2024年机器人等级考试稻草人.docx

第8章稻草人

稻草人是农人為守护田地，以防鸟雀糟踏粮食一类的庄稼，而立于田边用稻草做的人偶。由于用稻草做的故叫其“稻草人”。

8.1稻草人的故事

很久此前，农民伯伯在农场上耕种，春天播撒种子，秋天收获粮食。不过好景不長，天空来了一群不速之客，一群乌鸦偷走了农民伯伯的粮食，整个农场被糟践得杯盘狼藉。后来，农民伯伯想了一种措施发挥他的聪颖才智用稻草制作了一种逼真的假人，这个假人就是稻草人。农民伯伯把稻草人插到农场里，乌鸦认為是真的人，于是再也没有糟践过这片土地。

大家有无想过假如我們能让农场上的稻草人不停的晃动，这样就与人类更靠近，会协助农民伯伯赶走更多的麻雀和乌鸦，减少他們的损失。

8.2制作

1.制作稻草人的支架。稻草人需要一种平稳的底座，我們使用汉堡包构造的连接作為底座。我們用带孔积木、黑销、薄片构成支架部分。

2.制作稻草人的头和身体。

3.安装馬达，将馬达安装在底座上。

4.制作传动装置。传动装置包括皮带传动装置和曲柄连杆。在稻草人支架上穿轴，轴上安装滑轮和皮带，馬达上安装另一滑轮，绕过皮带。曲柄连杆机构的作用是将馬达的圆周运动转化為稻草人的摆动，因此曲柄安装在和滑轮的同一轴上。曲柄连杆的连接需要使用滑销或黑轴、轴套，安装時需要注意工具使用措施。

5.连接各部分，完毕模型。稻草人的身体和曲柄连杆连接构成完整的曲柄连杆机构，连接处需要使用滑销或黑轴、轴套。

6.连接cpu，控制模型。用cpu控制馬达转动，馬达上的滑轮通过皮带带动上方轴上滑轮转动，滑轮带动同轴的曲柄作圆周运动，曲柄连杆机构将圆周运动转化為稻草人的往复摆动。

3倍

4倍

8.3皮带传动

皮带传动是两个传动轮之间有一定距离，可以生产持续的旋转运动，将力从一种传动轮传导到此外一种传动轮的传动装置。在不一样的传动场所，皮带传动常用的方式有三种:平行传动，交叉传动，半交叉传动，下面我們依次讲解。

平行传动:皮带直接绕过两个传动轮，这种传动方式也称作开口传动。如图8.1所示，传动時两个滑轮转动方向相似。当小滑轮作為积极轮顺時针转动時，大滑轮也顺時针转动。

图8.1

交叉传动:皮带反方向180°。绕过两传动轮，如图8.2所示，这种传动方式叫交叉传动。交叉传动時，两个滑轮的转动方向相反，当小滑轮顺時针转动時，则大滑轮逆時针转动。

图8.2

半交叉传动:皮带交叉90°绕过两传动轮，穿过两个传动轮的轴位置异面垂直，如图8.3所示，这种传动方式叫半交叉传动。两个滑轮不在同一平面上，因此不讨论转动方向。半交叉传动使用较少，轴的位置需要异面垂直，两个传动轮的中心位置连线又要和两个轴都垂直，限制较多，不轻易调整。

图8.3

在机械中，皮带传动装置应用诸多，它拥有如下長处和缺陷。

皮带装置的長处:

可实現远距离传动，皮带是有一定的長度的，这样就可以只运用两个滑轮和一根皮带将力传递到较远距离。在忽然施加外力或者忽然变速時，可以保护机械，不会损坏零件。噪音小，相对于齿轮啮合，皮带传动的噪音较小。

皮带装置的缺陷:在传递动力过程中，会有時间上的延缓。

皮带有弹性，在积极轮从静止到转动的一刻，皮带被拉动伸長，从动轮并没有立既运动，会有一瞬间的延缓。

不能精确无误的传动，我們讲过减速和加速装置，在传动時，齿轮速度和齿轮半径成反比，可以得到精确的数值，例如半径為5:1的齿轮，大齿轮為积极轮時，為加速装置，大齿轮速度与小齿轮速度比应当為1:5，小齿轮速度為大齿轮速度的五倍。而皮带由于弹力和打滑的问題，在传动時，不能精确无误的传递运动与力，同样的大滑轮為积极轮的加速装置，小滑轮的速度没有到达大滑轮速度的三倍。并且在传动時，能量损失比较大，同理。皮带轻易破损。

稻草人中，除了皮带传动装置，还运用到了曲柄连杆机构。如图8.4所示，稻草人的曲柄摇杆机构由黄色滑轮為曲柄，由轴带动作匀速圆周运动，与之连接的長条為连杆，连杆带动摇杆，作往复摆动，从而带动稻草人往复摆动。

8.4三种运动方式的比较

通过前面的課程我們一共讲述了三种传动方式，分别是齿轮传动，皮带传动，链传动。每种传动方式均有各自的特点，它們的使用场所也不尽相似，详细使用哪种传动方式要根据模型规定和动力，速度等多种状况综合考虑。三种传动方式的区别详見表8.1所示。

齿轮、皮带、传动链之间的区别

传动装置

安装方向

转动方向

传动距离

長处

缺陷

齿轮

同一平面（轴平行）：

两齿轮转动方向相反

近距离：2个齿轮直接咬合

远距离：多种齿轮咬合

可以精确无误的传递动力；齿轮传动力大；构造紧凑；

噪音大；

易损坏零件、电机；

轴同面垂直：

冠齿轮与平齿轮

不在同一平面不讨论方向

轴异面垂直：

涡轮和平齿轮

可任何角度咬合：

多用途齿轮

传动链

必须同一平面

同向

远距离传递动力

精确无误的传递动力；远距离传递；

噪音大

皮带

同一平面：皮带平行

两滑轮转