机器人考级一级知识点汇总.docx

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1、机器人考级一级知识点汇总一级标准科目：机器人搭建、机器人常用知识形式：机器人搭建采用实际操作的形式，机器人常用知识采用上机考试形式器材.：结构件：能够满足考试要求的结构件均可考核内容：（一）实践1.基本结构认知2 .知道六种简单机械原理（杠杆，轮轴，滑轮，斜面，楔，螺旋）3 .齿轮和齿轮比4 .传动链5 .机器人常用底盘（二）知识1.了解主流的机器人影视作品及机器人形象2 .会分辨稳定结构和不稳定结构3 .会计算齿轮组的变速比例4 .能够区分省力杠杆和费力杠杆5 .能够区分那种滑轮会省力机器人常识机器人历史事件及重要理论古代机器。机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。

2、然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。机器马车。西周时期，中国的能工巧匠偃师用动物皮、木头、树脂制出了能歌善舞的伶人，这是中国最早记载的木头机器人雏形。公元前2世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人自动机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。汉代，大科学家张衡不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里，车上木人击木马车鼓一下，每行十里击钟一下。后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”，并用其运送军粮，支援前方战争。机器人的产生1920年，捷克

3、斯洛伐克作家卡雷尔恰佩克在他的科幻小说罗萨姆的万能机器人中，根据RObota和RobOtnik两个单词，创造出了“Robot”机器人这个词。从此之后机器人在历史舞台上拉开了序幕。1939年，美国西屋电气公司制造出家用机器人，它由电缆控制，可以行走，会说话，甚至可以抽烟，让人们对家用机器人更加憧憬。1942年，美国科幻巨匠阿西莫夫在的科幻小说中提出“机器人三大定律”：1 .机器人不应伤害人类;2 .机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；3 .机器人应能保护自己，与前两条条相抵触者除外。这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。主流机器人影视及形象电影

4、名称及机器人形象总结如下表序号电影/动画片名称机器人形象电影年份1终结者（第一部）T-8001984年2霹雳五号Number51986年3机械战警亚历克斯墨菲1987年4剪刀手爱德华爱德华1990年5机器管家安德鲁1999年6人工智能大卫2001年7I,Robot机械公敌尼桑2004年8机器人历险记罗德尼2005年9变形金刚（第一部）汽车人霸天虎2007年10钢铁侠托尼斯塔克2008年4月11机器人总动员瓦力2008年6月12铁臂阿童木阿童木2009年13铁甲钢拳亚当2011年14机器人启示录艾克斯201215环太平洋机甲猎人2013年16超能陆战队大白2014年17超能查派查派2015年机器

5、人定义及组成机器人定义机器人是自动控制机器RObot的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想模拟其他生物的机械。理想中的高仿真机器人是整合了控制论、机械、电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。所以机器人是综合微电子技术，自动化控制技术，机械学，计算机等学科综合成果机器人系统基本结构：机械部分、传感部分、控制部分机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。机器人驱动机器人驱动方式：电力驱动液压驱动，气压驱动。电机是发电机和电动机的统称，电机通常分为直流电机和交流电机，交流电机分为异步电机和同步电机两类。人们对电机的要求事体积小

6、，高速高精度。机器人的特点机器人能力的评价标准包括：1.智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；2 .机能，指变通性、通用性或空间占有性等；3 .物理能，指力、速度、可靠性、联用性和寿命等。4 .活动范围：机器人就是具有生物功能的实际空间运行工具，可以代替人类完成一些危险或难以进行的劳作、任务等。各类机器人特点工业机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作，所以工业机器人具有以下特点：1 .对工作环境有很强的适应能力，能够代替人类在有害场所从事危险工作2 .动作准确性高，可保证产品质量的稳定性。3 .能高强度在环境中从事单调简单的劳动4

7、.具有很广泛的通用性医用机器人具有特点：1 .不能发生错误动作2 .非专业人员也可以正确使用3 .对医生提供有效的帮助4 .可以直接与人接触二.基础结构认知每个物体都是由简单的图形构成的，也就是说物体的每个面都是由圆，三角形，四边形和多边形构成的。三角形有着稳固、坚定、耐压的特点。三角形框架、起重机、三角形吊臂、屋顶、钢架桥中都有三角形的身影。任取三角形两条边,在两条边角度不变的情况下，在两条边的非公共端点连接第三条边。因为第三条边不可伸缩或弯折所以两端点距离固定。按照相同的方式任取两条边都复合上述情况。所以三角形固定，具有稳定性。一个结构是否稳定，除了考虑结构外，还要考虑放置的位置和物体的重

8、心。总体来说符合以下原则1.与地面接触面积越大，物体越稳。2 .重心越低，物体越稳。3 .通过重心作竖直向下的直线与地面的交点，如果在接触面上,则物体较稳；如果在接触面外，物体不稳。三.力的基础认知力的效果力的概念很抽象，我们一般根据力的作用效果来认识力。力的作用效果有：改变物体的运动状态（速度）改变物体的形状力的表示符号一般为F,力的单位是牛顿N,常见的力有重力，摩擦力，弹力等。力的三要素影响力的效果不同的三个重要因素：L大小2.方向3.作用点如图所示，将一薄钢条的下端固定，分别用不同的力去推它，使其发生(a).(b)x(c).(d)各图中的形变，如果力的大小K=F3=F4F,那么，能说明力

