乐高第7课连杆原理马儿快跑教学案.docx

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乐高第7课连杆原理马儿快跑教学案

第7课连杆原理一一马儿快跑教学案

、提出问题

在生活中，我们会看到各种各样的动物，例如鸟，猫，狗等。

其实仿生

机器人也是机器人学科中一个非常重要的研究内容，例如机器鱼，机器螃蟹

等等。

这节课我们就来制作机器马，让马儿跑起来！

、联想

三、要求

1•机器马要用腿来行走

2.机器马可以向前或向后走动

四、构建

技能牌：

大型电机

电机是机器人中最基本的驱动力。

乐高EV3中利用电机可以使机器人行走，让机器人抬起手臂，可以让机器人动起来！

乐高的大型电机每分钟转速在170转，扭矩为20Ncm，如图7-3所示。

图7-3乐高大型电机

首先，我们利用乐高大型电机制作一匹小马。

以乐高电机为马的身体，在电机上直接拼接马腿。

前腿制作

前腿利用两个弯曲的圆梁，连接到电机的偏心处，这样圆梁就作为连杆。

注意两条前腿，应该是一高一低，一条腿贴地时，另一条腿就应该是稍微离地的状态。

如图7-4所示。

上面两个黄色的摇杆的位置，如图7-5所示，这样当两条前腿转动时，黄色摇杆会做前后的往复运动。

图7-4马的前腿图7-5黄色连杆

后腿制作

后腿的制作，用一根红色圆梁作为连杆，连接蓝色梁，这样蓝色梁会做前后的往复的运动，注意蓝色梁的连接点下面的红梁部分就可以作为后腿，它与同一侧的前腿的运动正好相反，当前腿着地时，后腿离地；反之前腿离地时，后腿着地，如图7-6所示。

图7-6马的后腿

最终效果图

如图7-7所示，小马就制作完成了，可以看到当小马行走的时候,左前腿与右后腿是同时着地与离地，而右前腿与右后腿是同时着地与离地。

这样就保证了小马能够平稳的行进了。

如图7-7完成小马的制作

五、优化与改进

冈財我们制作了小马，小马是依靠前腿带动后腿来行进，下面我们来制作一匹大马，大马的力量要更大，四条腿都会有动力。

腿部制作

大马的腿部也是利用连杆原理来制作，如图7-8所示，利用一个三孔的连

接件作为曲柄，如图7-9所示，通过与下面连杆的连接，使得连杆能够进行前后的往复运动。

图7-8三孔连接件

图7-9三孔作为曲柄

如图7-10所示，这是大马的左侧的两条腿。

如图7-11所示，这是大马右

侧的两条腿

■

图7-10大马的左腿

图7-11大马的右腿

把左腿和右腿安装到马达上，要注意左腿的三孔连接件是一上一下，如图

7-12所示。

而右腿的三孔连接件是一下一上，如图7-13所示。

这样安装是为了

保证当大马的左前腿和右后腿同时着地时，另外两条腿可以同时离地。

如图7-14所示，在电机与腿部结构连接时要注意红色销连接器与白色销连通器的连接。

白色销连通器的作用是让销子可以在它当中随意转动，如图7-15

所示，这样才可以实现腿部的转动。

最终的大马效果图，如图7-16所示

图7-16完成的大马

六、实践与讨论

我们制作的机器马的腿部行走机构是什么结构?

机器马如果在原地踏步，无法前进，应该如何改进结构?

装上乐高的电源，就可以控制马达的转动，从而让马儿跑起来！

如图

7-17所示。

图7-17电源控制大马行走

七、拓展

贪吃蛇如图7-18所示，贪吃蛇是利用多个平行连杆结构制作的，蛇的身体可

以自由的伸长，它也可以任意的缩短，如图7-19所示

图7-18贪吃蛇伸长图7-19贪吃蛇缩短

在用电机控制蛇伸长或缩短时，只要把一根连杆连接到电机端，另一端固定在底架上就可以了。

这样电机就会带动一根连杆做前后的往复运动，从而带动多连杆结构进行伸缩运动，如图7-20所示。

图7-20连杆与电机的连接

这样我们就可以利用电机来控制贪吃蛇。

当前方有食物时，我们就可以控制蛇伸长身体取食；反之，当没有食物时，蛇会缩回身体，如图7-21所示＜

图7-21电机控制贪吃蛇

我们可以看到，利用多个平行连杆可以构建出可伸缩的结构，我们在遇到

问题需要抬起物体或者摸高等任务时，都可以利用这种连杆结构去构建。

八、作业

连杆结构的作用是什么？

你能否利用平行连杆结构制作可以举起水杯的机器人呢

第7课

小马搭建图

1.乐高大电机与长销连接

2.三孔连接器和长销

3•将三孔圆梁与电机连接

4.弯曲的圆梁作为小马的腿部

5•将马腿连接到电机上

6.连接腿部后小马的上部

7.小马侧面

8•小马上方的黄色三孔圆梁作为摇杆使用

9.三孔蓝色圆梁和圆销

10.三孔蓝色圆梁与电机连接

11.连接后侧面图

12.红色圆梁和圆销

13.红色圆梁与电机连接

14.小马底部

15.小马侧面

大马搭建图

1.长梁、24齿齿轮和十字轴

2.齿轮与长梁连接

3.腿部所需要积木配件

4.搭建腿部

5.腿部与长梁连接

6.40齿齿轮

7.40齿齿轮与长梁连接

8.24齿齿轮

9.24齿齿轮与长梁连接

10.前腿与长梁连接

11.连接后侧面图

12.长轴套和轴销连接器

13.长轴套和轴销连接器与齿轮连接

14•三孔连接器的安装，一上一下

15.另一条马腿的制作

16.乐高大电机

17.白色销连通器

18.白色销连通器与电机连接

19.马腿与电机连接

20.大马左腿侧面

21.大马右腿侧面

22.大马刖视图

23.乐高电源

24.电源与大马连接

贪吃蛇搭建图

1.长梁搭建多连杆结构

2.黑色长销与连杆结构连接

3.直角梁与长销连接

4.直角梁与多连杆结构连接

5.蛇牙的正面

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1

Jh**

6.蛇牙的反面

7.蛇牙与多连杆结构连接

8.蛇的下面牙齿

9.蛇的下面牙齿与多连杆结构连接

10.底部固定部分正面

11.底部固定部分反面

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12.乐高电源

13.乐高电源与蛇底部连接

14.连接后视图

15.乐高大电机与轴和销连接

16.直角梁与电机连接

17.黑色圆销与电机连接

18.多连杆结构与电机连接

19.俯视图

20.贪吃蛇侧面图

21.贪吃蛇侧面图

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