第5課齒輪傳動——機械夾子教學案一、提出問題當我們想抓取桌子上的杯子，我們可以用手去抓取，那么機器人如果想抓取物體，該如何去抓取呢?機器人可不可以用手或夾子來抓取呢?這節課我們就來制作能抓取物體的夾子。二、聯想我們的手非常靈活，把機器人的手制作成像人一樣的靈活，不是很容易，但是我們可以借鑒生活中的剪刀，鑷子等工具,如圖5-1和圖5-2所示，模擬它們的結構制作一個夾子作為機器人的手，讓機器人去抓取物體。圖5-1剪刀圖5-2鑷子三、要求機械夾子的制作1.機械夾子可以打開和閉合2.用齒輪帶動夾子進行傳動四、構建 夾子的制作夾子的制作利用兩根彎曲的圓梁，兩根圓梁一左一右組成夾子的左右兩片，如圖5-3所示。圖5-3彎梁齒輪的傳動圖5-424齒齒輪齒輪利用兩個24齒的齒輪來完成，如圖5-4所示。當兩個相同的齒輪傳動的時候，大家要注意它們的扭矩，速度都不變，但是兩個齒輪的轉動方向是相反的，我們制作的夾子是利用了這個特點，當順時針轉動時夾子閉合，當逆時針轉動時夾子分開，如圖5-5所示。圖5-5齒輪傳動完成后的效果，如圖5-6所示。圖5-6齒輪傳動的夾子我們利用齒輪傳動的特點制作了這個夾子，當轉動手柄時，夾子就會分開或閉合。五、優化與改進上面制作的夾子在使用上有什么問題嗎?我們可以發現剛才利用齒輪制作的機械夾子，在閉合和開啟的時候速度太快，而且當關閉夾子時，夾子很容易自動松開。第一個問題可以通過改變齒輪的傳動比來解決，第二個問題要求夾子可以自動鎖定，用機械結構解決比較困難。因此，為了解決這兩個問題，我們要利用樂高的一個新的齒輪：渦輪。技能牌：渦輪，如圖5-7所示。圖5-7渦輪渦輪通常會與齒輪進行嚙合，并且會連接兩個互相垂直的軸，也就是說通過渦輪的傳動可以改變力的方向，而且渦輪可以增大扭矩，減小角速度，并且可以使被傳動的齒輪具備自鎖的功能。所謂自鎖功能是指只有渦輪這個軸是可以人為旋轉的，而齒輪的軸是不能被人為旋轉的，齒輪只能依靠渦輪的傳動而轉動。由此我們可以看到，渦輪的應用就可以解決剛才我們提到的兩個問題，可以實現減慢速度和自鎖的功能。下面，我們就利用渦輪來進行機械夾的改進?？蚣艿拇罱蚣艿拇罱ㄈ坷脠A梁來完成，結構緊湊，輕便，堅固，如圖5-8所示。圖5-8框架

渦輪的制作渦輪的固定非常重要，一定要把渦輪牢固的安裝在框架上，不能上下或左右晃動，如圖5-9所示。圖5-9渦輪的制作完成后的效果安裝齒輪和夾子后的效果，如圖5-10所示。這樣轉動黑色十字軸后就可以關閉和開啟夾子了，試一下吧！圖5-10渦輪傳動的夾子六、實踐與討論利用渦輪制作的的機械夾扭矩增加多少倍?______________________渦輪的自鎖功能還能應用到哪些方面呢?___________________________________________________________________________________七、拓展渦輪的自鎖功能可以應用到生活中的方方面面，例如在第3課中的停車場欄桿器，欄桿在上升和下降的過程中，應該是鎖定的狀態，為了使通過的車輛更加安全，這是非常重要的。樂高還提供了放置渦輪的積木套裝，我們稱它為渦輪箱，如圖5-11所示，這樣在我們使用渦輪進行傳動的時候就更加方便了。圖5-11渦輪箱下面我們就用渦輪箱來改進一下欄桿器，如圖5-12所示。圖5-12用渦輪箱制作的欄桿器大家實踐的時候可以發現，只有手柄可以轉動，而欄桿是抬不動的，這是由于渦輪有自鎖的功能，這樣在車輛通過時就會更加的安全。八、作業：說一說渦輪有什么特點?試一試渦輪還可以與其他的齒輪進行傳動嗎?

第5課齒輪夾子搭建圖彎梁當作夾子24齒齒輪齒輪傳動連接2個長銷連接器連接彎梁最終完成的夾子渦輪夾子搭建圖連接軸和軸連接器連接2個直角紅梁連接藍色長銷兩側連接2個3孔圓梁連接軸、軸套和軸連接器連接紅色直角梁兩側連接2個黑色圓銷將上，下兩部分進行連接并插入圓銷兩側插入圓梁搭建渦輪轉動軸將轉動軸進行連接加入24齒齒輪傳動齒輪背面將夾子插到軸上夾子合