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1、機(jī)器人等級考試二級知識點串講,智能育人 非凡未來,目錄,第一章：二級標(biāo)準(zhǔn)第二章：機(jī)器人發(fā)展第三章：力第四章：棘輪機(jī)構(gòu)第五章：曲柄機(jī)構(gòu)第六章：皮帶傳動第七章：凸輪機(jī)構(gòu)第八章：連桿機(jī)構(gòu)第九章：間歇運動機(jī)構(gòu),智能育人 非凡未來,第一章：二級標(biāo)準(zhǔn),科目：機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建、機(jī)器人常用知識。形式：機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建采用實際操作的形式，機(jī)器人常用知識采用上機(jī)考試形式。(一)實踐部分1. 熟練連接獨立的電池盒、開關(guān)以及電機(jī)2. 了解凸輪、滑桿、棘輪、曲柄、連桿等特殊結(jié)構(gòu)3. 掌握電機(jī)的應(yīng)用，能夠連接電機(jī)完成一定任務(wù)，完成旋轉(zhuǎn)、往復(fù)、搖擺等動作。,智能育人 非凡未來,(二)理論部分1. 了解中國及世界機(jī)器人領(lǐng)域的重要歷史

2、事件2. 了解機(jī)器人領(lǐng)域重要的科學(xué)家3. 了解重要的機(jī)器人理論及相關(guān)人物4. 掌握凸輪、滑桿、棘輪、曲柄、蝸輪蝸桿等特殊結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用5. 掌握如何區(qū)分不同的曲柄連桿機(jī)構(gòu)6. 了解電機(jī)的工作原理7. 了解摩擦力的產(chǎn)生條件和分類8. 了解凸輪機(jī)構(gòu)中從動件的運動軌跡,智能育人 非凡未來,第二章：機(jī)器人發(fā)展,大千世界，萬事萬物都遵循著從無到有的，從低級到高級的發(fā)展規(guī)律，機(jī)器人也不例外。,智能育人 非凡未來,古代機(jī)器。機(jī)器人一詞的出現(xiàn)和世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人的問世都是近幾十年的事。然而人們對機(jī)器人的幻想與追求卻已有3000 多年的歷史。人類希望制造一種像人一樣的機(jī)器，以便代替人類完成各種工作。西周

3、時期，中國的能工巧匠偃師用動物皮、木頭、樹脂制出了能歌善舞的伶人，這是中國最早記載的木頭機(jī)器人雛形。公元前 2 世紀(jì)，亞歷山大時代的古希臘人發(fā)明了最原始的機(jī)器人自動機(jī)。它是以水、空氣和蒸汽壓力為動力的會動的雕像，它可以自己開門，還可以借助蒸汽唱歌。,智能育人 非凡未來,漢代，大科學(xué)家張衡不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明了計里鼓車。計里鼓車每行一里，車上木人擊木馬車鼓一下，每行十里擊鐘一下。后漢三國時期，蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”，并用其運送軍糧，支援前方戰(zhàn)爭。,智能育人 非凡未來,機(jī)器人領(lǐng)域重要的科學(xué)家、理論及相關(guān)人物：1920 年，捷克斯洛伐克作家卡雷爾恰佩克在他的科幻小說羅薩姆的萬

4、能機(jī)器人中，根據(jù) Robota 和 Robotnik 兩個單詞，創(chuàng)造出了“Robot”機(jī)器人這個詞。從此之后機(jī)器人在歷史舞臺上拉開了序幕。1939 年，美國西屋電氣公司制造出家用機(jī)器人，它由電纜控制，可以行走，會說話，甚至可以抽煙，讓人們對家用機(jī)器人更加憧憬。,智能育人 非凡未來,1942 年，美國科幻巨匠阿西莫夫在的科幻小說中提出“機(jī)器人三大定律”：1.機(jī)器人不應(yīng)傷害人類；2.機(jī)器人應(yīng)遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；3.機(jī)器人應(yīng)能保護(hù)自己，與前兩條條相抵觸者除外。這是給機(jī)器人賦予的倫理性綱領(lǐng)。機(jī)器人學(xué)術(shù)界一直將這三原則作為機(jī)器人開發(fā)的準(zhǔn)則。,智能育人 非凡未來,1948 年 諾伯特維

