План уроков, блок 9: Проект ходовой части

Класс:
9-11

Исходные материалы:

9-й класс, основы науки и математики

Изучаемые концепции:

В рамках настоящего блока учащиеся изучат физические основы трения и тяги путем разработки проекта ходовой части робота.

Учебные задачи:

• Учащиеся смогут продемонстрировать взаимосвязь между действующей силой и трением.
• Учащиеся научатся различать статическое и кинетическое трение.
• Учащиеся смогут рассчитать скорость колеса.
• Учащиеся смогут продемонстрировать расчет изменения передаточного отношения.
• Учащиеся смогут сравнить и противопоставить разные типы ходовых частей, учитывая их сильные и слабые стороны.

Связи STEM:

Будут представлены главные физические концепции, в т.ч. теории трения и тяги, а также геометрические характеристики различных типов ходовых частей, используемых в робототехнике.

Необходимые материалы:

• Руководство к блоку
• Бумага
• Карандаши
• Линейки
• Доступ к сети Интернет
• Словари
• Набор VEX Robotics
• Компьютеры с установленной средой Autodesk Inventor
• Контейнеры для хранения
• Он-лайн источники

Ключевые термины:

• Friction
• Traction
• Drivetrain
• Static Friction
• Kinetic Friction
• Maximum Static Friction
• Magnitude
• Force of Friction
• Normal Force
• Tractive Force
• Drive Wheel
• Turning Point
• Turning Scrub
• Zero Radius Turn
• Ackermann Steering
• Skid Steer
• Omni Directional

План ежедневных занятий:

День 1:

Представить введение в основы трения и тяги. Попросить учащихся найти примеры трения, тяги, статического трения, коэффициента трения и нормальной силы. После выполнения анализа новых терминов учащиеся смогут найти требуемые примеры в школе, в своем городе и в промышленности.

День 2:

Начать с терминологии, относящейся к ходовой части, затем перейти к роликонесущим колесам. Попросить учащихся выполнить схематические изображения различных типов ходовых частей в своих проектных отчетах. Убедиться, что учащиеся присваивают названия своим работам.

День 3:

Начать с геометрических характеристик и поворота ходовой части, перейти к изучению поворотного скраба.

День 4:

Начать с проекта поворачиваемой ходовой части, перейти к точкам поворота.

День 5:

Начать с проекта зубчатого механизма и перейти к расчету передаточного отношения.

День 6:

Начать с нагружения электромотора и представить проектную задачу.

День 7:

Перейти к проектной задаче.

День 8:

Дать учащимся время попрактиковаться в расчетах, поработать над проектом и анализом концепций.

Общие вопросы для проектного отчета:

1. 1. Как трение может быть использовано с пользой при создании ходовой части робота?
   2. Как геометрические характеристики помогают при выборе наиболее подходящей ходовой части для вашего робота?