30跟隨兒童STEM項(xiàng)目

涂鴉機(jī)器人是象征性的兒童STEM活動(dòng)，通常是他們將建立的第一個(gè)“機(jī)器人”。

創(chuàng)建一個(gè)令人興奮和成功的設(shè)計(jì)是很容易的，但挑戰(zhàn)性足以讓孩子們參與進(jìn)來。

要充分利用這個(gè)經(jīng)典項(xiàng)目，請(qǐng)確保您的活動(dòng)計(jì)劃包括以下 3 件事：

• 電子產(chǎn)品，很容易為孩子們獨(dú)立組裝。
• 耐用且可以不同配置重新連接的材料。
• 讓孩子們輕松測(cè)試、重新設(shè)計(jì)和反思，以實(shí)現(xiàn)更好的涂鴉模式。

我會(huì)解釋為什么一些材料比其他材料更好地為這項(xiàng)活動(dòng)，我會(huì)強(qiáng)調(diào)最好的方式涂鴉機(jī)器人可以修改，以改變繪圖模式。

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用品

• 對(duì)于報(bào)紙，我建議使用新聞紙或包裝紙。這些床單又大又便宜。
• 3V 直流電機(jī)- 帶平板外殼的小型電機(jī)最適合此活動(dòng)。它們功率低，往往會(huì)創(chuàng)建更連續(xù)的涂鴉線。功率更高的電機(jī)會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人從紙張上彈起，這更經(jīng)常地產(chǎn)生我認(rèn)為不太令人滿意的點(diǎn)模式，再加上它會(huì)從電池中消耗更多的電能。此外，平坦的兩側(cè)是粘合方塊的一個(gè)很好的附件表面。
• 1 帶開關(guān)的 AA 電池支架- 單個(gè) AA 電池支架更便宜，它產(chǎn)生較弱的振動(dòng)力，從而產(chǎn)生更好的繪圖模式。包括支架上的開關(guān)簡(jiǎn)化了幼兒的電路。
• 插頭連接器- 也稱為子彈連接器，這些將使孩子們很容易組裝他們的電路和倒轉(zhuǎn)電流。您需要一個(gè)壓接工具或一對(duì)副抓地力來使用這些。
• 12盎司塑料杯- 塑料杯比紙杯好，因?yàn)檎澈蟿┛梢匀コ椭貜?fù)使用，而不會(huì)撕掉紙涂層。一定要得到圓錐形的杯子。圓柱形容器不太穩(wěn)定。
• 塑料車輪/滑輪- 這些很容易安裝到電機(jī)上，不會(huì)飛走。它們還提供了一個(gè)大的平面，可以附加到中心外的重量。
• 1 英寸膠粘劑正方形- 用于連接電機(jī)和電池支架;他們比磁帶工作得更好。有了膠帶，電機(jī)可以擺動(dòng)自己松動(dòng)，更少的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)移到機(jī)器人。粘合方塊確保大部分振動(dòng)傳輸?shù)綐?biāo)記尖端。
• 1 英寸泡沫立方體- 這是離中心重量。泡沫立方體提供了足夠的重量， 但如果它們碰巧被甩掉， 他們不會(huì)傷害任何人！
• 存根標(biāo)記- 較長(zhǎng)的標(biāo)記更難安全地連接，它提高了機(jī)器人的質(zhì)量中心，這使得它不太穩(wěn)定。厚圓錐形標(biāo)記尖端比瘦筆尖標(biāo)記更耐用。
• 遮蓋膠帶- 比膠帶更容易使用，粘合性比透明膠帶更強(qiáng)。
• 管道清潔工- 為了好玩:)
• 最重要的是：擺動(dòng)的眼睛

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第 1 步：準(zhǔn)備電子設(shè)備

這一步是耗時(shí)的，但這樣想：你交換你的時(shí)間準(zhǔn)備，這樣孩子們可以有更多的時(shí)間來嘗試和玩他們的涂鴉機(jī)器人。此外，插頭連接器使孩子們能夠輕松地切換電機(jī)方向，這是改變涂鴉模式的另一個(gè)變量。

開始準(zhǔn)備通過削減電線只有≈3''（8厘米）。短線不太可能纏繞在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)中。

剝離 1''（2.5 厘米）的絕緣層。確保電線線是直的和平的。將其插入插頭連接器，然后緊緊壓緊。在連接器上拖曳以確保它被牢牢地夾在電線上。

重要： 確保罩套接頭連接器用于電池支架！這防止電線相互接觸并形成危險(xiǎn)的短路。

獎(jiǎng)勵(lì)步驟：收縮包裝電機(jī)線或用電膠帶包裹它們。如果你的電機(jī)電線很容易斷裂，或者你計(jì)劃與多組孩子重復(fù)使用這些組件，我建議得到1'''（2.5厘米）熱收縮管，切成段，并收縮包裹電機(jī)電線再次金屬外殼（圖3）?；蛘撸秒娔z帶將電線包裹到電機(jī)上。這可防止電線終端來回彎曲并最終斷裂。

