第6章機械尺蠖觀察春天的樹上，可以看到各種各樣的毛毛蟲。有的毛毛蟲有很多條腿，爬行時就是兩邊的腿依次前行;而有的毛毛蟲卻只有身體的前后有腳，身體中間是沒有腳的。尺蟆就是這種前后有腳的毛毛蟲。它是一種無脊椎動物，只能朝一個方向行走，不能后退，想要去另一個方向只能轉頭。這種毛毛蟲行動時一屈一伸像個拱橋，可是無論收與放都只朝著一個方向。在機械上，也有一種裝置可以實現這種毛毛蟲只朝著一個方向的運動，這種裝置叫做棘輪機構。制作下面我們就先來制作一個機械的尺蟆。.尺蟆行走的時候，身體像一個拱橋，所以尺蟆的身體框架我們需要制作前半身和后半身兩部分。具體制作中要考慮馬達的安裝位置和棘爪的位置。.安裝馬達，馬達安裝在尺蟆的某半身的中間位置。.制作棘輪裝置。棘輪機構主要由棘輪和棘爪組成，棘爪的作用是使棘輪只能向一個方向轉動，當棘輪想要反轉時，棘爪會插入棘輪齒槽中，防止棘輪反轉。棘爪安裝在身體框架上，前半身和后半身分別安裝。棘爪的位置需要注意:一方面要不妨礙棘輪正轉，一方面要在棘輪反轉時可以插入棘輪齒槽中。棘輪使用紅色齒輪，紅色齒輪齒槽較大，更容易實現棘輪機構的作用。.制作曲柄裝置，連接身體框架的前半部分和后半部分。機械尺蟆是通過曲柄滑塊機構將馬達的運動傳遞出去的。在曲柄滑塊機構中，曲柄和連桿之間有相對運動，所以在安裝時不能使其固定到最緊，這種兩個零件有相對運動的結構需要使用摩擦力小的零件，使得兩個零件可以活動。.最后安裝控制馬達轉動，通過傳動裝置讓尺蟆移動，這個過程中我們調整馬達的轉動方向，然后觀察尺蟆的運動方向是否發生了變化。3倍

9倍12倍棘輪機構棘輪機構用來將連續轉動或往復運動轉換成單向步進運動。典型的棘輪機構由四部分組成，分別為棘輪，主動棘爪，止回棘爪，主動擺桿，如圖所示。主動件空套在與棘輪固連的從動軸上，并與主動棘爪用轉動副相聯。當主動件順時針方向擺動時，驅動棘爪便插入棘輪的齒槽中，使棘輪跟著轉過一定角度，此時，止回棘爪在棘輪的齒背上滑動。當主動件逆時針方向轉動時，止回棘爪阻止棘輪發生逆時針方向轉動，而驅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，當主動件作連續的往復擺動時，棘輪便作單向的間歇運動。

林輪圖6.1棘輪機構林輪棘輪機構在生活和工業機械中都有很多應用。比如爸爸的腰帶，用到的就是棘輪機構，通過拉動腰帶，可以使棘爪在棘輪上劃過，讓腰帶變緊；而想要松開腰帶需要扳開棘爪，使其離開棘輪，讓棘輪可以反向運動，才能解開腰帶。除此之外，還有千斤頂，自行車等都運用棘輪機構將雙向運動變為單向運動。特殊的棘輪機構棘輪機構可以按照不同的形式劃分，按結構形式可以分為齒式棘輪機構和摩擦式棘輪機構；按棘輪棘爪的嚙合方式可以分為外嚙合輪機構和內嚙合棘輪機構；按從動件運動形式分為單動式棘輪機構和雙動式棘輪機構。每一種類型的棘輪機構都有不同的特點，下面我們依次講解。齒式棘輪機構:如圖6.2所示，棘輪帶有輪齒，棘爪可以插入棘輪的齒槽中。這種棘輪機構的優點是結構簡單，制造方便，動與的時間比可通過選擇合適的驅動機構實現；缺點是動程只能作有級調節，噪音、沖擊和磨損較大，故不適用于高速場合。摩擦式棘輪機構：如圖6.3所示，用偏心扇形楔塊代替齒式棘輪機構中的棘爪，以無齒摩擦代替棘輪。這種棘輪機構中，棘輪沒有輪齒，棘爪控制棘輪反轉靠摩擦力。摩擦式棘輪機構的優點是傳動平穩、無噪音，動程可無級調節；缺點是靠摩擦力傳動，會出現打滑現象，雖然可起到安全保護作用，但是傳動精度不高，只適用于低速輕載的場合。

外嚙合棘輪機構:如圖6.4所示，這種棘輪機構中，棘輪和棘爪嚙合在外側，它的特點是加工、安裝和維修方便，應用較廣。圖6.4內嚙合棘輪機構:如圖6.5所示，棘輪的輪齒在棘輪的內側，棘爪與之嚙合在整個結構的內側。這種棘輪機構的特點是結構緊湊，外形尺寸小。圖6.5單動式棘輪機構:當主動件按某一個方向擺動時，才能推動棘輪轉動。雙動式棘輪機構:在主動搖桿向兩個方向往復擺動的過程中，分別帶動兩個棘爪，兩次推動棘輪轉動。雙動式棘輪機構常用于載荷大，棘輪尺寸受限，齒數較少，而主動擺桿的擺角小于棘輪齒距的場合。雙向式棘輪機構：以上介紹的棘輪機構，都只能按一個方向作單向間歇運動，都屬于單向式棘輪機構。棘輪機構中還有一類雙向式棘輪機構，可通過改變棘爪的擺動方向，實現棘輪兩個方向的轉動，如圖6.6所示。雙向式棘輪機構在制作時必須要采用對稱齒形，才能實現雙向運動。

圖10.11曲柄滑塊機構在毛毛蟲的制作中，傳動裝置中有一部分是利用曲柄滑塊機構傳動的。毛毛蟲中曲柄滑塊機構如圖6.7所示，它的作用是將電機的圓周運動轉化為直線運動。圖6.7曲柄滑塊機構是用曲柄和滑塊來實現圓周運動和直線移動相互轉換的平面連桿機構。曲柄滑塊機構的示意圖如6.8所示，當曲柄為主動件，滑塊作為輸出件時，曲柄滑塊機構的作用是將勻