5、納出版控制論，闡述了機(jī)器中的通信和控制機(jī)能與人的神經(jīng)、感覺機(jī)能的共同規(guī)律，率先提出以計算機(jī)為核心的自動化工廠。1954 年 美國人 喬治德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機(jī)器人并注冊了專利。這種機(jī)械手能按照不同的程序從事不同的工作。 1959年 美國發(fā)明家約瑟夫英格伯格和德沃爾制造出第一臺工業(yè)機(jī)器人。隨后，成立了世界上第一家機(jī)器人制造工廠Unimation 公司。約瑟夫英格伯格被稱為“工業(yè)機(jī)器人之父”。1966 年 斯坦福大學(xué)人工智能研究中心發(fā)明了謝克機(jī)器人（ShakeTheRobot） ，它是第一臺移動機(jī)器人，它被賦予了有限的觀察和環(huán)境建模能力，控制它的計算機(jī)要填滿整個房間。1969 年 日本

6、的機(jī)器人專家森昌出了“恐怖谷理論” ：人形玩具或機(jī)器人的仿真度越高，超過 95%人們越有好感，但當(dāng)超過一個臨界點時，這種好感度會突然降低，越像人越反感恐懼，直至谷底，稱之為恐怖谷。正因為如此，許多機(jī)器人專家在制造機(jī)器人時，都盡量避免“機(jī)器人”外表太過人格化，以求避免跌入“恐怖谷陷阱”,智能育人 非凡未來,目前正在研究的“智能機(jī)器人”屬于第幾代機(jī)器人？A.第一代機(jī)器人。B.第二代機(jī)器人。C.第三代機(jī)器人。D.第四代機(jī)器人。答案:C機(jī)器人三定律由誰提出？A.美國科幻家艾薩克阿西莫夫B.喬治德沃爾C.意大利作家卡洛洛倫齊尼D.捷克劇作家卡爾恰佩克答案:A,智能育人 非凡未來,1966年謝克機(jī)器人誕生

7、，關(guān)于謝克機(jī)器人說法正確的是？A.第一臺潛水機(jī)器人B.第一臺飛行機(jī)器人C.第一臺防水機(jī)器人D.第一臺移動機(jī)器人答案:D根據(jù)史料記載，三國時期諸葛亮發(fā)明了一種用來運送軍用物資的機(jī)器人，名為A.記里鼓車B.指南車C.木牛流馬D.千里船答案：C,智能育人 非凡未來,第三章：力,力的概念很抽象，我們一般根據(jù)力的作用效果來認(rèn)識力。力的作用效果有：（1）改變物體的運動狀態(tài)（速度） （2 ）改變物體的形狀力的表示符號一般為F，力的單位是牛頓N,常見的力有重力，摩擦力，彈力等。,智能育人 非凡未來,力的三要素影響力的效果不同的三個重要因素:1.大小 2.方向 3.作用點力的示意圖要標(biāo)明大小，方向，作用點。,（

8、a）與（b）：力的作用效果和力的大小有關(guān)（a）與（c）：力的作用效果和力的方向相關(guān)（a）與（d）：力的作用效果和力的作用點相關(guān),智能育人 非凡未來,二力平衡：運動狀態(tài)不發(fā)生改變。靜止或者勻速直線平衡條件：作用點上各個力的矢量和為0。兩個力大小相同，方向相反，同一個物體，同一直線。,智能育人 非凡未來,兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運動或者具有相對運動趨勢時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力叫做摩擦力。摩擦力的產(chǎn)生需要兩個條件：第一是至少需要兩個相互接觸的物體，第二是物體之間要發(fā)生相對的運動或者是相對運動趨勢。而摩擦力的方向是阻礙物體相對運動的方向， 根據(jù)物體的運動狀態(tài)又分為靜摩

