地心历险记-04-暴风雨_W

1、 乐创教育产品研发培训部暴风雨目标情感目标通过总结发现自然天气现象推测出可能引发的问题并提出解决办法认知目标认识复式杠杆和四边形结构在生活中的应用技能目标掌握减速省力的原理和四边形不稳定性原理重点和难点重点认识复式杠杆和四边形结构在生活中的应用难点掌握减速省力的原理和四边形不稳定性原理材料学生材料 EV3 教育版套装一套教师材料 LEGO 人仔等活动过程我们回到了之前的山洞里面，突然下了一场大暴雨，将山洞里面很多地方的都给淹没了， 我们站在了高处躲过了这次。我们还需要在这个地方待一阵子来研究下一步的方案和计划，这个山洞的天花板上边有许多漏水的地方，我们需要将其给堵住，但是天花板距离我们比较高，

2、我们该如何上去，这是一个大问题，我们需要尽快提出解决方案。 我们可以试想下在生活中有哪些是可以给高处物体进行作业的结构模型，比如修复路灯的车辆。 灵感构思 结构分析：1.2.3.4.5.我们需要设计一个能够自动升降的载人装置； 这个自动载人装置需要做到速度比较慢而且能够省力； 还需要设计一个能够支撑的装置，保证载人装置能够正常完成任务； 我们可以利用蜗轮减速装置或者齿轮减速装置来达到减速和省力的目的； 我们可以利用四边形的原理来设计支撑架，这里还会需要用到复式杠杆。任务难度等级：主题引入 乐创教育产品研发培训部1.2.3.4.设计一个简单的升降装置，升降装置上能放置人仔进行模拟修复任务； 设计

3、一个能够减速省力的装置，进行修复任务，教参参考这种任务模式； 模型不仅具备第二条的要求，而且还需要能够进行 360 旋转； 模型不仅要求具备第三条的任务要求，而且还要求能够自由移动前进后对，这需要进行合作，一个模型设计第三条的任务标准，一个模型设计运载装置跨越自由运载第三个任务要求的模型。 初步搭建 搭建参考：1.首先我们需要设计一个减速省力装置，利用两个大型电机设计对称结构，参考设计如下：注：两个对称的结构，中间利用 2#轴连接器进行连接，图片的轴分别为 6#和 7#单位。 注：利用 5*7 框架将两者连接固定，需要注意的地方是两根 3*7 厚连杆的方向应该一致。 2.现在开始设计复式杠杆结

4、构和其中的一部分支撑架结构，参考设计如下： 注：这里利用了 4 跟 15 孔圆梁，同 3*7 厚连杆固定连接的为轮轴连接销（非摩擦，米黄色）。 注：将 3*5 直角厚连杆固定在对称的减速省力装置上。 乐创教育产品研发培训部3.连接臂膀的设计，我们需要完善一个四边形结构，这样形成升降结构，参考设计如下：注：这为四边形结构一条边的初步结构。注：这是一个连接结构，图中的带轴套销子（红色）和小滑轮的作用下文会说明。注：将两者固定连接在一起。注：将连接臂膀同模型进行连接固定，图中红圈地方为滑销固定。图中黄色的 3 孔圆梁的倾斜角度不能大于固定在其中间孔的 15 孔圆梁的倾斜角度，否则这个四边形结构将变成

5、一个凹四边形，当升降模型降落时，大型电机几乎不可能将四边形支撑起来，图中带轴套的销子 （红色）就是起到一种保护作用，其缘由在于受力点和力臂力矩的关系。 5.现在需要设计模拟载人装置，参考设计如下： 注：这里利用了 5 个 5*7 框架设计了一个简单的模拟载人装置，仅供参考。 乐创教育产品研发培训部注：将模拟载人装置固定在支撑架上，同时准备好超声波传感器和颜色传感器。注：将超声波传感器和颜色传感器固定在支撑架上，模型在降落的时候以超声波传感器检测到距离地面的距离作为触发条件电机执行停止动作，在升起的时候以颜色传感器检测到支撑架白色颜色的时候作为触发条件执行电机停止动作。 6.最后我们需要固定基座

6、和 EV3 程序块，参考设计如下： 注：将俩电机后端进行连接固定。注：将 EV3 程序块进行固定，注意保持重心，可以先将升降装置降落。 注：将基座固定好，保持整体模型的平衡性。 乐创教育产品研发培训部注：可以再基座上固定轮胎，这样增强与地面的摩擦力，保持平衡。7.整个模型设计参考如下： 程序分析： 程序较为简单，模型默认状态为模拟载人装置先靠近地面，然后等待某个触发条件，升降装置升起，当颜色传感器检测到白色的时候，停止升起。同样，当等待另外一个触发条件，升降装置降落，当超声波传感器检测到距离地面小于 4cm 的时候，停止降落。（在本教参中，支撑架中的带轴套的销子起到的防止四边形变为凹四边形的作

7、用极小，主要因为添加 俩传感器，并且程序设计刚好的缘故。） 注：等待程序块上键被按下，则执行升起动作，当颜色传感器检测到白色的时候则停止。注：等待程序块下键被按下，则执行降落动作，当超声波传感器检测距离地面小于 4cm 的时候则停止。两个程序为并列程序，整个程序较为简单，注意功率的正负值，参考如下： 乐创教育产品研发培训部附：其他参考程序如下：注：这为控制升起的程序。注：这为控制降落的程序，请注意功率的正负。反思提高 反思部分：1. 程序设计的时候注意功率的大小及正负值，暨顺指针还是逆时针； 2. 图中的黄色 3 孔圆梁和带轴套的销子建议安装，如果四边形的四边不一样长； 3. 设计的四边形建议

8、以平行四边形为最佳； 4. 模型需要注意保持平衡设计。提高部分：1. 如果通过其他传感器作为触发条件，如何控制升降，程序应该如何设计； 2. 中型电机能够带动整个升降装置进行升降，如果不可能，为什么； 3. 如何设计一个能够让模型 360 度旋转的装置，暨任务三提出的要求，教参这里提供搭建参考： 注：如果设计了这个转动，则基座应该固定在转动装置下面固定，注意中型电机能否顺利带 动转盘的转动。 乐创教育产品研发培训部来试试自己的升降装置，比比看谁的顺利，谁的更高，谁的更稳定，放置人仔的时候， 跨越给模拟载人装置底部安装一些固定板，防止人仔掉下。 知识小结四边形省力减速复式杠杆活动评价阅读材料复式杠杆是一组连合在一起的杠杆，前一个杠杆的阻力点会紧接地成为后一个杠杆的动力点。几乎所有的磅秤都会应用到一种复式杠