بازوی ربات خود را بسازید

ساخت مصالح (برای هر تیم)

مواد مورد نیاز

• نوارهای مقوایی
• فنجان (برای آزمایش) - ممکن است بخواهد چندین نوع فنجان را آزمایش کنید - پلاستیک ، فوم یا کاغذ یا فقط یک فنجان را آزمایش کنید.

مواد جایگزین

• کلیپ های صحافی
• گیره کاغذ
• اتصال دهنده های برنجی
• باند لاستیکی
• لباس پوشیدن
• چوب بستنی چوبی
• سیم
• منطقه ماهیگیری
• رشته
• با کف دست زدن
• مقاله
• مداد کوتاه / گلف

مواد

• جام (شامل مواد تیمی) 

مواد تست جایگزین

• برخی از موارد با وزن بیشتر را امتحان کنید (به عنوان مثال ، بطری آب یا چیزهایی را به فنجان خالی اضافه کنید) تا تیم ها بتوانند وزن بیشتری از فنجان را آزمایش کنند.

روند

تیم ها با بلند کردن فنجان تا ارتفاع حداقل 6 "از سطح (میز ، کف و غیره) طرح های خود را آزمایش می کنند

ربات هایی که در محیط تولید کار می کنند به عنوان "ربات های صنعتی" شناخته می شوند. ربات های صنعتی وظایفی مانند مرتب سازی ، جوشکاری ، رنگ آمیزی ، مونتاژ محصول ، بسته بندی ، برچسب زدن و بازرسی کیفیت را انجام می دهند. از IEEE بازدید کنید وب سایت ربات ها و چند فیلم از Unimate اولین ربات صنعتی ساخته شده را بررسی کنید.

Titan: قوی ترین بازوی ربات در جهان

https://robots.ieee.org/robots/titan/

چالش طراحی

شما یک تیم مهندس هستید که همه با هم کار می کنند ، با استفاده از فرایند طراحی مهندسی ، یک بازوی ربات را طراحی می کنند که مطابق با معیارها و محدودیت های چالش باشد.

ضوابط

• طول بازو: حداقل 18 ”
• فنجان را از ارتفاع حداقل 6 ”بلند کنید (میز ، کف)

محدودیت ها

• فقط از مواد ارائه شده استفاده کنید
• در زمان ارائه شده یک راه حل طراحی کنید

1. کلاس را به تیم های 2-4 نفره تقسیم کنید.
2. برگه سوالات تمرین بازوی ربات و همچنین برخی از ورق های کاغذ را برای طراحی ترسیم کنید.
3. فرایند طراحی مهندسی ، چالش طراحی ، معیارها ، محدودیت ها و مواد را مرور کنید. اگر زمان اجازه می دهد ، قبل از اجرای چالش طراحی ، "برنامه های واقعی جهان" را مرور کنید.
4. قبل از آموزش به دانش آموزان برای شروع طوفان مغزی و ترسیم طرح های خود ، از آنها بخواهید موارد زیر را در نظر بگیرند:
   ● چگونه می توانید حرکت بازو را از فاصله دور کنترل کنید؟
   ● چگونه ممکن است از خط ماهیگیری استفاده کنید؟
   strength قدرت گرفتن انواع فنجان ها را در نظر بگیرید.
   at به عنوان یک نمونه احتمالی به یک سطل زباله نگاه کنید.
5. مواد هر تیم را تهیه کنید.
6. توضیح اینکه دانش آموزان باید بازوی رباتی را از وسایل روزمره طراحی کنند. بازوی ربات باید حداقل 18 "باشد و یک فنجان را تا ارتفاع حداقل 6" از سطح (میز ، کف) بلند کند.
7. مدت زمان لازم برای طراحی و ساخت را اعلام کنید (1 ساعت توصیه می شود).
8. برای اطمینان از به موقع بودن خود از تایمر یا کرونومتر آنلاین (ویژگی شمارش معکوس) استفاده کنید. (www.online-stopwatch.com/ تمام صفحه-ساعت-توقف). به دانشجویان مرتباً «چک زمان» بدهید تا آنها در انجام وظایف خود باقی بمانند. اگر آنها در تلاش هستند ، سالاتی بپرسید که سریعتر آنها را به راه حلی برساند.
9. دانش آموزان ملاقات می کنند و برنامه ای برای بازوی ربات خود تهیه می کنند. آنها در مورد موادی که به آنها احتیاج دارند توافق می کنند ، برنامه خود را می نویسند / می کشند و برنامه خود را به کلاس ارائه می دهند. تیم ها ممکن است مواد نامحدودی را با تیم های دیگر تجارت کنند تا لیست قطعات ایده آل خود را تهیه کنند.
10. تیم ها طرح های خود را می سازند.
11. طرح های بازوی ربات را آزمایش کرده و ارتفاعی را که هر طرح توانسته بود فنجان را با موفقیت بلند کند ، ثبت کنید.
12. به عنوان کلاس ، درباره س refالات انعکاس دانش آموز بحث کنید.
13. برای اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع ، به بخشهای "برنامه های واقعی جهان" و "حفاری عمیق تر" مراجعه کنید.

