板连接11.完成后的栏杆器
