课程设计机械玩具
《制作一个简单的机械玩具》(教案)全国通用三年级上册综合实践活动(1)

教案:制作一个简单的机械玩具一、教学目标1.知识与技能:(1)学生能够了解机械玩具的基本原理,掌握制作机械玩具的基本技能,熟悉简单工具的使用方法。
(2)学生能够设计并制作一个简单的机械玩具,锻炼其创新思维和实践能力。
2.过程与方法:(1)通过引导学生进行探究学习和实践活动,使学生了解机械玩具的基本原理和基本制作方法。
(2)通过开展小组合作学习和动手实践,让学生在交流合作中,共同完成机械玩具的制作,并进行展示和评价。
3.情感态度与价值观:(1)通过机械玩具的制作和展示,提高学生的学习兴趣和动手能力。
(2)通过展示和评价,培养学生的团队合作精神和创新意识。
二、教学重难点1.教学重点:机械玩具的基本原理和基本制作方法。
2.教学难点:学生的创新思维和实践能力的培养。
三、学情分析三年级学生具有一定的观察能力、操作能力和创新能力,他们对机械玩具感兴趣,但对机械玩具的基本原理和制作方法并不了解。
因此,本节课将通过探究学习和实践活动,让学生了解机械玩具的基本原理和基本制作方法,提高学生的创新思维和实践能力。
四、教学准备1.教师准备:多媒体教学设备、制作机械玩具所需的材料和工具、活动组织方式、学习资源。
2.学生准备:课前预习、对机械玩具的相关知识和制作过程进行了解。
五、教学过程教师展示一些机械玩具的图片,如玩具车、玩具飞机等,引导学生思考这些机械玩具的工作原理和制作方法。
通过展示图片和提出问题,激发学生的学习兴趣和探究欲望。
(1)教师介绍机械玩具的基本原理和制作方法,如利用机械原理、机械结构和材料等来制作机械玩具。
(2)教师引导学生进行探究学习,让学生了解机械玩具的基本原理和基本制作方法。
(3)教师指导学生学习基本工具的使用方法,如螺丝刀、钳子等。
(1)教师引导学生设计并制作一个简单的机械玩具。
(2)学生以小组为单位,进行讨论和设计,确定制作的机械玩具的种类和基本结构。
(3)学生根据设计方案,进行制作,教师巡视指导。
机械小玩具的课程设计

机械小玩具的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握机械小玩具的基本原理,如杠杆、滑轮、齿轮等简单机械的应用。
2. 学生能够描述并分析机械小玩具的组成部分及其功能。
3. 学生能够运用所学的物理知识解释机械小玩具的运作原理。
技能目标:1. 学生能够运用观察、分析、设计等科学方法,进行简单的机械小玩具设计和制作。
2. 学生能够通过小组合作,进行有效的沟通与协作,共同完成机械小玩具的制作任务。
3. 学生能够运用评价标准,对机械小玩具的设计和制作过程进行自我评价和互相评价。
情感态度价值观目标:1. 学生能够积极主动参与科学探究活动,培养对科学的兴趣和好奇心。
2. 学生在小组合作中,学会尊重他人意见,培养团队合作精神和解决问题的能力。
3. 学生通过制作机械小玩具,体验科学技术的魅力,增强创新意识和动手实践能力。
4. 学生能够关注生活中简单机械的应用,理解科学与生活的密切关系,培养科学态度和科学精神。
课程性质:本课程为小学四年级科学课的实践环节,结合课本中关于简单机械的知识,通过制作机械小玩具,让学生在实践中掌握相关概念。
学生特点:四年级学生对新鲜事物充满好奇,动手能力强,但注意力容易分散,需要引导他们专注于课程内容。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,关注学生的个体差异,提供适当的指导与帮助,确保学生在课程中学有所获。
同时,注重培养学生的团队合作意识和解决问题的能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果,为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本节课教学内容主要围绕小学四年级科学课本中“简单机械”章节展开,具体内容包括:1. 简单机械的基本原理:介绍杠杆、滑轮、齿轮等简单机械的原理及其在生活中的应用。
