第2部分 机器人机械任务——机械结构之美
任务1 秋千
创造者:郭梓轩(首都师范大学附属育新学校)
本项目用机器人搭建一个秋千。通过连杆等机械结构,将电机360°旋转的力转化成秋千前后摇摆的力。同时,通过三角支架等结构的设计,避免秋千在摇摆的时候翻倒、损坏。
1.所需主要零件
(1)电子组件
EV3核心程序块×1;大型电机×1;导线×1。
(2)结构组件
13单位梁×5;15单位梁×4;11单位梁×2;9单位梁×3;5单位梁×1;3单位梁×4;雪橇梁×3;3×5直角梁×2;3×3黑梁×2。
(3)机械组件
5单位轴×2;12单位轴×1;2单位轴×4。
(4)互锁组件
双交叉块×4;带十字孔的梁×4;交叉块×5;双连接销×3;黑销×31;摩擦连接销×10;轮轴连接销×3;半轴套×;全轴套×2。
注:1个乐高单位=1个圆孔。
2.搭建步骤及难点解析
1)搭建步骤
步骤1:先将4个黑销分别固定在主机两侧。
步骤2:用2个15单位梁,两端各空5格,其中一端安装1个3单位梁,做两组。
步骤3:把前面做的两组梁分别安在步骤1中主机的两侧。
步骤4:每个11单位梁末端空一个孔,再拿2个直角梁固定,中间用一个11单位梁做连接。
步骤5:将步骤3和步骤4所搭建的结构组合在一起。
步骤6:用1个5单位梁和1个7单位梁分别连接到1个9单位梁的两端,在5单位梁和7单位梁的边上分别安装1个双连接销。做两个同样的构件。
步骤7:用1个9单位梁和2个直角梁连接,每个直角梁上分别安装上两个双连接销。
步骤8:将步骤6中的两个构件分别安装到步骤7中构件的两边。
步骤9:将步骤8的构件组安装到步骤5的构件上。
步骤10:每边拿2个13单位梁,中间插1根15单位轴,轴的中间安装2个雪橇梁,雪橇梁上方和下方分别安装1个5单位轴,雪橇梁的上方安装2个双交叉块,双交叉块中间安装1个13单位梁。
步骤11:每边各安装一个3单位梁连接底座。
步骤12:在电机的右边安装一个双连接销,双连接销上安装一个9单位梁,电机左边安装一个5×7单位的方形框架,方形框架上安装一个直角梁,电机固定到主机右侧。
步骤13:在雪橇梁的一端安装一个13单位梁,13单位梁的一端安装一个直角梁,直角梁上安装一个5单位梁。
步骤14:将步骤13中构件上的5单位梁安装在电机的右侧,雪橇梁安装到秋千最上层13单位梁的右侧。
步骤15:搭建完成,按照右图检查。
2)参考程序
难点解析
为什么电机朝一个方向旋转,就能使秋千前后摇摆?
因为我们在电机和秋千之间使用连杆结构,将电机的旋转运动转化为摇杆的往复运动,当电机朝一个方向旋转时,可以使秋千前后摇摆。
创造者的话
秋千是我们大家的一个美好的回忆,它可以让我们感受到摇摆的魅力。就像小时候唱过的儿歌《荡秋千》中:“秋千荡,秋千荡,比比谁荡得最高;秋千荡,秋千荡,一起来锻炼胆量。”我一直想拥有自己的秋千,所以这次我做了一个机械秋千,通过连杆等机械结构,将电机的旋转运动转换成秋千前后摇摆的往复运动,并通过秋千辅助结构的设计,保障摇摆的稳定性。