地心歷險記-04-暴風雨_W

1、 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部暴風雨目標情感目標通過總結(jié)發(fā)現(xiàn)自然天氣現(xiàn)象推測出可能引發(fā)的問題并提出解決辦法認知目標認識復(fù)式杠桿和四邊形結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用技能目標掌握減速省力的原理和四邊形不穩(wěn)定性原理重點和難點重點認識復(fù)式杠桿和四邊形結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用難點掌握減速省力的原理和四邊形不穩(wěn)定性原理材料學(xué)生材料 EV3 教育版套裝一套教師材料 LEGO 人仔等活動過程我們回到了之前的山洞里面，突然下了一場大暴雨，將山洞里面很多地方的都給淹沒了， 我們站在了高處躲過了這次。我們還需要在這個地方待一陣子來研究下一步的方案和計劃，這個山洞的天花板上邊有許多漏水的地方，我們需要將其給堵住，但是天花板距離我們比較高，

2、我們該如何上去，這是一個大問題，我們需要盡快提出解決方案。 我們可以試想下在生活中有哪些是可以給高處物體進行作業(yè)的結(jié)構(gòu)模型，比如修復(fù)路燈的車輛。 靈感構(gòu)思 結(jié)構(gòu)分析：1.2.3.4.5.我們需要設(shè)計一個能夠自動升降的載人裝置； 這個自動載人裝置需要做到速度比較慢而且能夠省力； 還需要設(shè)計一個能夠支撐的裝置，保證載人裝置能夠正常完成任務(wù)； 我們可以利用蝸輪減速裝置或者齒輪減速裝置來達到減速和省力的目的； 我們可以利用四邊形的原理來設(shè)計支撐架，這里還會需要用到復(fù)式杠桿。任務(wù)難度等級：主題引入 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部1.2.3.4.設(shè)計一個簡單的升降裝置，升降裝置上能放置人仔進行模擬修復(fù)任務(wù)； 設(shè)計

3、一個能夠減速省力的裝置，進行修復(fù)任務(wù)，教參參考這種任務(wù)模式； 模型不僅具備第二條的要求，而且還需要能夠進行 360 旋轉(zhuǎn)； 模型不僅要求具備第三條的任務(wù)要求，而且還要求能夠自由移動前進后對，這需要進行合作，一個模型設(shè)計第三條的任務(wù)標準，一個模型設(shè)計運載裝置跨越自由運載第三個任務(wù)要求的模型。 初步搭建 搭建參考：1.首先我們需要設(shè)計一個減速省力裝置，利用兩個大型電機設(shè)計對稱結(jié)構(gòu)，參考設(shè)計如下：注：兩個對稱的結(jié)構(gòu)，中間利用 2#軸連接器進行連接，圖片的軸分別為 6#和 7#單位。 注：利用 5*7 框架將兩者連接固定，需要注意的地方是兩根 3*7 厚連桿的方向應(yīng)該一致。 2.現(xiàn)在開始設(shè)計復(fù)式杠桿結(jié)

4、構(gòu)和其中的一部分支撐架結(jié)構(gòu)，參考設(shè)計如下： 注：這里利用了 4 跟 15 孔圓梁，同 3*7 厚連桿固定連接的為輪軸連接銷（非摩擦，米黃色）。 注：將 3*5 直角厚連桿固定在對稱的減速省力裝置上。 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部3.連接臂膀的設(shè)計，我們需要完善一個四邊形結(jié)構(gòu)，這樣形成升降結(jié)構(gòu)，參考設(shè)計如下：注：這為四邊形結(jié)構(gòu)一條邊的初步結(jié)構(gòu)。注：這是一個連接結(jié)構(gòu)，圖中的帶軸套銷子（紅色）和小滑輪的作用下文會說明。注：將兩者固定連接在一起。注：將連接臂膀同模型進行連接固定，圖中紅圈地方為滑銷固定。圖中黃色的 3 孔圓梁的傾斜角度不能大于固定在其中間孔的 15 孔圓梁的傾斜角度，否則這個四邊形結(jié)構(gòu)將變成