9、的作用效果跟力的作用点有关的图是()A图()和(b)B-图(和(C)C.图(a)和(d)D.图(b)和(d)与(b):力的作用效果和力的大小有关与(O:力的作用效果和力的方向相关与(d):力的作用效果和力的作用点相关力的示意图：3N要标明大小，方向，作用点。二力平衡平衡：运动状态不发生改变。静止或者匀速直线平衡条件：两个力大小相同，方向相反，同一个物体，同一直线。相互抵消常见力的介绍(1)重力定义：重力是我们生活中无时无刻都存在的一种力，是由于地球的吸引而受到的力。表示符号：G重心：地球吸引物体的每一个部分，但是对于整个物体，重力作用的表现就好像它作用在物体的一个点上，这个点就是物体的重心。质

10、地均匀外形规则的物体的中心，很容易确定重力的大小：G=Ing重力二质量*重力加速度g=9.8NKg重力的方向：指向地心。竖直向下。摩擦力两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或者具有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做摩擦力。摩擦力的产生需要两个条件：第一是至少需要两个相互接触的物体，第二是物体之间要发生相对的运动或者是相对运动趋势。而摩擦力的方向是阻碍物体相对运动的方向，根据物体的运动状态又分为静摩擦力、滑动摩擦力以及滚动摩擦力。分别介绍如下静摩擦力。当相互接触的物体之间没有相对的移动，只有相对运动趋势时，在接触面上产生的摩擦力称为静摩擦力。静摩擦力的大小是不能直

11、接得到的，不过我们可以根据力的平衡来计算。静摩擦时，虽然有运动趋势，但没有运动，所以物体是相对静止的，静止的物体是受力平衡的，可以根据力的平衡条件求得静摩擦力，这需要知道物体上的其他力的大小和方向。而静摩擦力的方向是与其他作用在物体上力的总和的方向相反的。当物体上的外力过大，超过接触面能产生的最大静摩擦力时，两物体就会发生相对的滑动，此时摩擦力变为滑动摩擦力。最大静摩擦的大小要大于滑动摩擦力。滑动摩擦力。两个相互接触的物体，当它们发生相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力称为滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小等于摩擦因数乘以压力，而摩擦因素与物体表面的粗糙程度有关。注意：压力是垂直于接触面

12、的力，而不是垂直地面的力。滚动摩擦力。当一物体在另一物体表面做无滑动的滚动或有滚动的趋势时，在接触面上产生的阻碍滚动的摩擦力称为滚动摩擦力。前面我们说到现在的轮胎上都是有花纹的，这些花纹主要是为了让轮胎增加与地面之间的摩擦，防止打滑。一般情况下，物体之间的滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，只有滑动摩擦力的1/40到l60o所以在地面滚动物体比推着物体滑动省力得多。四.简单机械斜面斜面，是指与水平方向有不为零的夹角的平面。斜面是一种简单机械，可用于克服垂直提升重物的困难，省力但是费距离。斜面的工作原理：斜面与平面的倾角越小，斜面较长，则省力越大，但费距离。斜面与平面的倾角越大，斜面较短，则省力越小，但

13、省距离。斜面在生活中有广泛的应用，如盘山公路、搬运滚筒、螺丝钉、斜面传送带等。楔形楔是斜面的应用，原指上厚下薄的小木撅，在结构中表示一头尖一头稍粗的物品。如下图所示。生活中的斧头,钉子都是楔形。都是斜面的应用，为了更加省力。螺旋螺旋是一种简单机械，是斜面的变形。第一个描述螺旋物的人是希腊科学家阿基米德。阿基米德螺旋是一个装在木制圆筒里的巨大螺旋状物，如图L5所示，它用来把水从一个水平面提升到另一个水平面，对田地进行灌溉。这个东西的真正发明者并非阿基米德本人，他只是描述了这种已经存在的东西。阿基米德螺旋可能是古代埃及的能工巧匠们设计并在尼罗河两岸的灌溉中使用的。图L5阿基米德螺旋杠杆古希腊科学家

14、阿基米德有这样一句流传很久的名言：“给我一个支点，我就能撬起整个地球！”这句话便是说杠杆原理。杠杆的定义是能绕某一固定点转动的杆，对于跷跷板来说，跷板这个杆能够绕支架上的点旋转，而扳手这个杆能够绕螺丝的中心轴旋转。在杠杆结构中，那个固定的点称为支点。支点两边力的关系是一边的重量X物体到支点的距离二另一边重量X另一边物体到支点的距离杠杆原理的五要素是动力：使杠杆转动的力叫做动力，施力的点叫动力作用点。动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离叫做动力臂支点：杠杆绕着转动的固定点叫做支点阻力：阻碍杠杆转动的力叫做阻力，施力的点叫阻力作用点。阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离叫做阻力臂说明：通过力的作用

15、点沿力的方向的直线叫做力的作用线杠杆的分类生活中的杠杆按照施加动力的大小分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。三者具体的比较如下表所示分类条件力力运动距离省力杠杆LiFz费距离费力杠杆L1L2FiF2省距离等臂杠杆L1=L2F1=F2不费不省说明：省距离、费距离中的距离指的是力的作用点运动的距离,而不是力到支点的距离杠杆的应用我们在生活中应用杠杆原理的时候并不是都要使用省力杠杆，而是要看具体的情况，有些情况下是为了省力，而有些情况下是为了节省距离。为了省力，就应该用动力臂比阻力臂长的杠杆；如欲省距离，就应该用动力臂比阻力臂短的杠杆。在杠杆结构中要想省力，就必须多移动距离；要想少移动距离,就必须多费些力。要