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简介：一份面向乐高教育与机器人编程学习者的WEDO2.0狮子捕猎搭建图，内容为乐高WEDO2.0狮子捕猎模型，适用于小学高年级到初中阶段的STEM课程、机器人社团活动或家庭亲子搭建，既能作为教师的课堂讲义，也能成为学生自主学习的参考。文件以PDF格式封装，整个资源包共1个文件，大小约819KB，体积小巧，便于打印或在平板、手机上直接查看；搭建图完整呈现了狮子捕猎主题的结构拆分与装配顺序，从底盘到头部逐步分解，并标注了关键零件与连接方式。学习者可以边看边搭，在动手过程中理解齿轮传动、连杆运动等机械原理，为后续的图形化编程打下实体模型基础；目前已有689人下载学习，适合初次接触乐高WEDO2.0的入门者，也适合需要补充教学案例的教师。借助这份搭建图，学生不仅能够完成一个生动的仿生机器人，还能进一步思考如何通过编程让模型实现“捕猎”动作，从而获得从搭建到编程的完整学习体验。

1. 打开 wedo2.0 狮子捕猎搭建图 PDF，可以先从装配视角入手

乐高 wedo2.0 狮子捕猎搭建图 PDF 这个标题，背后是一套典型的乐高教育机器人项目：用 WeDo 2.0 主控盒带动齿轮组，让狮子头部和前肢完成一次模拟扑咬的动作。很多 IT 从业者第一次接触它是为了陪孩子做 STEM 课题，结果按 PDF 一页页拼完之后，狮子要么原地抖动，要么扑到一半卡死，要么传感器完全没反应。原因不在这份图纸缺页，而在于大部分人把它当成了拼装说明书，忽略了它作为机械装配图的核心价值。下面我按工程图纸的习惯拆解这类项目：先读装配层级，再算连杆和齿轮的传动关系，然后用状态机理解传感器触发，最后落到一个能复现的调试方法上。

2. 搭建图 PDF 的图例与装配层级读法

2.1 用连续编号把 PDF 重新拆成子总成

拿到任何一份 wedo2.0 狮子捕猎搭建图 PDF，我一般不会急着往零件盒里伸手。先花两分钟看页面下角的连续编号：总页数、第一次出现齿轮的页号、以及最后一页的装配总览。这个习惯来自看传统机械装配图的思路：装配图从来不是按零件表顺序出现的，而是按底盘、动力源、执行机构、传感器分组出现。乐高图纸画得再卡通，结构上仍然延续了这套逻辑。

狮子捕猎这个项目尤其明显，因为狮子的头部和前肢共用一个驱动轴。如果按页面顺序从头拼到尾，很容易在最后阶段发现齿轮啮合过紧，不得不拆掉三分之一重新装。而按子总成拼装，齿轮组可以在桌面上完成对齿，再整组装进框架。判断一个子总成是否结束，有一个土办法：看页面最后一步是否用长轴或长梁把散件横向串起来。出现这种横向串联动作，通常代表机械部分在此处形成了一个独立模块。

2.2 轴的长短和齿轮的十字孔决定装配方向

搭建图 PDF 上的轴销朝向，通常会画成侧视图，实际插入时靠轴头露出长度来定位。这一类图纸的坑在于：同一页面上可能出现一根 2 单位轴和一根 3 单位轴，二者直径完全相同，但装反之后连杆距离侧梁的位置会差出一整个乐高单位，运转时就会摩擦侧板。

读图时先数轴两端露出的格数，再对照图纸上的箭头方向。箭头标在轴头哪一侧，就从哪一侧插入。齿轮的朝向则看轮毂开孔：十字孔用来传递扭矩，圆孔用来让位。狮子头连杆与曲柄连接的位置，如果错用了十字孔，齿轮一转动，连杆就会把轴往侧向顶，表现为头部左右抖动而不是上下扑咬。

2.3 总装阶段最容易返工的三处结构细节

乐高搭建图 PDF 里很少用文字说明松紧程度，但没有告诉装配者的隐含要求。经验里最容易在总装后返工的地方集中在齿轮啮合、传感器朝向和走线路径。

• 齿轮啮合没有调整到最小侧隙。两个齿轮刚咬上就能转，不代表齿隙合格。狮子捕猎的减速比通常在 8:1 以上，齿隙会被机械结构放大，最后表现为头部动作滞后半拍。
• 传感器窗口被前腿遮挡。Wedo 2.0 运动传感器采用红外原理，感应窗必须朝向被检测物体。如果支架装反，狮子面对猎物时传感器收到的反射信号会被横梁挡住，触发距离急剧变短。
• 马达线缆被曲柄卷进去。线缆一旦从连杆运动平面穿过，曲柄每转一圈都会反复弯折线材，轻则卡住机构，重则在演示过程中导致接触不良。

