第5课 齿轮传动——机械夹子 教学案.pdfVIP

EV3电子教案入门篇

第5课齿轮传动——机械夹子教学案

一、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。

二、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5-3所示。

EV3电子教案入门篇

图5-3弯梁

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。

图5-424齿齿轮

图5-5齿轮传动

3.完成后的效果，如图5-6所示。

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。

EV3电子教案入门篇

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