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，那么机器人假如想抓取物体，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。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 5-4 24 齿齿轮图 5-5 齿轮传动 3. 完成后的效果，如图 5-6 所示。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?图 5-6 齿轮传动的夹子 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。 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。所谓自锁功能是图 5-7 涡轮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。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，不图 5...
