全国青少年机器人技术等级考试一级课件.pptx

1、,等级考试,级 集 训,全国青少年机器人技术等级考试中国电子学会,01 相关常识,西周伶人,希腊自动贩卖机,记里鼓车,木牛流马,捷克作家卡雷尔.恰佩克写的罗萨姆的机器人，首次出现“robot”,美国西屋电气公司制造家用机器人,美国科幻作家阿西莫夫提出“机器人三大定律”,1942 年，美国科幻巨匠阿西莫夫在的科幻小说中提出“机器人三大定律”：第一定律：机器人不得伤害人类个体，或者目睹人类个体将遭受危险而袖手不管 第二定律：机器人必须服从人给予它的命令，当该命令与第一定律冲突时例外 第三定律：机器人在不违反第一、第二定律的情况下要尽可能保护自己的生存。,主流机器人影视及形象,下列图片中，哪个不是机

2、器人,A.B.C.D.答案:D下列人物形象中，哪一个是机器人？A.B.,C.,D.,答案:D,乔治.德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人,美国发明家约瑟夫.英格伯格，第一台工业机器人，“工业机器人之父”,RoboCUP（机器人世界杯）,第一代机器人：“示教再现”型机器人,第二代机器人：感知型机器人,第三代机器人：智能机器人,何为机器人,机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排 的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则 纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如 生产业、建筑业，或是危险的工作。,机器人的组成,机器人系统基本结构：机械部分

3、、传感部分、控制部分。,机器人,类比,人类,控制部分,机械部分,传感部分,大脑,躯干,五感,机器人的特点,智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判 断、决策、学习和逻辑推理等；机能，指变通性、通用性或空间占用性；物理能，指力、速度、可靠性、联用性和寿命等；活动范围，机器人就是具有生物功能的实际空间运行工具，可以代替人类完成一些危险或难以进行的劳作、任务等。,02 基础结构,简单图形的特点,四边形具有不稳定性，三角形有稳定性,三角形有着稳固、坚定、耐压的特点。应用：三角形框架、起重机、三角形吊臂、屋顶、钢架桥中都有三角形的身影。,稳定原理：任取三角形两条边，在两条边角度不变的情况下，在

4、两条边的非公 共端点连接第三条边。因为第三条边不可伸缩或弯折，所以两端点距离固定。按 照相同的方式任取两条边都复合上述情况。所以三角形固定，具有稳定性。,一个结构是否稳定，除了考虑结构外，还要考虑放置的位置和物体的重心。总体 来说符合以下原则：,与地面接触面积越大，物 体越稳。重心越低，物体越稳。通过重心作竖直向下的直 线与地面的交点，如果在接触 面内，则物体较稳；如果在接 触面外，物体不稳。,下列多边形中，最稳定的多边形是（）,A.B.C.D.答案:A题型:单选题下列关于重心与稳定性的关系，不正确的是？（）A、大的建筑物通常成上小下大，目的是可以增加稳定性 B、重心越高、稳定性越大C、重心越

5、低、稳定性越大D、如果让一块砖翻倒，应该使重力作用线落在它的支持面以外，否则不能翻倒 答案：B题型:单选题,力的认知,改变物体的状态,改变物体的形状,力的三要素,力的方向、大小、作用点,二力平衡,平衡状态：不改变运动的状态，物体 保持静止或匀速直线运动。平衡条件：物体所受的合外力为零。,常见的力重力,重力大小：重力=质量重力加速度g=9.8N/Kg重力方向：指向地心，竖直向下。,常见的力摩擦力,两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或者将要产生相对 运动时，在接触面上会产生一种阻碍运动的力，叫做摩擦力。,摩擦力产生的条件,第一，两个物体需要相互接触；第二，物体之间要有相对运动或者将要相对运动。

6、,基本结构,结构体：为了实现某种功能而建造的物体叫做结构体。基本工具介绍：钉子、螺丝、螺丝钉、螺丝杆、螺栓、斜面、楔形、螺旋、螺丝刀、扳手等。,简单机械斜面,斜面是一种简单机械，可用于克服垂直 提升重物的困难，省力但是费距离。,斜面工作原理,斜面与平面的倾角越小，斜面越长，则 越省力，但费距离。反之，斜面较短，省力越小，但省距离。斜面在生活中有广泛的应用，如盘山公 路、搬运滚筒、螺丝钉、斜面传送带。,简单机械楔形,楔形是斜面的应用，生活中的斧头，钉子都 是楔形，都是斜面的应用，为了更加省力。,简单机械螺旋,螺旋是一种简单机械，也是斜面的变形。,第一个描述螺旋物的人是希腊科学家 阿基米德。阿基米

