Page 53 - 魅力机器——玩转趣味机械

项目三 GO UP侠

活动 B 机器人爬杆效能研究

活动目标
1. 通过观察，发现影响机器人爬杆效能的因素。
2. 提出改良方案，使爬杆机器人的设计更加科学合理。

活动简介
通过观察机器人爬杆的状态，探究影响机器人爬杆能力的因素，并尝试去改良其中至
少一个方面的因素。

活动材料
自制的爬杆机器人。

活动准备
机器人爬杆慢动作视频；爬杆架子。

活动步骤

发现问题 问题讨论 改进设计 制作与测试 分享

阶段一：发现问题
1. 通过视频慢放观察机器人的爬杆状态。
2. 观察机器人爬杆时两个脚扣及连杆机构、橡筋的状态，记录机器人脚扣运动一周的
各个状态（至少 4 个状态，建议记录曲柄每旋转 90°时的状态）。分析脚扣的受力情况。
3. 描述爬杆机器人的爬杆过程与原理。机器人是利用“上肢”和“下肢”的交替运动进
行攀爬的，“上肢”和“下肢”各有一个 C 形扣。曲柄转动的前半周，“上肢”向上引身， C 形

扣与杆分离，而“下肢”的 C 形扣在自身重力作用下，紧紧地卡住杆子，其产生的静摩擦力
保持机器人不滑落；在曲柄转动的后半周，“上肢”的 C 形扣因重力而紧扣杆子，而“下肢”
的 C 形扣随着姿态的变化而自动松开，从而使机器人成功爬上一截。保证“上肢”和“下
肢”协调地交替运动的是一组连杆机构。此外，“下肢”的 C 形扣用橡筋拉紧，以保证其产
生足够的静摩擦力。

阶段二：问题讨论
1. 问题：影响机器人爬杆速度的因素有哪些？

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