2. 机械小玩具的组成部分:分析机械小玩具的构造,包括动力部分、传动部分、控制部分等。
3. 机械小玩具的设计与制作:引导学生运用所学简单机械原理,设计并制作一个具有特定功能的机械小玩具。
教学大纲安排如下:第一课时:导入新课,介绍简单机械的基本原理,让学生了解并掌握相关概念。
《制作机械玩具作业设计方案》

《制作机械玩具》作业设计方案一、设计目标本作业旨在让学生通过动手制作机械玩具的过程,培养他们的动手能力、创造力和团队合作精神,同时也让他们了解机械原理和工程设计的基本知识。
二、设计内容1. 学生分组,每组3-4人,共有10个小组。
2. 每个小组根据指导老师的要求,选择一种机械玩具的设计方案,并制定制作计划。
3. 每个小组需要在规守时间内完成机械玩具的设计、制作和展示。
4. 学生需要提交机械玩具的设计图纸、制作过程记录和展示PPT。
三、设计步骤1. 第一阶段:确定设计方案- 每个小组讨论并确定机械玩具的设计方案,包括外形、功能和材料等。
- 学生需要在规守时间内提交设计方案并经老师审核通过。
2. 第二阶段:制作准备- 每个小组根据设计方案准备所需的材料和工具。
- 学生需要在规守时间内完成材料和工具的准备工作。
3. 第三阶段:制作过程- 每个小组按照设计方案,开始制作机械玩具。
- 学生需要在规守时间内完成机械玩具的组装和调试。
4. 第四阶段:展示和评比- 每个小组展示他们制作的机械玩具,并向全班介绍设计理念和制作过程。
- 全班学生和老师进行评比,评选出最佳设计奖和最佳制作奖。
四、评判标准1. 设计方案的创新性和可行性。
2. 制作过程的规范性和效率性。
3. 机械玩具的功能性和稳定性。
4. 展示效果和团队合作精神。
五、学生收获通过本次作业设计,学生将能够提高他们的动手能力和创造力,培养他们的团队合作精神和解决问题的能力,同时也让他们了解机械原理和工程设计的基本知识,为将来的进修和工作打下良好的基础。
《制作机械玩具作业设计方案》

《制作机械玩具》作业设计方案一、设计背景机械玩具是一种结合了机械原理和手工制作的玩具,通过动力传输和机械结构的设计,可以实现各种有趣的功能。
本次作业旨在让学生通过手工制作机械玩具,锻炼他们的动手能力和创造力,同时进修机械原理的基础知识。
二、设计目标1.培养学生的动手能力和创造力;2.进修机械原理的基础知识;3.激发学生对科技的兴趣和热爱。
三、设计内容1.学生将根据老师提供的材料和教学视频,制作一个简单的机械玩具,如手摇风车、滑翔机等;2.学生需要在规定的时间内完成作业,并准备展示给同砚和老师。
四、设计步骤1.老师将向学生介绍机械玩具的基本原理和制作方法;2.学生根据老师的指导,选择自己喜欢的机械玩具进行制作;3.学生根据提供的材料和工具,按照教学视频的步骤,完成机械玩具的制作;4.学生在规定的时间内完成作业,并准备展示。
五、评判标准1.完成度:机械玩具制作是否符合要求;2.创意性:学生是否在制作过程中有自己的创意和想法;3.动手能力:学生在制作过程中是否动手能力强;4.展示效果:学生展示机械玩具时的表现和解说是否清晰。
六、其他注意事项1.学生在制作过程中要注意安全,避免受伤;2.老师将提供必要的指导和帮助,确保学生顺利完成作业;3.鼓励学生在制作过程中发挥自己的想象力和创造力,不拘泥于教学视频的内容。
通过本次作业的设计,置信学生们能够在动手制作机械玩具的过程中,收获快乐和成长,同时对机械原理和科技有更深入的理解和认识。
希望本次作业能够激发学生对科技的热爱,培养他们的创造力和实践能力。
愿学生们在制作机械玩具的过程中,收获快乐和成长!。
《制作机械玩具作业设计方案-2023-2024学年科学人教版2001》

《制作机械玩具》作业设计方案一、设计背景:机械玩具是一种能够通过机械结构实现动作的玩具,能够激发孩子们的创造力和动手能力。
