机械韵律原理—机械能守恒:只有在重力做功的条件下,物体的重力势能和动能发生相互转化,但总机械能保持不变。小球在被释放的瞬间,重力势能大,动能为零,在小球下滑过程中重力势能逐渐转化为动能。本展项中运动的小球生动地表现了各种传动机构及力和运动关系。
序号 | 展项名称 | 展品介绍 |
组件1 | 小丑独轮车 | 展示链条传动机构的原理。展项通过一个小丑模型骑独轮车的方式,描述了链条传动机构的原理。小球经入球口进入后,先经过一段直线轨道,然后进入不锈钢至独轮车轮的圆孔,转动手轮,通过链条带动车轮转动,运输小球至出球轨道。 |
组件2 | 台阶提升轮旋下降机构 | 展示台阶提升机构和螺旋下降机构,显示机械的韵律。小球由入球轨道进入该工位后,通过电机带动锥齿轮传动至凸轮机构,凸轮的转动使得台阶上下运动提升小球,小球提升至高点后,由螺旋下降机构的轨道中,行至出球口。 |
组件3 | 机械手 | 通过机械手运球的方式,展示机械在日常生活中的应用。小球由入球口进入后,停在取球位置,感应装置感应到有球到达后,通过控制系统控制机械手运动,将球夹紧并送至出球口。 |
组件4 | 多连杆提升机构 | 展示机械连杆机构的原理和使用。展项通过一组多连杆机构,带动小球提升机构对小球进行运输,来展示机械连杆机构的原理和使用。小球进入该工位后,转动手轮,将小球置入提升块中,随着手轮的转动,多连杆机构会带动提升机构将小球提升至轨道上部,随后小球滚入平底锅中,落入出球口。 |
组件5 | 旋转机械手 | 展示由一套齿轮机构来控制机械手的运动。由一套齿轮机构来控制机械手的运动,机械手将小球从入球点运输到出球点,通过机械手一系列的运动来展示机械的神奇之处。 |
组件6 | 巨型转轮 | 展示齿轮传动中,齿轮内啮合与外啮合的原理。展项通过转动手轮带动主动齿轮转动,主动齿轮与大小两个从动齿轮啮合。其中,小齿轮带动机构转动;大齿轮外圈为锯齿状,可推动小球沿轨道运动,小球由大齿轮下方进入轨道,大齿轮转动时将小球提升到高点进入出球轨道。 |
组件7 | 二进制 | 展示通过机构让小球从不同位置落下,通过数码显示管显示小球数量,并由小球落球位置来进行二进制计算求得小球数量,来描述二进制的原理。小球由入球口进入该工位,转动手轮,断续将球放入二进制机构中,观察小球在机构中的运行轨迹。 |
组件8 | 齿轮提升机构 | 展示齿轮传动和同步带轮传动的原理。手轮与第一个小球运球机构采用齿轮传动,然后通过同步的传动连接另外两个运球机构转动。当转动手轮后,小球会沿着轨道经过三级运球机构进行运动。 |
组件9 | 分色机构 | 展示根据小球颜色,对小球进行分色挑选的过程。展项入球口设置了一个光纤探测组件,识别经过的小球的颜色,根据小球颜色反馈信号来控制分球组件电机转动,使得小球落入对应的分球板中,然后再控制电机转动方向和角度,将小球放入到对应的轨道中。 |
组件10 | 翻转链条提升机构 | 展示链轮传动与连杆传动的原理。通过电机带动齿轮及连杆机构,实现翻转提升机构,将小球从该工位入球口运输到中间连接轨道;再通过手轮转动链轮提升机构,将小球运输到该工位出球口。 |