7、德螺旋是一个装在木制 圆筒里的巨大螺旋状物，如图所示，它用来把水从一个水平面提升到另一个水平面，对田地进行灌溉。这个东西的真正发明者 并非阿基米德本人，他只是描述了这种已 经存在的东西。阿基米德螺旋可能是古代 埃及的能工巧匠们设计并在尼罗河两岸的 灌溉中使用的。,简单机械杠杆,杠杆原理的公式：F1L1=F2L2,杠杆五要素,动力：使杠杆转动的力叫做动力，施力的点叫动力作用点。动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离叫做动力臂 支点：杠杆绕着转动的固定点叫做支点阻力：阻碍杠杆转动的力叫做阻力，施力的点叫阻力作用点。阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离叫做阻力臂。,生活中的杠杆按照施加动力的大小分为省

8、力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。三者 具体的比较如下表所示,杠杆的应用,费力杠杆：镊子、钓鱼竿、筷子 杠杆的应用主要是为了省距离,杠杆的应用,省力杠杆：榨汁器、胡桃夹，门把 手，扳手，铁钳，指甲刀。省力杠杆的应用主要为了省力,杠杆的应用,等臂杠杆：天平，主要为了测量 两个物体的质量。,剪刀是利用（）原理工作的。A.滑轮B.轮轴C.斜面D.杠杆 答案:D,下面不是利用杠杆原理的工具是哪个,B.,C.,D.,答案：D题型:单选题,A.,简单机械滑轮,滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮，它可以用来 提升重物并能省力的简单机械，滑轮有动滑轮和定滑轮。,定滑轮：使用滑轮时，轴的位置固 定不动的滑轮称为定

9、滑轮。,改变力的方向不改变力的大小，不省力也不费力施力端运动距离和物体上升距离相同 定滑轮原理：实际上就是一个等臂杠杆。,定滑轮：使用滑轮时，轴的位置固 定不动的滑轮称为定滑轮。,改变力的方向不改变力的大小，不省力也不费力施力端运动距离和物体上升距离相同 定滑轮原理：实际上就是一个等臂杠杆。,动滑轮：轴的位置随被拉物体一起 运动的滑轮称为动滑轮。,不改变力的方向改变力的大小，一个动滑轮省一半的力施力端运动距离是物体上升距离的两倍。动滑轮原理：实际上就是一个省力杠杆,滑轮原理,一级真题如下图中，定滑轮有（）个。,A.1B.2,C.3,D.0,答案:B题型:单选题,滑轮组,滑轮组是由多个动滑轮、定

10、滑轮组装而成的一种简单机械，既可以省力也可以改变用力方向。,滑轮组特点,经过动滑轮的绳子分为几段，那么拉升物体所花的力就 是物体重量的几分之一。滑轮组虽然省力，但费距离。经过动滑轮的绳子被分为 几段，施力端移动的距离就是物体移动距离的几倍。,一级真题：滑轮组的特点是（）A.省力，不能改变力的方向.B.不省力，能改变力的方向,D.以上答案都不对,C.省力，能改变力的方向.答案:C题型:单选题,一级真题：每周一学校都会举行升旗仪式，在升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳 子时，旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶有一个（）,它能改变力的方向。,C、动滑轮D、齿条,A、齿轮B、定滑轮 答案：B题型:单选题,

11、下列滑轮图片中，最省力的是,答案：C题型:单选题下列简单的机械中，不能省力，但可以改变力的方向的是,B.动滑轮C.斜面D滑轮组,A.定滑轮 答案:A题型:单选题,简单机械轮轴,由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。轮轴实际上是一个能够连续旋转的杠杆。,D.方向盘,在日常生活中，常用的轮轴有：A.水龙头B.水杯C.门把手答案:A|C|D,关于轮轴的描述，下列说法正确的是：A.轮轴与杠杆的没有任何关系 B.轮轴就是轮子C.轮轴就是根轴D.轮轴工具的外形不一定是圆形的，但受力作用后的运动轨迹一 定是圆形的答案：D,03 传动方式,传动方式齿轮,齿轮啮合方式：平行啮合、垂直啮合,齿轮传动的方