本次作业设计旨在让学生通过制作机械玩具,锻炼他们的动手能力和创造力,同时培养他们对机械结构的理解和运用能力。
二、设计目标:1.培养学生的动手能力和创造力;2.让学生了解机械玩具的制作原理;3.提高学生对机械结构的理解和运用能力;4.激发学生对工程科学的兴趣。
三、设计内容:1. 确定机械玩具的类型:可以是简单的风车、摇摆玩具,也可以是复杂的机械小车、机械手臂等。
2. 学生分组:每组3-5人,根据学生的兴趣和特长进行分组。
3. 设计方案:每组根据所选机械玩具类型,制定详细的设计方案,包括结构设计、材料选择、制作步骤等。
4. 制作过程:学生按照设计方案,利用各种材料和工具制作机械玩具,并在老师的指导下不息完善和调整。
5. 展示与评比:学生完成机械玩具制作后,进行展示和评比,评选出最具创意和实用性的作品。
四、设计步骤:1.确定机械玩具类型,分组。
2.制定设计方案,明确制作步骤。
3.准备所需材料和工具。
4.制作机械玩具,不息调整和完善。
5.展示与评比,评选出优秀作品。
五、评判标准:1. 创意性:机械玩具设计新颖,结构奇特;2. 实用性:机械玩具能够实现设计的功能;3. 制作质量:机械玩具制作工艺精细,结构稳固;4. 团队合作:小组成员合作默契,分工明确。
六、作业要求:1. 按照设计方案制作机械玩具,完成制作过程记录;2. 参与机械玩具展示和评比,积极表现;3. 活动结束后,进行作品总结和心得体会。
七、参考资料:1. 《机械设计基础》2. 《机械原理与设计》3. 《机械制图与CAD》通过本次作业设计,置信可以有效提高学生的动手能力和创造力,培养他们的机械设计思维和团队合作认识,为他们未来的进修和发展打下良好基础。
希望学生们能够在机械玩具制作中体会到乐趣,不息提升自己的技能水平,为未来的发展奠定坚实基础。
《制作机械玩具作业设计方案》

《制作机械玩具》作业设计方案一、设计背景与目标机械玩具作为一种具有趣味性和教育性的玩具,受到了孩子们的喜爱。
本次作业的设计目标是让学生通过动手制作机械玩具,培养其动手能力、创造力和解决问题的能力,同时激发他们对机械原理的兴趣。
二、设计内容1. 选题:学生可以根据自己的兴趣和能力选择不同的机械玩具制作项目,如机械车、机械动物等。
2. 制作过程:学生起首需要设计出自己的机械玩具的结构图和原理图,然后根据设计图纸,选择合适的材料和工具进行制作。
在制作过程中,学生需要动手操作,锻炼其手工能力。
3. 考核方式:学生完成机械玩具后,需要进行展示和讲解,向同砚们展示他们的作品,并介绍制作过程和原理。
老师可以根据学生的展示情况和讲解内容进行评分。
三、设计步骤1. 确定选题:老师向学生介绍机械玩具的种类和制作方法,学生选择自己感兴趣的机械玩具项目。
2. 设计图纸:学生根据选定的机械玩具项目,设计出结构图和原理图,明确每个零部件的位置和功能。
3. 准备材料和工具:学生根据设计图纸,准备好所需的材料和工具,如木板、螺丝、螺母、电动工具等。
4. 制作机械玩具:学生按照设计图纸,应用工具进行制作,注意细节和精准度,确保机械玩具的稳定性和可操作性。
5. 展示和讲解:学生完成机械玩具后,进行展示和讲解,向同砚们展示自己的作品,并介绍制作过程和原理。
四、评分标准1. 设计图纸:包括结构图和原理图的清晰度和完备性。
2. 制作过程:包括制作工艺的精准度和细节处理的思量。
3. 机械玩具:包括机械玩具的稳定性、可操作性和创意性。
4. 展示和讲解:包括展示的流畅度和讲解的清晰度。
五、教学反思通过本次作业设计,学生不仅可以锻炼动手能力和创造力,还可以培养解决问题的能力和团队合作精神。
同时,学生可以通过制作机械玩具,了解机械原理的基本知识,激发对科技的兴趣。
希望学生在本次作业中,能够充分发挥自己的想象力和创造力,制作出令人满意的机械玩具作品。
《制作机械玩具作业设计方案-2023-2024学年科学人教版2001》