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第 2 步：組裝電子設(shè)備

從這里組裝電路很容易，只需將連接器插入一起！要改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向，要切換電線。

接下來，將電子設(shè)備與膠粘劑方塊連接到杯子上。堅(jiān)定地按壓，以建立更牢固的紐帶！唯一的要求是，電機(jī)軸戳出杯子的邊緣，所以有空間的離中心重量旋轉(zhuǎn)。

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第 3 步：添加離心重量

將塑料輪安裝到電機(jī)輪轂上。中心孔和其他一些孔緊貼，有些適合松散。寬松的配合是專為其他項(xiàng)目設(shè)計(jì)的，但對(duì)于涂鴉機(jī)器人，請(qǐng)務(wù)必使用貼合孔。

使用膠粘劑方塊將泡沫立方體連接到車輪上。確保立方體至少離中心一點(diǎn)點(diǎn)，以便當(dāng)車輪和立方體旋轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)器人振動(dòng)。

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第 4 步：標(biāo)記上的磁帶

Use at least two long pieces of tape per marker and make sure the felt tip will touch the paper when the caps are removed.

當(dāng)然， 給你的機(jī)器人一些個(gè)性與擺動(dòng)的眼睛， 管道清潔工， 一個(gè)愚蠢的名字和其他任何東西！

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第 5 步：測(cè)試和實(shí)驗(yàn)！

有幾種方法，孩子們可以嘗試涂鴉機(jī)器人設(shè)計(jì)，以產(chǎn)生不同的繪圖模式：

1. 切換電路極性：斷開電線并以相反的方式重新連接它們，以改變電流的方向，這將使電機(jī)向相反的方向旋轉(zhuǎn)。這會(huì)更改離中心質(zhì)量移動(dòng)的方式，這可能會(huì)影響機(jī)器人旋轉(zhuǎn)的速度。
2. 更改電子設(shè)備的位置：電子元件相對(duì)較重，因此分離它們并重新連接到機(jī)器人的不同部分會(huì)顯著改變質(zhì)量中心。使質(zhì)量中心更高、更低、更偏向一側(cè)或平衡將改變繪圖模式，因?yàn)樗淖兞藰?biāo)記上重量的分布方式。
3. 更改電機(jī)的位置：將電機(jī)移動(dòng)到機(jī)器人的不同部分會(huì)改變振動(dòng)能量的來源，從而改變能量在整個(gè)機(jī)器人其余部分的傳輸方式。
4. 嘗試不同的泡沫立方體位置：將泡沫立方體移近車輪中心可增加振動(dòng)頻率，但會(huì)降低強(qiáng)度，反之亦然。
5. 調(diào)整標(biāo)記的角度：不要將標(biāo)記直接向上和向下錄制，請(qǐng)嘗試以一個(gè)角度進(jìn)行錄制。這對(duì)機(jī)器人在紙張上移動(dòng)的速度以及它旋轉(zhuǎn)或在直道上移動(dòng)的速度有很大的影響。

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第 6 步：最終確定標(biāo)記

一旦您測(cè)試并嘗試了許多不同的變體，并且您找到了一種產(chǎn)生您最喜愛的繪圖模式的變體，則通過在另外兩塊重疊的遮蔽膠帶上添加標(biāo)記的位置來最終確定標(biāo)記的位置。這可確保前兩段磁帶的安全，并幫助標(biāo)記保持原位。您還可以使用額外的膠粘劑正方形或更堅(jiān)固的膠帶進(jìn)一步保護(hù)標(biāo)記。

涂鴉機(jī)器人將持續(xù)幾天，直到濕度和組件的重量導(dǎo)致碎片脫落。幸運(yùn)的是，粘合方塊通?？梢灾貜?fù)使用幾個(gè)星期，然后才需要更換，所以很容易修復(fù)損壞的機(jī)器人。

除了繪制尖刻的圖案，這些機(jī)器人也可以用其他有趣的方式！例如，使用振動(dòng)電機(jī)電路創(chuàng)建一個(gè)抖動(dòng)的垃圾機(jī)器人，從紙板坡道上彈跳。不斷尋找新的和創(chuàng)造性的方法，要么改善涂鴉機(jī)器人或重新調(diào)整用途的部分到全新的東西！