12、向,两个相互啮合的齿轮转动的方向相反，当多个 齿轮逐一啮合时，第一个与第三个、第五个等 第单数个齿轮转动方向相同，第一个与第二个、第四个等第双数个齿轮转动方向相反。,齿轮传动的速度和力量变化,大齿轮带动小齿轮，速度加快，但力量减弱；加快倍速等于大齿轮的齿数除以小齿轮的齿数，力量减弱倍数也是如此。反之，小齿轮带动大齿轮，速度降低，但力量 加强；降低倍数等于大齿轮的齿数除以小齿轮 的齿数，力量加强倍数也是如此。,齿轮传动的速度比（转速），在这里假设小齿轮与大齿轮的半径比为1：3,一级：在齿轮传动中，传动比越大，其输出轴的转速（）A.越大B.越小C.不变D.输出轴转速和传动比没有直接关系 答案:B题

13、型:单选题一级真题：有一对传动齿轮，主动轮的转速480转每分钟，主动轮的 齿数是20，从动轮的齿数是40，从动轮的转速是（）转每分钟。,C.480D.960,A.120B.240答案：B题型：单选题,多齿轮传动,要判断加减速或增减力量，只考虑第一个齿轮（主动轮）和最后一个齿轮（从动轮）的大小。,多级齿轮传动,加减速和增加力量的倍数按两两 啮合齿轮的齿数比的乘积来计算。,齿轮传动的特点,可以准确传递动力；齿轮传动力量大，通过轮齿与轮齿之间的啮 合，传动力大于皮带等传动装置；结构紧凑，适用于近距离传动，不能直接啮 合时，可以通过多个齿轮传动；噪音大：齿轮传动力大，所以产生的噪音大；易损坏：变速时，

14、由于传动力大，齿轮的轮 齿容易断裂。,传动方式皮带,平行传动：两个滑轮的转动方向一样,传动方式皮带,交叉传动：两个滑轮的转动方向相反,皮带传动的特点,可远距离传动：皮带有一定长度，这样就可以利用两个滑轮和一根皮带将力传递到较远 距离；可以保护机械：在驱动力突然变大或速度加快时，保护机械，不会损坏零件；噪音小：相对于齿轮传动，皮带传动的噪音小；时间有延迟：皮带有弹性，主动轮从静止到转动的时候，皮带被拉长 从动轮并不会马上运动，要过一小段时间才动；不能准确传动：因为皮带的弹力和打滑问题，皮带传动不能准确传递力；能量损失大：正是因为皮带有弹力和打滑的问题，相对于齿轮传动，能量损失大，而且皮带容易破损

15、。,传动方式传动链,链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动 力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。,传动链特点,传动链在传动时，必须要在同一平面连接，否则容易受 力不均而断裂；传动时，两个齿轮转动的方向相同；在突然变速时，传动链的反应较慢，容易断裂；传动链的每一节可以拆卸，所以传动距离是可以自由调 节的；可以准确传递动力；传动链的速度和力的计算均和齿轮啮合传动相同。,11.在下列日常生活中用到的工具中，具有传动链的是,B.自行车C.滑板车D.缝纫机,A.电视机 答案:B题型:单选题,分数:218.动画片熊出没中，光头强用来砍树的电锯具有下列哪 种结构,B.皮带,C.手枪,D

16、.帽子,A.传动链 答案:A题型:单选题 分数:2,齿轮种类,齿轮的种类，按外形分类，分为：平齿轮、冠齿轮、蜗轮,功与能量,功：当一个力作用在物体上的时候，如果这个力让物体在这个力的方向上移动了一 段距离，那么这个力的作用就显示出了成效，在力学里就说这个力做了功。功的大小是力乘以力的方向上移动的距离，单位是焦耳。因此功包含的两个必要因素 就是：作用在物体上的力以及物体在这个力的方向上移动的距离。在了解了功的概念后，我们来看一下之前学过的杠杆和滑轮，这两个机械机构中，只要省力就会费距离，费力就会省距离，且力和距离的乘积是固定的。其实在力学中 有一个重要的结论：任何机械都不省功。,功率：功率就是单位时间内所做的功，通常用P表示。功率的单位是瓦特，因为 功的大小是力乘以距离，而距离又等于速度乘以时间，所以：,下列说法错误的是（）A.功的大小是力乘以力的方向上移动的距离，单位是焦耳 B.只要省力就会费距离，费力就会省距离C.使同一物体达到相同的作用效果，对他做的功不是固定的 D.任何机械都不省功答案:C在桌面上用5N的力平行移动一物体2米，用了10秒，则功率为（）瓦特。A.1B.2C.5 D.