《制作机械玩具》作业设计方案第一课时一、设计背景机械玩具是一种结合了机械结构和玩具功能的创意产品,具有启发孩子们动手动脑的特点,能够激发他们的创设力和动手能力。
本次作业旨在让同砚通过实际操作,了解机械结构的原理,培育他们的动手能力和创设力,同时也提高他们对机械玩具的爱好。
二、设计目标1. 让同砚了解机械结构的基本原理;2. 培育同砚的动手能力和创设力;3. 提高同砚对机械玩具的爱好;4. 练习同砚的团队合作能力。
三、设计内容1. 课前筹办:老师筹办好各种机械玩具的样品,让同砚观察和了解不同类型的机械结构;2. 实践环节:同砚分组进行实际操作,制作一个简易的机械玩具,如风车、机械手臂等;3. 制作过程:同砚依据老师的指导和提供的材料,利用简易的工具和技术,完成机械玩具的制作过程;4. 展示环节:同砚展示他们制作的机械玩具,分享制作过程和心得体会;5. 总结反思:老师指挥同砚总结本次作业的收获和不足的地方,鼓舞他们继续探究机械玩具制作的乐趣。
四、评判标准1. 制作过程是否勤勉,是否按照要求完成机械玩具的制作;2. 制作的机械玩具是否能够正常运转,是否符合设计要求;3. 同砚在展示环节的表现和分享是否充分,是否能够明晰表达自己的想法和心得。
五、作业要求1. 同砚按照老师的指导和要求完成机械玩具的制作;2. 同砚在制作过程中要保持团队合作,互相援助,共同完成任务;3. 同砚需要勤勉筹办展示材料,明晰表达制作过程和心得体会;4. 同砚需要在规定的时间内完成作业,不能拖延。
六、总结通过本次作业,同砚不仅能够了解机械结构的原理,培育动手能力和创设力,还能够提高对机械玩具的爱好,同时也练习了团队合作能力。
期望同砚们能够在实践中不息探究,不息进步,享受机械玩具制作的乐趣。
第二课时一、设计背景机械玩具作为一种具有机械结构和功能的玩具,能够激发孩子们对机械原理的爱好,培育他们的动手能力和创设力。
本次作业设计旨在让同砚通过亲自动手制作机械玩具,了解机械结构的基本原理,培育他们的动手能力和创设力。
《制作机械玩具作业设计方案-2023-2024学年科学人教版2001》

《制作机械玩具》作业设计方案一、设计意图:本次作业的设计意图是让学生通过制作机械玩具来锻炼他们的动手能力和创造力,同时培养他们的团队合作认识和解决问题的能力。
通过亲自动手制作机械玩具,学生可以更好地理解机械原理,培养他们的动手能力和创造力。
二、设计内容:1. 选择合适的机械玩具设计方案:老师可以提供一些简单的机械玩具设计方案供学生选择,也可以让学生自由发挥想象,设计出自己奇特的机械玩具。
2. 制作机械玩具原型:学生按照设计方案,利用各种材料和工具制作机械玩具原型,如风车、机械手、小车等。
3. 调试和改进:学生在制作过程中可能会遇到各种问题,需要不息调试和改进原型,直到达到预期效果。
4. 展示效果:学生可以将制作好的机械玩具展示给全班同砚和老师,分享制作过程和心得体会。
三、设计步骤:1. 确定机械玩具设计方案:老师向学生介绍机械玩具的基本原理和常见设计方案,鼓励学生自由发挥想象,设计出自己喜欢的机械玩具。
2. 准备材料和工具:学生根据设计方案准备所需的材料和工具,如木板、轴承、螺丝等。
3. 制作机械玩具原型:学生按照设计方案,利用所准备的材料和工具制作机械玩具原型。
4. 调试和改进:学生在制作过程中可能会遇到各种问题,需要不息调试和改进原型,直到达到预期效果。
5. 展示效果:学生将制作好的机械玩具展示给全班同砚和老师,分享制作过程和心得体会。
四、评分标准:1. 创意性:机械玩具设计方案的创意性和奇特性。
2. 制作质量:机械玩具原型的制作质量和完成度。
3. 调试效果:机械玩具原型的实际效果和稳定性。
4. 展示表现:学生在展示时的表现和对机械玩具的介绍。
五、总结与展望:通过本次作业的设计与实施,学生不仅可以锻炼动手能力和创造力,还可以培养团队合作认识和解决问题的能力。
