2018年3月21日 星期三

機械螽斯─動力機構(Cam Toy)

「偏心輪」是「凸輪」的一種型式,在這組「機械螽斯」裡,輪軸機構中的「軸」偏離圓心、不經過「正圓心」;當軸轉動時,帶動「偏心/凸輪」轉動,因而使連動的另一個構造進行上下、反復運動,所以螽斯的翅膀就動起來了!


機械螽斯
分析學童的前置經驗,三上學過「生活中有趣的力」單元,知道力的作用、力的大小和方向等;這學期六下已學過「力與運動」單元,這些都是本單元要學習槓桿、輪軸、滑輪與動力傳送等「機械」原理所必要的先備知識。在生物學方面,四下學過「昆蟲世界」單元而瞭解「昆蟲」的定義、身體構造等;五下有「動物大觀園」單元,學童已了解動物的覓食、避敵、求偶、繁殖等行為。因此,高年級學童一定有能力嘗試「偏心輪」玩具的製作,放手讓孩子做!

製作材料來自於日常生活中,回收瓦楞紙大約42*60公分以上、回收乾淨竹籤2支(長度20公分以上)、扁平冰棒棍3支(長11公分左右);所需的工具有:鉛筆、美工刀、剪刀、長尺、白膠、雙面膠、熱熔膠槍、圓規刀、斜口鉗、電動起子(電鑽)等。參考流程如下:

一、製作「動力機構」:
  
1.製作「機械盒」:
   A-1-1.切割瓦楞紙板「長方形A」,尺寸為34 cm *10 cm

A-1-1
   A-1-2.A劃分為3個區塊,分別為12 cm *10cm10 cm *10 cm12 cm *10 cm;然後摺成三個面的「ㄇ字型」,上面的尺寸為10 cm *10 cm
   
A-1-2
   A-1-3.切割瓦楞紙板「長方形B」,尺寸為18 cm *10 cm;接著將A黏在B上,左右置中,以熱熔膠槍黏合。


A-1-3
A-1-3
 2.製作「凸輪輪軸」:
   A-2-1.以圓規刀裁切瓦楞紙板「圓形C」,直徑為4cm,製作3片, 以白膠或熱熔膠黏合成圓輪。

A-2-1
   A-2-2.在「圓輪C」的圓心往圓周1cm處鑽孔,成為「凸輪C」(或稱偏心輪);可以使用電鑽進行。
  
A-2-2
   A-2-3.切割112cm竹籤做為「軸」,將之穿過「凸輪C」而組合成「凸輪輪軸」,但是暫時不黏合。

A-2-3
   A-2-4.利用鉛筆芯(或電鑽)在「ㄇ字型」的左右兩個面鑽孔,位置在於距離上方5cm、左右置中處;然後將前面完成的「凸輪輪軸」安裝上去。

A-2-4
A-2-4
      A-2-5.以圓規刀裁切瓦楞紙板「圓形D」,半徑為1cm,製作2片,套在「凸輪輪軸」的兩端並以白膠或熱熔膠黏合固定。(使用老虎鉗或鑷子,以免燙傷)

A-2-5
   A-2-6.切割15cm冰棒棍E,在一端鑽孔,然後以熱熔膠黏合在輪軸(竹籤)的右邊端。

A-2-6
    A-2-7.切割24cm冰棒棍F,以熱熔膠重疊黏合,最後再黏合在冰棒棍E上,成為「L型」的搖桿F,而可以操縱「凸輪輪軸」。(使用老虎鉗或鑷子,以免燙傷)

A-2-7
A-2-7
 3.製作「連動輪」:
   A-3-1.以圓規刀裁切瓦楞紙板「圓形G」,直徑為5cm,製作3片, 以白膠或熱熔膠黏合成圓輪。

A-3-1
   A-3-2. 在圓輪G的圓心畫出一條直徑,在圓心往左、右兩邊0.8cm處鑽孔;可以使用電鑽進行鑽孔。

A-3-2
   A-3-3.切割6cm竹籤2支,分別垂直插入圓輪G的兩孔中,以白膠黏合,完成「連動輪G」。(愛動手,107-03-21)

A-3-3
接下來要製作「螽斯造型」,請連結:
機械螽斯─B造型設計(Cam Toy):http://ihands-on.blogspot.tw/2018/03/cam-toy-2.html
機械螽斯─C組合機械(Cam Toy):http://ihands-on.blogspot.tw/2018/03/cam-toy-3.html

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