انعکاس دانشجویی (دفتر مهندسی)

1. آیا از تمام موادی که به شما ارائه شده استفاده کرده اید؟ چرا و چرا نه؟
2. کدام مورد برای طراحی بازوی ربات شما بسیار مهم بود؟
3. کار تیمی چگونه به روند طراحی کمک کرد؟
4. آیا در طراحی به صورت تیمی اشکالاتی وجود دارد؟
5. از طراحی های تیم های دیگر چه چیزی یاد گرفتید؟
6. سه صنایعی را که از ربات ها در تولید استفاده می کنند نام ببرید:

این درس را می توان در کمتر از 1 دوره کلاس برای دانش آموزان مسن انجام داد. با این حال ، برای کمک به دانش آموزان از احساس عجله و تضمین موفقیت دانش آموزان (به ویژه برای دانش آموزان جوان) ، این درس را به دو دوره تقسیم کنید و به دانشجویان فرصت بیشتری برای طوفان فکری ، آزمایش ایده ها و نهایی کردن طرح آنها دهید. تست و تست را در دوره کلاس بعدی انجام دهید.

• مورد تأیید: مخترعین و مسئله گشایان جهان. XNUMX تخصص اصلی در مهندسی شناخته شده اند (اینفوگرافیک را ببینید).
• عادات مهندسی ذهن (EHM): شش روش منحصر به فرد که مهندسان فکر می کنند.
• فرآیند طراحی مهندسی: مهندسان فرآیند برای حل مشکلات استفاده می کنند.
• ضوابط: شرایطی که طرح باید مانند اندازه کلی آن و غیره رعایت کند.
• محدودیت ها: محدودیت های مربوط به مواد ، زمان ، اندازه تیم و غیره
• نمونه اولیه: یک مدل کاری از محلول مورد آزمایش.
• تکرار: آزمایش و طراحی مجدد یک تکرار است. تکرار (تکرارهای متعدد).
• ربات صنعتی: کارهایی مانند مرتب سازی ، جوشکاری ، رنگ آمیزی ، مونتاژ محصول ، بسته بندی ، برچسب زدن و بازرسی کیفیت را انجام می دهد.
• یکدست: اولین ربات صنعتی که تاکنون ساخته شده است.

اتصال به اینترنت

• "انسانها و روبات ها" مختصر آموزشی ناسا
• اولین مسابقه رباتیک
• کتاب رباتs

خواندن توصیه می شود

• هوش مصنوعی برای آدمکها (شابک: 978-1119467656)
• رباتیک مدرن: مکانیک ، برنامه ریزی و کنترل (شابک: 978-1107156302)
• رباتیک: هر آنچه لازم است بدانید (شابک: 978-1523731510)

فعالیت نوشتن

در مورد چگونگی تأثیر اختراع ربات ها و رباتیک در تولید مقاله (یا پاراگرافی بسته به سن) بنویسید.

تراز به چهارچوب برنامه درسی

توجه: همه برنامه های درسی این مجموعه با استانداردهای ملی آموزش علوم که توسط شورای تحقیقات ملی تولید و توسط انجمن معلمان علوم ملی تأیید شده است ، و در صورت لزوم ، همچنین به استانداردهای سواد فناوری انجمن بین المللی آموزش فناوری یا اصول و استانداردهای شورای ملی معلمان ریاضیات برای ریاضیات مدرسه می رسد.

استانداردهای ملی آموزش علوم کلاس 5-8 (سن 10 - 14)

استاندارد B محتوا: علوم فیزیکی

در نتیجه فعالیتهایشان ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند

• حرکات و نیروها 
• انتقال انرژی 

استانداردهای ملی آموزش علوم کلاس 9-12 (سن 14 - 18)

استاندارد B محتوا: علوم فیزیکی 

در نتیجه فعالیتهایشان ، همه دانش آموزان باید درک درستی از آنها داشته باشند

• حرکات و نیروها 
• فعل و انفعالات انرژی و ماده 

استاندارد استاندارد E: علم و فناوری

در نتیجه فعالیت ها ، همه دانش آموزان باید رشد کنند

• توانایی طراحی فن آوری 
• تفاهماتی در مورد علم و فناوری 

استانداردهای سواد فناوری - همه اعصار

ماهیت فناوری

• استاندارد 3: دانش آموزان درک درستی از روابط بین فن آوری ها و ارتباطات بین فناوری و سایر زمینه های تحصیل خواهند داشت.

فناوری و جامعه

• استاندارد 7: دانش آموزان درک درستی از تأثیر فناوری بر تاریخ خواهند داشت.

طرح

• استاندارد 9: دانش آموزان درک درستی از طراحی مهندسی خواهند داشت.
• استاندارد 10: دانش آموزان درک درستی از نقش عیب یابی ، تحقیق و توسعه ، اختراع و نوآوری و آزمایش در حل مسئله خواهند داشت.

توانایی هایی برای یک دنیای فناوری

• استاندارد 11: دانش آموزان توانایی های استفاده از روند طراحی را پیدا می کنند.

جهان طراحی شده

• استاندارد 19: دانش آموزان درک درستی از فن آوری های تولید را به دست می آورند و قادر به انتخاب و استفاده هستند.

آیا از تمام موادی که به شما ارائه شده استفاده کرده اید؟ چرا و چرا نه؟

کدام مورد برای طراحی بازوی ربات شما بسیار مهم بود؟

کار به عنوان یک تیم چهار نفره چگونه به روند طراحی کمک کرد؟

آیا در طراحی به صورت تیمی اشکالاتی وجود دارد؟

از طراحی های تیم های دیگر چه چیزی یاد گرفتید؟

سه صنایعی را که از ربات ها در تولید استفاده می کنند نام ببرید:

ترجمه طرح درس

• سواحیلی