希望学生在未来的进修和生活中能够运用所学到的知识和技能,不息提升自我,实现自己的梦想和目标。
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专业方向课程设计计算书 (1)1. 课题研究的目的意义及国内外研究概况: (1)1.1 课题来源 (1)1.1.1项目背景 (1)1.1.1.1开发智力 (1)1.1.1.2刺激各器官反应 (2)1.1.1.3协调身体机能 (2)1.1.2 本方案的提出 (2)1.1.3本项目研究的内容及意义 (3)1.1.4课题来源 (3)1.2课程设计目的 (3)2. 课程设计题目 (4)3. 国内相关研究发展现状 (4)4. 原理方案设计 (5)4.1可遥控益智球形玩具的设计要求 (5)4.2 可遥控益智球形玩具的系统组成及工作原理 (6)4.2.1可遥控益智球形玩具的系统组成 (6)4.2.2 可遥控益智球形玩具的工作原理 (6)4.3 方案设计的可行性分析 (7)4.3.1 滚动时方向控制单元仿真分析 (7)5. 传动零件设计计算 (9)6. 优化设计 (10)6.1 旋翼单元 (11)6.2 传动单元 (13)6.3 方向控制单元 (13)6.4 旋紧、压紧机构 (14)6.5 快插机构 (15)6.6 水平限位机构 (15)7. 结论 (16)参考资料 (17)设计小结 (18)致谢 (18)专业方向课程设计计算书1.课题研究的目的意义及国内外研究概况:1.1课题来源1.1.1项目背景众所周知,玩具是儿童成长的过程中必不可少的玩伴。
在我国儿童玩具的所有组成部分中,益智玩具一直都是消费者最关心的一类。
因为益智玩具在儿童成长的过程中能起到普通玩具所不能达到的作用:益智玩具能够协调儿童的身体机能、刺激大脑活动、开发智力等等。
在现在与未来的家庭中儿童是家庭的中心,每一个家长都希望自己的孩子在小伙伴中脱颖而出。
随着家长们对孩子情商、智商培养的逐渐重视,益智类玩具逐步走俏市场。
图1.1 儿童玩游戏的场景益智类玩具具有以下功能:1.1.1.1开发智力严格的说,益智玩具应该分为少儿益智玩具和成人益智玩具,虽然两者的界限不是非常明显,但还是应该加以区分。
所谓益智玩具,不管是少儿类的还是成人类的,顾名思义都是可以让我们在玩的过程中开发智力增长智慧的玩具。
益智玩具是否真的具有益智的功能呢?据英国皇家科学院研究发现,经常玩益智玩具的人,比不玩的人平均智商高出11分左右,大脑开放性思维能力较高;美国医学专家也发现,50岁以前开始玩成人益智玩具的人老年痴呆的发病率只有普通人群的32%,而从小就玩益智玩具的人发病率不到普通人群发病率的1%。
1.1.1.2刺激各器官反应其实除了开发智力外,益智玩具还有更多的功能。
比如刺激功能发展,设计的颜色鲜艳,线条吸引人的益智玩具可以刺激孩子的视觉;而一握就响的“响环”、按键就发出各种动物声音的“小钢琴”等能刺激孩子的听觉;滚动的彩色球能培养孩子的触觉。
因此,不同的益智玩具是辅助孩子认识世界的有效工具,帮助他们配合身上各种感官的反应,来接触和认知新奇的万事万物。
1.1.1.3协调身体机能此外,益智玩具还具有协调身体机能的作用,例如孩子将一盒积木砌出图形,除了要用脑,还要有手的配合,这样通过玩益智玩具,训练并逐渐建立起孩子的手脚协调、手眼配合等身体机能;具有练习社交活动的作用,孩子在跟他们的同伴或父母玩益智玩具的过程中,不知不觉间在发展他们的社会关系,即使他们在合作或竞争中容易产生执拗和争吵,实际上他们正在发展合作精神和学习与人分享的心理,为日后融入社会打下基础。
同时,语言能力、情绪释放、动手能力等都得到一定提高。
在益智类玩具中,球形玩具以其独特的外形,可靠的安全性,运动的独特性,日益受到广大消费者的喜爱。
1.1.2 本方案的提出现今,儿童智力的开发已越来越受到家长的重视,开发儿童智力的方式也层出不穷。
部分益智玩具虽然设计巧妙,但安全性不可靠,或轻或重地损伤儿童的身心体健康,有的甚至是终身伤害;而另一部分虽然能益智,但操作繁琐,不容易实现其最终效果和目的。