5、一個凹四邊形，當升降模型降落時，大型電機幾乎不可能將四邊形支撐起來，圖中帶軸套的銷子 （紅色）就是起到一種保護作用，其緣由在于受力點和力臂力矩的關(guān)系。 5.現(xiàn)在需要設(shè)計模擬載人裝置，參考設(shè)計如下： 注：這里利用了 5 個 5*7 框架設(shè)計了一個簡單的模擬載人裝置，僅供參考。 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部注：將模擬載人裝置固定在支撐架上，同時準備好超聲波傳感器和顏色傳感器。注：將超聲波傳感器和顏色傳感器固定在支撐架上，模型在降落的時候以超聲波傳感器檢測到距離地面的距離作為觸發(fā)條件電機執(zhí)行停止動作，在升起的時候以顏色傳感器檢測到支撐架白色顏色的時候作為觸發(fā)條件執(zhí)行電機停止動作。 6.最后我們需要固定基座

6、和 EV3 程序塊，參考設(shè)計如下： 注：將倆電機后端進行連接固定。注：將 EV3 程序塊進行固定，注意保持重心，可以先將升降裝置降落。 注：將基座固定好，保持整體模型的平衡性。 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部注：可以再基座上固定輪胎，這樣增強與地面的摩擦力，保持平衡。7.整個模型設(shè)計參考如下： 程序分析： 程序較為簡單，模型默認狀態(tài)為模擬載人裝置先靠近地面，然后等待某個觸發(fā)條件，升降裝置升起，當顏色傳感器檢測到白色的時候，停止升起。同樣，當?shù)却硗庖粋€觸發(fā)條件，升降裝置降落，當超聲波傳感器檢測到距離地面小于 4cm 的時候，停止降落。（在本教參中，支撐架中的帶軸套的銷子起到的防止四邊形變?yōu)榘妓倪呅蔚淖?/p>

7、用極小，主要因為添加 倆傳感器，并且程序設(shè)計剛好的緣故。） 注：等待程序塊上鍵被按下，則執(zhí)行升起動作，當顏色傳感器檢測到白色的時候則停止。注：等待程序塊下鍵被按下，則執(zhí)行降落動作，當超聲波傳感器檢測距離地面小于 4cm 的時候則停止。兩個程序為并列程序，整個程序較為簡單，注意功率的正負值，參考如下： 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部附：其他參考程序如下：注：這為控制升起的程序。注：這為控制降落的程序，請注意功率的正負。反思提高 反思部分：1. 程序設(shè)計的時候注意功率的大小及正負值，暨順指針還是逆時針； 2. 圖中的黃色 3 孔圓梁和帶軸套的銷子建議安裝，如果四邊形的四邊不一樣長； 3. 設(shè)計的四邊形建議

8、以平行四邊形為最佳； 4. 模型需要注意保持平衡設(shè)計。提高部分：1. 如果通過其他傳感器作為觸發(fā)條件，如何控制升降，程序應(yīng)該如何設(shè)計； 2. 中型電機能夠帶動整個升降裝置進行升降，如果不可能，為什么； 3. 如何設(shè)計一個能夠讓模型 360 度旋轉(zhuǎn)的裝置，暨任務(wù)三提出的要求，教參這里提供搭建參考： 注：如果設(shè)計了這個轉(zhuǎn)動，則基座應(yīng)該固定在轉(zhuǎn)動裝置下面固定，注意中型電機能否順利帶 動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動。 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部來試試自己的升降裝置，比比看誰的順利，誰的更高，誰的更穩(wěn)定，放置人仔的時候， 跨越給模擬載人裝置底部安裝一些固定板，防止人仔掉下。 知識小結(jié)四邊形省力減速復(fù)式杠桿活動評價閱讀材料復(fù)式杠桿是一組連合在一起的杠桿，前一個杠桿的阻力點會緊接地成為后一個杠桿的動力點。幾乎所有的磅秤都會應(yīng)用到一種復(fù)式杠