这三个问题靠眼睛检查不一定看得出来，通电后听声音反而更快：正常齿轮传动是连续均匀的沙沙声，如果伴随周期性咔嗒声，优先拆检齿轮组和传感器支架。

3. 狮子捕猎的机械传动：曲柄连杆与齿轮减速比

3.1 旋转运动是怎么变成一次扑咬的

WeDo 2.0 的马达输出是旋转运动，但狮子捕猎需要的是头部和躯干在某个瞬间向前下方扑出。实现这个转换的机构是曲柄摇杆：马达带动小齿轮，小齿轮驱动大齿轮，大齿轮侧面有一个偏心轴销，轴销上套一根连杆，连杆另一端连接狮子头部。大齿轮转一圈，连杆末端就完成一轮抬升、前扑、下压、收回的动作循环。

头部实际运动轨迹不是圆弧，而是偏向一侧的曲线，曲线最高点对应扑咬瞬间。之所以不直接用马达驱动头部摆动，是因为马达转速太高、力度不可控。经过齿轮减速后，曲柄转速降下来，连杆才能在行程末端停留住，形成“扑住猎物”的视觉效果。如果转速过快，扑咬动作会变成弹射，狮子整体还会往后仰。

3.2 齿轮减速比的计算方式与一段可复用代码

搭建图 PDF 会给出一组齿轮组合，但不会直接标注最终减速比。计算方式很简单：从动齿轮齿数除以主动齿轮齿数，多级减速时逐级相乘。乐高 Wedo 2.0 套装里常见的齿轮齿数是 8、24、40 三种。如果电机轴上是 8 齿小齿轮，带动 24 齿齿轮，减速比就是 3:1；如果这台 24 齿齿轮同轴再带一个 8 齿齿轮，再去驱动 40 齿齿轮，第二级减速比是 5:1，总减速比就是 15:1。

# 齿轮传动比计算：输入每级 (从动齿数, 主动齿数) def total_ratio(stages): """stages 形如 [(24, 8), (40, 8)]，返回总减速比""" ratio = 1.0 for driven, driving in stages: ratio *= driven / driving return ratio stages = [(24, 8), (40, 8)] # 两级减速，第一级 3:1，第二级 5:1 print(f"总传动比 = {total_ratio(stages):.1f}:1")

代码里driven / driving就是单级传动比，两级之间用乘法累积。实际传动的扭矩并不会完整放大这么多倍，齿轮啮合会有损耗，轴承和轴孔之间也有摩擦力，所以工程上一般把理论扭矩打七折来预估。

注意：搭建图 PDF 上如果出现两级减速，中间那个 24 齿齿轮和 8 齿齿轮是同轴的，不要额外算一次轴承摩擦损耗。

3.3 曲柄销的安装位置是第二个自由度

有了齿轮比，还要选曲柄销插在齿轮面哪个孔。搭建图一般会画出一个参考位置，但同样一台狮子，把销插在偏心孔远离圆心还是靠近圆心，扑咬幅度完全不同。销孔离圆心越远，连杆行程越大，狮子头低下去压住猎物的动作越明显，但机构极限位置越容易顶到框架；销孔离圆心越近，动作越小，甚至只剩小幅点头。

调整顺序要遵守一条原则：先机械后电气。先把销放在中间孔位，不接马达，用手慢慢转动齿轮，感受一圈内是否有卡滞。如果某一角度需要额外用力，说明连杆在这个位置和框架干涉，换销孔或加垫片，比改电机功率更有效。功率只能改变动作速度，不能解决机械行程不足的问题。

4. WeDo 2.0 传感器状态机设计与扑咬程序逻辑

4.1 运动传感器不是测距仪，是遮挡检测

WeDo 2.0 运动传感器的红外发射和接收集中在同一个小窗口里，输出本质上是前方遮挡程度的判断，而不是精确距离。这一点直接决定编程怎么写：不能用“距离等于多少”作为触发条件，而应该用“目标是否进入触发区”。搭建图 PDF 只负责告诉安装位置，实际阈值要靠现场标定。