9、擦力、滑動摩擦力以及滾動摩擦力。,智能育人 非凡未來,靜摩擦力：當(dāng)相互接觸的物體之間沒有相對的移動，只有相對運動趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生的摩擦力稱為靜摩擦力。 靜摩擦力的大小是不能直接得到的，不過我們可以根據(jù)力的平衡來計算。靜摩擦?xí)r，雖然有運動趨勢，但沒有運動，所以物體是相對靜止的，靜止的物體是受力平衡的，可以根據(jù)力的平衡條件求得靜摩擦力，這需要知道物體上的其他力的大小和方向。而靜摩擦力的方向是與其他作用在物體上力的總和的方向相反的。,智能育人 非凡未來,當(dāng)物體上的外力過大，超過接觸面能產(chǎn)生的最大靜摩擦力時，兩物體就會發(fā)生相對的滑動，此時摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮Α?最大靜摩擦的大小要大于滑動摩擦力。

10、 滑動摩擦力。兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運動時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力稱為滑動摩擦力。滑動摩擦力的大小等于摩擦因數(shù)乘以壓力，而摩擦因素與物體表面的粗糙程度有關(guān)。,智能育人 非凡未來,滾動摩擦力：當(dāng)一物體在另一物體表面做無滑動的滾動或有滾動的趨勢時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙滾動的摩擦力稱為滾動摩擦力。前面我們說到現(xiàn)在的輪胎上都是有花紋的，這些花紋主要是為了讓輪胎增加與地面之間的摩擦，防止打滑。 一般情況下，物體之間的滾動摩擦力遠(yuǎn)小于滑動摩擦力，只有滑動摩擦力的1/40到1/60。所以在地面滾動物體比推著物體滑動省力得多。,智能育人 非凡未來,重力是我們生活中無時無刻都存在的一種

11、力，是由于地球的吸引而受到的力。表示符號：G 重心：地球吸引物體的每一個部分，但是對于整個物體，重力作用的表現(xiàn)就好像它作用在物體的一個點上，這個點就是物體的重心。質(zhì)地均勻外形規(guī)則的物體的中心，很容易確定 。 重力的大?。篏=mg 重力=質(zhì)量*重力加速度 g=9.8N/Kg 重力的方向：指向地心。豎直向下。,智能育人 非凡未來,電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的轉(zhuǎn)動裝置，根據(jù)供電方式不同可以分為直流電機(jī)和交流電機(jī)，使用直流電源供電的電動機(jī)就是直流電機(jī)，使用交流電源供電的電動機(jī)稱為交流電機(jī)。,智能育人 非凡未來,輪子的作用是將滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦力，使物體能夠在其表面上移動較長距離。 答案

12、:正確 分?jǐn)?shù):2 題型:判斷題在相同斜面上，有兩個重量不相等的物體同時下滑A. 重量大的物體向下的壓力大 B. 重量小的物體向下的壓力大C. 重量大的物體滑行的距離近 D. 重量小的物體滑行的距離遠(yuǎn)答案：A題型:單選題已知物體靜止在斜面上，請問物體受到哪些力A. 自身的重力 B. 斜面對物體的支持力C. 物體受到的摩擦力 D. 以上都是答案：D題型:單選題,智能育人 非凡未來,前輪驅(qū)動優(yōu)點：1、增加內(nèi)部空間：前驅(qū)車沒有傳動軸，所以在空間的利用上有更多的余地。2、造價低、效率高：組件少而且集中，并且由于動力傳遞直接，減少了損耗，運轉(zhuǎn)效率更高。3、減輕重量：前驅(qū)車的機(jī)械組件少而且簡單，所以能減輕不

13、少重量。前輪驅(qū)動缺點：1、操控性差：由于發(fā)動機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng)等主要部件都集中在車輛前部，車輛后部配重較輕，后輪很容易失去抓地力，尤其是在濕滑的路面上。2、轉(zhuǎn)向不足：由于前輪同時承擔(dān)了轉(zhuǎn)向和驅(qū)動的功能，因此先天具有轉(zhuǎn)向不足的問題，高速過彎轉(zhuǎn)向不足尤為明顯。3、前橋負(fù)荷過大，影響舒適性：前驅(qū)車前輪既要負(fù)責(zé)驅(qū)動又要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向，并且由于車輛前部配重較大，前輪的磨損更嚴(yán)重，加速或制動時對前橋的負(fù)擔(dān)過重，抬頭和點頭現(xiàn)象更明顯，影響乘坐的舒適性。,智能育人 非凡未來,后輪驅(qū)動優(yōu)點：1、操控性好：后輪負(fù)責(zé)驅(qū)動，令前輪可專注于轉(zhuǎn)向工作，因此轉(zhuǎn)向時的車輛反應(yīng)更加敏捷。2、起步加速表現(xiàn)好，舒適度高：車輛汽車起步、加速或爬

