智能机器人目前已能够为人类在很多方面进行高效率、高精准度的服务,在图书馆领域,机器人可以辅助或替代图书馆员的工作,提供整理图书、读者咨询等服务。下表是某智能机器人图书馆员“小i”(如图甲)的部分参数:
参数名称 | 电源电压/V | 最大负重/kg | 提升重物最大高度/m | 机器人车轮直径/cm | 充电功率/W |
数据 | 48 | 20 | 0.6 | 10 | 2.5 |
(1)读者与“小i”对话,咨询某图书所在的位置,“小i”需将读者的声音信号转化为电流信号,这与 的原理相同。(发电机/电动机)
(2)在阳光充足的时候,“小i”可以通过将 能转化为电能的方式实现无线充电。
(3)“小i”也提供无线上网服务,它与互联网之间通过 电磁波 来传递信息。
(4)“小i”每天需将1944kg图书从借阅处分批搬回书架上,每次放回需将图书提高0.5m,则每天搬书上书架做功 J,若充电效率为90%,则每天应至少充电 h.(g取10N/kg)
(5)如图乙所示为“小i”承受图书重力的过载保护电路原理图,图中R为压力传感器,阻值随所受压力变化图象如图丙所示,图乙触发器的电阻忽略不计,通过的电流超过0.5A时就触发电动机停止工作,放弃执行搬书指令,以免“小i”受损伤。因此为保护“小i”,电阻箱R0的阻值至少应为 Ω;“小i”长时间工作后,为减轻其最大负重,应将电阻箱R0的阻值适当 (增大/减小)。
(6)图书馆管理人员发现,“小i“经过斜面时,爬坡打滑爬不上去,在不改变智能机器人硬件情况下,为了让“小i”能爬坡,可采用的方法是① ,② 。
解析:
(1)读者与“小i”对话,声音使膜片振动,使线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,即将读者的声音信号转化为电流信号,这是电磁感应现象,与发电机的原理相同。
(2)在阳光充足的时候,“小i”的太阳能电池板可以将太阳能转化为电能的方式实现无线充电。
(3)“小i”提供无线上网服务,则它与互联网之间通过电磁波来传递信息。
(4)“小i”每天搬书上书架做功:
W=Gh=mgh=1944kg×10N/kg×0.5m=9720J。
充电存储的电能:
W电=W/η=9720J/90%=10800J。
充电时间:
t=W电/P=10800J/2.5W=4320s=1.2h。
(5)“小i”承受的最大压力:
F=G=mg=20kg×10N/kg=200N,
由图丙可知,当F=200N时,压力传感器的阻值R=15Ω,电路总电阻:
R总=U/I=48V/0.5A=96Ω,
电阻箱R0接入的最小阻值:
R0=R总﹣R=96Ω﹣15Ω=81Ω,
由于电源电压和触发电动机停止工作的电流不变,电路总电阻不变,要减轻“小i”的最大负重,即减小其承受的压力,则压力传感器的阻值将增大,所以,应将电阻箱R0的阻值适当减小。
(6)“小i“经过斜面时,爬坡打滑爬不上去,说明所受的阻力较大,在不改变智能机器人硬件情况下,即动力不变,为了让“小i”能爬坡,需要减小阻力,可采用的方法是:①减小斜面的倾斜程度;②减小最大负重。
可见:
(1)发电机;
(2)太阳;
(3)电磁波;
(4)9720;1.2;
(5)81;减小;
(6)①减小斜面的倾斜程度;②减小最大负重。
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