传感器还会被表面颜色影响。深色物体对红外反射弱，触发距离明显缩短；浅色物体反射强，距离稍远就能触发。如果孩子用来当猎物的是一只深灰色乐高动物，标定时就必须用它本人，不能用手掌代替，否则程序调好后实际演示不触发。

4.2 用 Python 模拟一个可复现的捕猎状态机

乐高 Wedo 2.0 的官方编程界面是积木，但积木堆叠多了以后，触发、执行、复位的边界关系会变得很难理清。我习惯先把逻辑翻译成状态机，再落回积木。下面这段 Python 不是用来烧进乐高主控盒的，它只是把判断逻辑写清楚，方便在动手指前确认边界条件。

import time class LionPounce: """狮子捕猎状态机：读传感器 -> 触发扑咬 -> 冷却复位""" def __init__(self, sensor, motor): self.sensor = sensor # 传感器接口: read_percent() self.motor = motor # 马达接口: run(speed, seconds) self.threshold = 65 # 传感器触发阈值，标定后写入 self.speed = 70 # 马达功率，70 表示中高速 self.pounce_seconds = 0.8 # 扑咬动作持续秒数 self.cooldown_seconds = 0.5 # 冷却时间，防止连续触发 def update(self): value = self.sensor.read_percent() # 0~100，越小代表越近 if value < self.threshold: self.motor.run(self.speed, self.pounce_seconds) return True return False def loop(self): while True: if self.update(): time.sleep(self.cooldown_seconds) time.sleep(0.1)

这段代码里，threshold是标定出来的遮挡临界值，read_percent()数值越小代表离得越近；speed对应马达功率，乐高积木里也是用百分比或等级表达；cooldown_seconds是为了避免传感器还在目标物范围内时反复触发。loop里的 0.1 秒轮询间隔对应乐高积木事件块的响应周期，比这个更短的轮询对乐高主控盒没有实际意义。

4.3 复绘回 WeDo 2.0 官方积木的参数表

把 Python 状态机映射到官方积木时，不需要逐块对照，只需保持几个关键值一致。官方积木里传感器检测用“当运动传感器检测到物体”的事件块，马达动作块设置旋转方向和功率，后面接等待块，再停止马达进入复位。

标定功率时先从 50 起步，每次增加 10，听到齿轮发出咔哒声就退回上一档。pounce_seconds的合理值不好拍脑袋确定：太短会导致狮头在扑咬峰值处突然断电，表现为半空停住；太长则会让狮头压住猎物后继续往下顶，损伤齿轮。一个简单的验证方式是观察狮头是否在行程最低点停止，并且反向收回时没有明显顿挫。

5. 进阶调试：用慢动作视频校准曲柄连杆行程

5.1 拍摄前的两个准备

狮子捕猎这类机构运动速度不算快，但故障发生在毫秒级别，肉眼很难分辨是齿轮滑齿还是连杆过死点。用手机慢动作模式拍摄是最低成本的可重复验证手段。拍摄前把狮子固定在桌边，侧面放一把钢尺作为参照，焦点对准连杆和齿轮的咬合位置。让狮子连续做五次扑咬，记录每一次狮头到达最高点时对应的尺刻度。

5.2 回放时需要确认的三个观测点

慢动作回放时重点看曲柄与连杆接近一条直线的瞬间。这个位置是机构的死点，正常状态下电机靠惯性冲过去，如果每次都卡在这里，说明曲柄销和连杆孔间隙过大，换成更紧的轴销或者调整销孔位置可以解决。第二个观察点是齿轮在旋转时是否存在周期性跳动，跳动通常来自十字轴装偏，松掉轴套重新对位即可。第三个观察点是狮头扑到最低点时是否与底盘发生硬碰撞，如果出现，在连杆和框架之间加一个橡胶垫圈缓冲。

5.3 用一张 A4 纸做最终验收

完成上述校准后，用一张 A4 纸立在狮子前方 20 厘米处当猎物。传感器触发后，狮头应该明显下压并压住纸面，A4 纸不倒下也不被推远，说明扑咬行程和传感器阈值匹配。再增加一次连续触发验证，确保冷却时间不会让第二次扑咬失灵。这个测试通过后，整个 wedo2.0 狮子捕猎项目就算稳定了，剩下还要微调的，只是扑咬动作的节奏感。

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