所以既简单又易行的益智玩具在当今社会极其需要。
而飞行类玩具和球形类玩具都是十分理想的益智类玩具,将飞行类和球形类通过简单机构将两者的益智优势合理地结合是本方案的特点,它通过遥控手柄控制飞行器的飞行及转向,充分锻炼娱乐游玩者的手眼协调能力,而想要进行球形机器人的行走条件需要操纵者自己组装,又锻炼其动手能力,既简单易行,又起到开发智力的作用。
经常玩遥控玩具可以培养孩子们的眼、脑、手的配合。
孩子们的大脑处于发育阶段,经常玩遥控玩具,可以提前锻炼孩子的眼睛、手脚和大脑的配合,促进孩子们的智力发育,培养孩子的空间想象力。
玩遥控玩具还可以培养孩子们探索未知世界的兴趣。
很多孩子对遥控玩具很感兴趣的一个原因是对遥控玩具的好奇,想搞清楚是什么原理,一般会自己动手拆开来看究竟,锻炼了孩子动手的能力,特别是遥控飞机这类产品,最容易吸引孩子们的目光。
有些孩子还会研究遥控玩具的操作原理,查找书籍资料,从而培养了孩子们的学习兴趣和爱好,影响孩子们的成长道路。
许多科学家的成长历程可以证明,孩提时代的玩物可以决定孩子们将来的志向。
遥控类产品其实并不是孩子们专利,很多老年人也喜欢玩,许多老年人内心深处还是很童真的,可以买回去和孙子们一起玩,对开阔老人们的心境是一个很好良药。
本方案设计的可遥控益智球形玩具的方向控制单元打破常规思想,通过齿轮带动偏心质量块是球壳的重心发生偏转从而实现改变方向的作用,其旋翼机构也变为可伸缩、折叠式的,其外形更是一种胆大的挑战和创新,并将飞行器与球形机器人进行大胆地结合使用,巧妙地集中了益智的特点。
1.1.3本项目研究的内容及意义本项目对国内外的产品进行了综合分析,并根据儿童智力开发的实际情况,设计了一款采用无线遥控控制的益智球形玩具,以球形壳体为本体,以电机为动力源,通过双旋翼机构来提供升力,以偏心质量块的偏转来控制方向,既可以在空中飞行,又可在地面行走,是一款集飞行与滚动行走为一体的益智娱乐设备。
为了实现上述功能,本项目研制的可遥控益智球形玩具具备以下特点:1.3.1可遥控益智球形玩具通过可伸展式双层螺旋旋翼,实现从球壳内到球壳外展开并进行飞行的功能;1.3.2可遥控益智球形玩具的方向控制部分由齿轮齿条机构组成,通过齿轮带动质量块的偏心实现改变方向的作用;1.3.3可遥控益智球形玩具的球壳上镶嵌有齿条,通过减速电机带动齿轮转动,实现可遥控益智球形玩具的滚动行走功能;1.3.4可遥控益智球形玩具有旋紧及压紧机构,保证飞行机构和行走机构快速结合,并保证其可靠性。
本项目研究的益智类球形玩具,不仅为儿童智力的开发工作提供一种有效地、可靠的益智设备,也可用于成年人娱乐,以及老人玩乐,老年人常玩益智类玩具可防止老年痴呆症的发生。
1.1.4课题来源指导教师制定课题。
1.2课程设计目的本课程设计是使现代机械设计方向的学生全面、系统地掌握和深化机械设计类课程的基本知识、基本理论与基本方法的专业性、综合性实践教学环节。
其作用和目标是:3.1通过工程设计过程各主要环节的训练,使学生树立正确的设计思想,了解现代机械设计技术及其在实际工程中的应用,掌握一般机械设计的基本方法和技能,培养观察、提问、分析和解决问题的独立设计工作能力,训练设计构思和创新能力。
3.2培养学生综合运用机械设计类课程及其他有关先修课程的知识、理论与方法分析和解决机械设计问题的能力,以进一步巩固、深化、扩展所学到的理论知识,并使理论知识与生产实践紧密结合。
3.3培养学生的计算机辅助设计能力、现代设计理论与方法的运用能力和标准、规范、手册、图册及网络信息等有关技术资料的查阅与运用能力,为今后成为高级机械设计工程技术人员进行基本技能和基本素质训练。
2.课程设计题目可遥控益智球型玩具3.国内相关研究发展现状目前市场上的益智类玩具主要有以下三类:球形玩具、遥控飞机、飞行器,如图3.2所示。
球形玩具中的组合类和变形类玩具都属于拼插类玩具,容易丢失零部件。
