1. Что такое кулачок?
В нашем наборе кулачок — это серая деталь в форме диска, который крепится на ось двигателя. Его ключевая особенность — смещенный центр вращения. Это значит, что когда ось двигателя находится в центре, сам кулачок — нет. Он "эксцентричный".
2. Практический пример из WeDo 2.0
В конструкторе Lego Wedo механизм кулачок изучался из него строились различные модели.
Внимание! К основному набору LEGO® Education WeDo 2.0 для сборки моделей потребуются восемь дополнительных деталей (кулачок или похожих на него).
3. Как он работает? "Превращение вращения в толчки"
Основной принцип, который мы изучаем с помощью кулачка, — это преобразование вида движения.
● На входе: Двигатель дает нам равномерное вращательное движение.
● На выходе: Кулачок преобразует его в неравномерное возвратно-поступательное движение (толчки, удары, подъемы и падения).
Как это происходит?
Мы приставляем к кулачку любую другую деталь (например, балку). Когда ось двигателя вращается, кулачок толкает эту балку, поднимая ее. Но из-за своей формы в какой-то момент он "отпускает" ее, и балка под действием силы тяжести падает вниз. Получается цикл: подъем-падение-подъем-падение.
4. Почему он так важен для нас на практике?
Вот несколько ключевых причин, почему мы активно используем кулачки в наших моделях:
а) Изучение реальных механизмов.
Кулачок — это не просто деталь Lego, это упрощенная модель кулачкового механизма, который повсеместно используется в реальном мире!
● Двигатель автомобиля: Кулачковый механизм в распределительном валу отвечает за открытие и закрытие клапанов в строго определенный момент.
● Швейная машинка: Игла движется вверх-вниз благодаря кулачку.
● Старые механические двигатели и заводные игрушки.
Собирая модель с кулачком, вы в миниатюре понимаете принцип работы огромных и сложных машин.
б) Создание сложного поведения простыми средствами.
Без кулачка нам пришлось бы использовать много шестеренок, рычагов и сложных программ, чтобы заставить модель двигаться прерывисто. Кулачок делает это элегантно и просто, используя всего одну деталь и физику.
в) Наглядность и эффектность.
Модели с кулачком выглядят "ожившими". Робот не просто едет вперед-назад, а, например, стучит молотком, подпрыгивает как жук, толкает предметы или идет, перебирая ногами (в шагающих механизмах часто используется несколько кулачков). Это делает уроки более увлекательными и наглядными.
Итог для юных инженеров:
Кулачок — это магический преобразователь движения. Это маленький ключик к пониманию больших механизмов. Он позволяет нашим роботам из LEGO WeDo 2.0 не просто двигаться, а двигаться с характером — толкать, бить, шагать и подпрыгивать, делая их более живыми и сложными.
Так что в следующий раз, когда увидите эту невзрачную серую деталь, помните — в ваших руках не просто деталь, а основа одного из самых важных изобретений в машиностроении.