全国青少年机器人技术等级考试一级知识点

 

实际搭建

总时间30分钟,分为搭建部分和简答题

有搭建图的评分主要标准

框架和零件位置和模型一致--主要是齿轮传动要正确
模型正常运转。齿轮流畅转动
模型坚固性良好
时间(模型搭建中分为搭建70分,简答30分,总时间30分钟),没超过5分钟扣2分,上限10分。

 

有搭建图的搭建步骤

看图中,观察齿轮传动方式---找轴,看哪些齿轮在同一个轴上
搭建支架
先搭建支架,除去秋千需要用三角形结构搭建之外,其他都用最简单的长方形支架(凸梁+片砖)即可
齿轮加速减速机构(打蛋器需要加速)
使用冠齿轮(小爪子形状)换传动方向(打蛋器)
链条的使用(履带车中当作履带使用)
皮带轮(有凹槽的轮子)搭配皮筋进行远距离动力传输
奇怪的始终时针和分针同轴,一个使用十字孔齿轮,另一个使用圆孔齿轮。


理论知识

笔试上机30分钟

机器人

会判断哪些物体是机器人
机器人中工业机器人是负责生产制造的,工业机器人的数量最多

能量与能量守恒

能量的种类:机械能,电能等
能量是守恒的
能量可以相互转化
机械能分为动能和势能
动能----物体由于运动所具有的能量
动能和势能的相互转化
重力势能----物体由于被举高所具有的能量
动能和势能的大小

单摆

钟摆是一种单摆,荡秋千也是
单摆的周期(来回一次用的时间)只和绳子长度有关,和重量无关
不考虑空气等阻力,单摆荡秋千的机械能守恒不变
单摆在最低点(中间)速度最大,动能最大,势能最小
单摆在最高点(两边)速度为零最小,动能最小,势能最大

结构

三角形稳定,其他多边形不稳定
重心越低越稳定
物体可以站住不倒是因为重心落在支持面里面
接触面积越大越稳定
连接结构有螺丝钉,螺丝杆(和螺母配套),钉子等

如字面含义所说,是物体对物体的一种作用(所以要想有力至少有两个物体,所谓一个巴掌拍不响),如人推箱子,棒子打球等。
力用字母F表示,用箭头表示方向
力有三个要素:

大小----把一块大石头和一个小米粒放在手心的区别。
方向----力显然有方向,比如拉箱子和推箱子方向显然不一样
作用点----即对物体施力的点,试一试推门的不同位置有什么效果,这是杠杆的原因

杠杆

5个要素:支点,动力,动力臂,阻力,阻力臂

  1. 支点:杠杆围绕转动的固定点
  2. 动力:使杠杆转动的力
  3. 动力臂:支点到动力作用线的距离
  4. 阻力:阻碍杠杆转动的力
  5. 阻力臂:支点到阻力作用线的距离

杠杆原理:动力×动力臂 = 阻力×阻力臂
F× l1 = F2 × l2

杠杆的形状不一定,可以是直的也可以是弯的
力臂不一定落在杠杆上
省力杠杆省力费距离,费力杠杆费力省距离
省力杠杆:羊角锤 剪铁的剪子 扳子 钳子 独轮车 铁锹 动滑轮 指甲钳
费力杠杆:剪布的剪子 理发剪 扫帚 镊子 筷子 船桨 缝纫机 踏板 钓鱼竿
等臂杠杆:天平 定滑轮

传动

传动结构:齿轮传动,皮带传动,链传动,涡轮蜗杆
齿轮传动:直齿轮,锥齿轮,冠齿轮。其中锥齿轮和冠齿轮可以改变传动方向
皮带传动:滑轮(皮带轮)+ 皮带,缝纫机是皮带传动。
链传动:链轮(齿轮)+ 链条,自行车和电锯是链传动。
涡轮蜗杆传动:涡轮(齿轮)+ 蜗杆----特点是单向传动(即自锁,涡轮不能驱动蜗杆转动,以及明显的减速效果)
齿轮/皮带轮的变速:大带小加速,小到大减速
大齿轮带小齿轮加速,减力量(力矩)
小齿轮带大齿轮减速,加力量(力矩)
会区分主动轮和从动轮-主动轮有动力,如电机,人力等
传动比=减速比=齿轮比的倒数

滑轮

滑轮是杠杆的变形
会判断定滑轮和动滑轮
定滑轮:不省力但能改变力的方向
动滑轮:省力但不改变力的方向
滑轮组:既能省力又能改变力的方向
滑轮组中吊着物体的绳子越多越省力---数绳子的方法:先看力所在的绳子,力向上拉就数,向下拉就不数,然后数剩下所有的绳子

轮轴

把手是常见的轮轴,轮轴的形状不一定是圆形
外环是轮内环是轴
如齿轮插在十字轴上就是轮轴,其中十字轴是轴,旋转的齿轮是轮
轮轴是杠杆的变形,可以是省力,可以是费力。轮大于轴是省力,反之则费力。

斜面

物体在斜面上受重力,支持力和摩擦力
在斜面上向上推箱子,斜面越小越省力
同一个斜面,小球滚下来的速度和小球大小没有关系

齿轮的计算

齿轮比=半径比
传动比=传动力比的倒数
传动比=转速比=齿轮比的倒数
如A齿轮带动B齿轮,A齿轮齿数20,B齿轮齿数40,AB齿数比是20:40,转速比是40:20。如果A的转速是480转每分钟,则求B的转速

A的转速÷B的转速=B的齿数÷A的齿数
480÷B的转速=40÷20
B的转速=240(转每分钟)

角速度-以圈来计算速度。如地球角速度是一圈每天
线速度-以走了多远来计算速度。如汽车轮子的线速度就是汽车本身的速度

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