初中九年級信息技術(shù)機器人的傳動裝置

機器人的傳動裝置機器人能夠做出各種動作，完成各項任務(wù)，主要是通過機器人的傳動裝置，將動力傳遞到機器人的執(zhí)行部分來執(zhí)行的。機器人的傳動部分，相當(dāng)于我們的肌肉。想一想在機器人籃球比賽項目中，我們用機器人投籃時，是讓機器人把“籃球”從上面放進去呢，還是讓機器人把“籃球”從下面彈進去呢？我們還看到了其他的投籃方式嗎？學(xué)一學(xué)一、機器人的傳動裝置機器人完成各種任務(wù)是靠它的傳動裝置來執(zhí)行的，機器人的傳動機構(gòu)尚于人的肌肉，是驅(qū)動執(zhí)行的裝置。常見的傳動裝置有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動等傳動形式。帶傳動的裝置如圖，它是用撓性傳動帶做中間體，靠摩擦力工作的一種傳動方式。鏈傳動是由兩個具有特殊齒形的鏈輪和一條撓性的閉合鏈條所組成。它依靠鏈和鏈輪輪齒的嚙合而傳動。齒輪傳動的方式有很多種，如直齒齒輪傳動、圓柱齒輪傳動、蝸桿齒輪傳動、差動齒輪傳動、錐齒齒輪傳動、冠齒齒輪傳動等。齒輪傳動裝置既可以改變傳動的方向，也可以改變傳動的速度，還可以同時改變方向和速度。常見的齒輪傳動方式如圖所示。示意圖形式錐齒齒輪傳動冠齒齒輪傳動直齒齒輪傳動差動齒輪傳動二、減速機構(gòu)我們知道，機器人的傳動動力最初來自于電動機，而電動機的轉(zhuǎn)速是非?？斓?，傳動機構(gòu)完成機器人的指令時，它的速度要慢很多，這就需要一個裝置把電動機的速度減緩下來，這個裝置就是減速器，也稱變速箱。變速箱如圖所示。在制作機器人時，如果在電機轉(zhuǎn)軸上安裝一個小的齒輪，再在車輪的軸上安裝一個大的齒輪，這樣一來，車輪的轉(zhuǎn)速就比電機的轉(zhuǎn)速慢很多，但它輸出的轉(zhuǎn)動力卻要比電機的大很多，這就是降低電機轉(zhuǎn)速，提高負(fù)載能力的減速機構(gòu)。即使采用同一電機做動力源，如果采用不同的齒輪組合，會得到不同的效果。這里有一個規(guī)律：齒輪的轉(zhuǎn)速越快，輸出的轉(zhuǎn)動力就越??；而齒輪的轉(zhuǎn)速越慢，輸出的轉(zhuǎn)動力就越大。三、投籃機器人現(xiàn)在的機器人比賽里有一項很有趣的比賽項目——機器人籃球比賽。要求機器人在場地上指定的范圍內(nèi)把球投入籃筐，球投進了籃筐就記得分，球沒有投進籃筐就不記得分。這里存在一個投籃距離的問題。距離越遠越難控制，就像三分球那樣，越遠投進籃篋得分也越高，整個過程必須由程序來完成。投籃機器人的穩(wěn)定性要求很高，減速裝置就是機器人必不可少的一部分。還有一個重要的部分就是發(fā)射器，常見的有彈射和拋射裝置。彈射式的發(fā)射裝置，類似于發(fā)射炮彈，有的發(fā)射裝置前面是一個筒子，用來放置球和控制球的飛行角度，筒子后端就是一個彈簧設(shè)備。用程序來控制它何時彈出，這樣就能把球彈進籃筐了；還有的發(fā)射裝置利用橡皮筋，把投籃的“臂”和機身用橡皮筋綁好，在“臂”與機身的連接處有一個控制設(shè)備，到了投籃區(qū)域，球就會被彈出去。拋射式的發(fā)射裝置，沒有彈簧類的部件，主要是靠電機來帶動它完成投籃。下圖就是上述三種投籃機器人。做一做1.觀察各種齒輪與變速箱，找一個簡易的塑料齒輪變速箱，仔細(xì)觀察、依次拆開變速箱的各個齒輪與齒輪箱外殼，按拆開的先后順序依次放好，然后按逆順序拼裝起來，分別用手指轉(zhuǎn)動大齒輪和小齒輪，感覺手指撥動齒輪力量大小的變化。弄清齒輪傳動的形式與變速的原理。2.安裝一個簡單的機械臂，分析機械臂的控制機構(gòu)、傳動機構(gòu)、信息收集機構(gòu)等各是什么裝置。3.流程設(shè)計。機器人籃球比賽項目中，無論采用的是投射裝置還是彈射裝置，機器人首先要找到籃框的位置，然后判斷機器人距籃框的距離，再驅(qū)動機器人傳動裝置來完成投籃動作。試畫出機器人完成這一系列動作的流程圖。4.將設(shè)計好的機器人程序下載到機器人中，進行調(diào)試與運行。練一練把機械手臂安裝在機器人上，讓機器人完成投籃動作?？茨囊唤M設(shè)計的機器人能準(zhǔn)確、迅速地完成投籃動作。探一探目前，機械手雖然還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作