14、坡時重心后移，后輪作為驅(qū)動輪抓地力增強(qiáng)，有利于車輛起步、加速或爬坡，提供更好的行駛穩(wěn)定性和舒適度。3、維修容易：簡化了操縱機(jī)構(gòu)的布局和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，便于車輛的保養(yǎng)和維修。缺點1、成本較高，空間利用不便：后驅(qū)車部件多、組裝復(fù)雜，生產(chǎn)成本相對較高。2、牽引力不足、轉(zhuǎn)向過度：后驅(qū)車在過彎時，由于減速重心前移，后輪抓地力減小，很容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)向過度，即一般所說的“甩尾”。3、動力損耗較大：由于發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力需要多經(jīng)過傳動軸這一步才能傳遞到驅(qū)動輪，因此對于動力的損耗必然較前驅(qū)車大，一般的使用表現(xiàn)是后驅(qū)車較前驅(qū)車更廢油一些。,智能育人 非凡未來,第四章：棘輪機(jī)構(gòu),由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運動機(jī)構(gòu)叫做

15、棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)用來將連續(xù)轉(zhuǎn)動或往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成單向步進(jìn)運動。,智能育人 非凡未來,典型的棘輪機(jī)構(gòu)由四部分組成，如圖所示分別為：棘輪，主動棘爪，止回棘爪，主動擺桿。主動件空套在與棘輪固連的從動軸上，并與主動棘爪用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)。當(dāng)主動件順時針方向擺動時，驅(qū)動棘爪便插入棘輪的齒槽中，使棘輪跟著轉(zhuǎn)過一定角度，此時，止回棘爪在棘輪的齒背上滑動。當(dāng)主動件逆時針方向轉(zhuǎn)動時，止回棘爪阻止棘輪發(fā)生逆時針方向轉(zhuǎn)動，而驅(qū)動棘爪卻能夠在棘輪齒背上滑過，所以，這時棘輪靜止不動。因此，當(dāng)主動件作連續(xù)的往復(fù)擺動時，棘輪便作單向的間歇運動。,智能育人 非凡未來,棘輪機(jī)構(gòu)在生活中，工業(yè)機(jī)械中都有很多應(yīng)用，比如：腰帶，魚線輪，棘

16、輪扳手等。,智能育人 非凡未來,齒式棘輪機(jī)構(gòu)：是棘輪帶有輪齒的，棘爪可以插入棘輪的齒槽中，這種棘輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，動與停的時間比可通過選擇合適的驅(qū)動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。缺點是動程只能作有級調(diào)節(jié)；噪音、沖擊和磨損較大，故不適用于高速場合。,智能育人 非凡未來,摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)：用偏心扇形楔塊代替齒式棘輪機(jī)構(gòu)中的棘爪，以無齒摩擦代替棘輪。這種棘輪機(jī)構(gòu)中，棘輪沒有輪齒，棘爪控制棘輪反轉(zhuǎn)靠摩擦力。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點是傳動平穩(wěn)、無噪音；動程可無級調(diào)節(jié)。 缺點是靠摩擦力傳動，會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，雖然可起到安全保護(hù)作用，但是傳動精度不高，只適用于低速輕載的場合。,智能育人 非凡未來,外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)：這種棘輪機(jī)構(gòu)中，棘輪和棘爪嚙合在外側(cè)，它的特點是加工、安裝和維修方便，應(yīng)用較廣。,智能育人 非凡未來,內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪的輪齒在棘輪的內(nèi)側(cè)，棘爪與之嚙合在整個結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)。這種棘輪機(jī)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小。,智能育人 非凡未來,單動式棘輪機(jī)構(gòu)：當(dāng)主動件按某一個方向擺動時，才能推動棘輪轉(zhuǎn)動。 雙動式棘輪機(jī)構(gòu)：在主動搖桿向兩個方向往復(fù)擺動的過程中，分別帶動兩個棘爪，兩次推動棘輪轉(zhuǎn)動。 雙動式棘輪機(jī)構(gòu)