现有的飞行方式有螺旋旋翼的,通过一对主旋翼旋转提供升力,同时通过一对小旋翼控制升力的方向,及贝尔-希拉操纵方式,具体操纵方式为:主旋翼桨叶转动时会产生与空气相对的上升气流,自然形成升力。
在利用旋翼的旋转速度与各桨叶的角度变换,致使飞机完成起飞、升高、降落等多种不同的飞行动作。
遥控直升机向前飞行,是由于各桨叶在不同位置时,按固定规律变化所产生的。
旋翼产生的拉力相对于旋转轴向前倾斜,摇动遥控直升机前进。
使遥控直升机向左向右飞行也是同样的道理。
遥控直升机飞行方向改变时,基本原理是利用尾旋翼的可变角度产生的。
因为主旋翼旋转时机身会产生扭力作用,扭力作用使机身不停的转圈,无法正常飞行。
所以必须加一个尾旋翼来抵消扭力,平衡机身不旋转,但单靠尾旋翼来平衡是不够的,这就需要使用陀螺仪了,它可以根据机身的摆动多少,自动做出补偿给伺服器,去改变尾旋翼角度,平衡机身。
从而达到控制直升机的目的。
直升机的大多数性质如稳定性、灵活性等都是通过这种操纵方式实现的。
飞机是通过机翼产生升力,以支持飞机在空中飞行,同时机翼也起到一定的稳定和操作作用,当然还利用了尾翼,此尾翼分为水平尾翼和竖直尾翼,平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成,有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。
垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。
尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转,保证飞机能平稳飞行。
图3.2 遥控飞行器与组合、插拼式变形球形玩具它们具有以下不足点:➢球形玩具:玩法单一,适用人群较窄;➢遥控飞机:机翼不能折叠,占用空间大;➢飞行器:控制方式复杂、造价昂贵。
4.原理方案设计现在的飞行类玩具样式繁多,其飞行及转向原理基本相似,其功能比较简单,只能完成单项需求,为此我们研发了一种以无线遥控为操纵方式、借用球形机器人方向控制的原理,通过偏心质量块来改变方向,并将球形机器人巧妙容纳于其中,形成了新型的益智玩具。
本章将对可遥控益智球形玩具的飞行控制、传动原理、方向控制原理进行了详细的阐述,并给出了总体设计方案。
4.1可遥控益智球形玩具的设计要求本项目提出了一种外观独特、玩法新颖、操作简单、稳定性好、娱乐性强,且能在在空中飞行、地面上全方位运动的新型机械玩具。
为达到该目的,本方案设计需满足一下要求:4.1.1整体尺寸小,易于携带,方便不同位置的转移;4.1.2适应性强,便于在不同的场合进行游玩;4.1.3操作简单,短时间内就能熟练操控游玩;4.1.4该方案设计安全可靠,工作稳定,适应较广的群众。
4.2 可遥控益智球形玩具的系统组成及工作原理4.2.1可遥控益智球形玩具的系统组成本项目的技术方案是:可遥控益智球形玩具主要由旋翼单元、传动单元、方向控制单元、上下球壳等组成,如图4.1所示旋翼单元旋紧机构传动单元压紧机构方向控制单元电池左右齿轮配重块前后齿轮减速电机方向控制单元2:1球壳图4.1 可遥控球形玩具总体方案图4.2.2 可遥控益智球形玩具的工作原理镶嵌在球壳上的齿轮导轨通过轴承与球壳形成转动副,方向控制单元的内部电机驱动行走齿轮沿齿条运动,在摩擦力的作用下使球壳绕转动副转动,从而实现球形玩具的行走功能;方向控制单元的内部电机驱动转向轮沿齿轮导轨运动,使球体的重心发生偏移,实现球形玩具的转向功能;当球形玩具飞行时,如图4.2所示,通过旋转式锁扣进行快速解锁,将球壳上部分卸下,通过伸缩机构将机翼螺旋桨伸出球壳外,到达设定位置伸开旋翼;当球形玩具不工作时,如图4.3所示,可通过折叠机构和伸缩机构将旋翼单元折叠在球壳内部,再旋紧旋紧机构,将上下球壳固定在一起,如图所示,节省了空间,方便玩具储存;上下旋翼各由一个电机驱动,且转向相反,依靠下方配重块的偏转实现飞行姿态的调整。