自動削蘋果機

設計背景

吃蘋果時，有人使用專門的削皮刀削皮，有人使用水果刀削皮，但在削果皮時，鋒利的刀片常會傷到手指甚至傷到他人。市場上有一種簡易的蘋果削皮機器(形狀如下圖)，它使削果皮變得更加簡單、安全，只需要搖動它的把手，便可將梨、蘋果等水果的果皮削去。但因為是手動，整臺機器很容易搖動，不穩定，還很容易損壞機器或桌面之類的支撐物。為了讓它運行得更穩定，我決定將人力變為機械動力，于是便設計出了這樣一個用NXT保存程序，并且使用NXT馬達驅動的自動削蘋果機。

設計方案

自動削蘋果機的設計外形基本與上圖的削皮機相似，以樂高機器人的NXT為主體，以電力為動能，在原型機器的基礎上增加了整體機器的穩定性，使削皮過程更加快捷與安全。另外，用各種樂高零件搭建的一種機器人，利用觸感以及馬達完成整體的程序動作。

自動削蘋果機的主要問題在于齒輪組的配置。在機器人的內部共有分別處于水平位置和縱向位置的兩個齒輪組，并且同時受一個馬達的驅動。而本機器的轉速要求是：縱向的水果架的轉動速度，即水果架的轉動角速度大約是水平旋轉的托盤(削果刀)的轉動角速度的10～15倍，這樣才能保證削皮效果。但樂高機器人齒輪的尺寸很難達到轉速標準，所以我們在機器內部采用了由多個齒輪構成的兩個較大型的齒輪組來構成一個有較大轉速差的大型齒輪組(水平方向：8齒齒輪1個、24齒齒輪4個、40齒齒輪1個；豎直方向：16齒齒輪1個、24齒冠裝齒輪1個、24齒齒輪2個、40齒齒輪2個；鏈條約40節；水平方向角速度：豎直方向轉速比為6：25)，從而使水果架與刨刀產生巨大的轉速差，讓刨刀經過水果的全部表面，把果皮全部清除。整個運行過程完全自動化，保證了使用者的安全。

另外，為了方便操作，捌門在機器的上方和內部分別加裝了兩個觸動傳感器。上方的觸動傳感器的作用是開關，當按下開關以后就能夠使整個機器開始工作；而內部的觸動傳感器的作用是限制機器的運行速度與角度。在托盤下方還加置了一個觸動裝置，當托盤轉到一定角度時，觸動裝置便會觸動傳感器，然后程序響應，使馬達停止轉動，然后再反轉回歸原位。

作品點評

根據來源于生活的實際問題，設計出的作品很有啟迪性。整個設計的探究過程、應用過程是能力與智力的提升，作品的技術性、實用性也比較強。當然，如果作品能再做些優化，使它更精巧，就會更實用。