地心历险记-10-指南出口_W

1、 乐创教育产品研发培训部指南出口目标情感目标通过指南车的设计，培养学生面对诸多困惑坚持动力和行动的态度。认知目标知道指南车在历史上的功能，了解其原理。技能目标创意设计侧面电机固定方法，掌握陀螺仪传感器的使用。重点和难点重点知道指南车在历史上的功能，了解其原理。难点创意设计侧面电机固定方法，掌握陀螺仪传感器的使用。材料学生材料 EV3 教育套装一套教师材料 指南车的图片及相关治疗，某个固定的物体活动过程 山洞巨人告诉我们沿着某条路可以找到去往地表的路，但是同时他还告诉我们这条路近万年来从没人能够走出去过，原来在前方不远处有一片巨大的迷雾林，很容易迷失方向，但是只要确定了某个方向不改变，就可以找到

2、。 我们决定试一试，而且我们还要请山洞巨人跟我们一起回到地表面去，他们婉拒了我们的要求，原来他们已经适应了地心里面的生活，不想在离开了。我们只好自己上路，的确， 前方不远处有一片迷雾林，我们真的会迷路的如果不想办法的话。我们想到了在几千年前， 有一个的故事，讲的是中国远古时候黄帝大战蚩尤的事情，黄帝利用指南车确定方向打 败了蚩尤，我们想，我们能不能设计一个指南车。 灵感构思 模型结构分析： 1. 首先我们需要设计一辆基本车模型； 2. 我们要设计一个指南标志； 3. 我们需要设定一个不会迷失方向的结构，这个是难点。任务难度等级： 主题引入 乐创教育产品研发培训部1. 教参设计模型结构； 2.

3、找出一单色地面，放置多个类似物体，模型如何寻找出其中某个物体； 3. 设计简易迷宫，即迷所有拐角的出口均在某一侧（左侧或右侧）； 4. 设计较为复杂的迷宫，迷宫的所有拐角的下一个出口位置不定。 初步搭建 模型设计参考：1.首先我们需要设计一辆基本车型，这里使用侧面电机固定，参考设计如下： 注：上图这种设计左右对称结构。注：另一个 5*7 框架固定在之前框架上，四齿齿轮作为主动轮。 注：设计四齿齿轮垂直固定，这里 1#轴连接器的作用在于固定轴，让其两点固定更加稳固。 注：固定双排 3*7 直角大弯梁。 乐创教育产品研发培训部注：用 5 孔圆梁进行固定前端，然后给动力设备输出添加轮胎。 注：模型后

4、端进行连接固定。注：设计好万向轮。注：将万向轮固定在车模型上。注：将 EV3 程序块固定在模型上。 乐创教育产品研发培训部2.现在设计指南标志，参考设计如下：注：利用陀螺仪传感器的功能来确定方向。注：固定好陀螺仪传感器和触碰传感器，触碰传感器在这里作为开关使用。3.最终整个模型参考如下： 程序参考设计： 程序比较简单，但是思考和构思比较复杂，先看下程序： 乐创教育产品研发培训部1）由于陀螺仪传感器数据误差的关系，所以我们在运行之前首先需要对陀螺仪传感器 的数据进行重置，在这里我们利用触碰传感器来作为这个开关。这两个步骤的程序如下图：注：触碰传感器发生触碰的时候，陀螺仪重置。2） 在重置之后，记

5、住陀螺仪传感器指向的方向，我们假如确定这个方向为南方，然后我们随意调动车型，将陀螺仪传感器和车型的位置方向都进行随意改变，这个步骤很重要， 一定要执行。 3） 执行完上面步骤之后，我们再次触碰触动传感器，并且执行后面的程序，这样模型就会自动进行方向调整，主要表现在陀螺仪传感器指向的方向会经过调整回到我们再次触碰触动传感器之前的那个方向，程序参考设计如下： 注：左图中，被蓝色圆圈圈住的参数值为 0，如果在运行这个程序的时候，没有出现指南的效果，请将这个地方的参数值改为 1。 这里是转向偏差值不宜过大，电机功率不宜过大，主要是为了方便观察。 4）下面是实物视频拍摄截图，仅供参考：注：上图为视频截图

6、，顺序为从左往右从上往下。首先确定黄色纸箱方向为南方，然后触碰传动传感器，陀螺仪进行重置。第三图中，对模型进行随意调动，图中为向左转动了 乐创教育产品研发培训部大约 90 度的方向，然后再次触碰触动传感器，松手，模型会自动寻找和黄色纸箱同一个方 位的方向，只不过会稍微的摇摆浮动，但整体方向和黄色纸箱为一致，均为之前的南方。 反思提高 反思：1. 由于涉及到侧面摆放电机，并且是垂直啮合，所以电机前进的方向需要确定； 2. 由于陀螺仪传感器的性能误差，所以在测试的时候需要进行多次测量参数。提高： 1. 能够设计其他类型的程序，使其摆正南方； 2. 除了陀螺仪传感器，还能使用其他的传感器来实现这个功

7、能么，为什么呢？ 互动交流 比比看，谁的模型指南最精确，误差最小，为什么。 知识小结陀螺仪传感器指南误差、重置活动评价阅读材料指南车，又称司南车，是一种用来辨认方向的仪器， 中指南车乃是由轩辕黄帝或周公发明。史书又记载了三国时魏国马钧制作司南车。车上有一小人， 其手指的方向即为南方。 最早在西京杂记记载有：“司南车，驾四，中道”。青龙三年（235 年）曹魏人马钧创造指南车，而此指南车是采用齿轮的原理制作，并没有使用磁极，与司南、罗盘完全不同。东晋安帝义熙十三年（ 417 年），刘裕北伐进兵长安，后秦姚兴使令狐生制造指南车。北魏的郭善明也曾研发过，未成，扶风人马岳又造，垂成，善明鸩杀之。南朝的祖

8、冲之又发明一次，“升明中，太祖辅政，使冲之追修古法。冲之改造铜机，圆转不穷，而司方如一，马钧以来 情感目标通过指南车的设计，培养学生面对诸多困惑坚持动力和行动的态度。 动作目标知道指南车在历史上的功能，了解其原理。 认知目标创意设计侧面电机固定方法，掌握陀螺仪传感器的使用。 乐创教育产品研发培训部未有也。”当时北方人索驭驎也号称能造指南车，但“颇有差僻，乃毁焚之”。宋 史舆服志对指南车的机械结构，作了比较具体的记述，此车仅用为帝王出行的仪仗。金朝的燕肃于天圣五年（1027 年） 造指南车，车上立一木人，伸臂指南，能自动离合，“至国朝，不闻得其制”， 大观元年（1107 年）仁改良了燕肃指南车，

9、但之后又失传了。 1924 年英国学者穆尔（Moule）发表了研究指南车的论文并根据宋史文献 记载给出了具体的复原方案，接着又有很多国内外学者研究。1937 年王振铎曾发表指南车记里鼓车之考证及模制，他改良穆尔的设计，并成功的制作出指南车模型。1971 年王振铎根据史书记载，复制马钧的“黄帝指南车”成功。 指南车使用了差动齿轮装置，或者称加法机构, 或者称差速器。其原理是当车辆直线行驶时左右两车轮转动角速度相等。差动机构没有输出。车辆转弯时两侧车轮角速度不相等，这时差动机构输出这个差值。驱动指示机构。 类似的装置应用在现代汽车的差速器和工业上加工齿轮的专用设备插齿机以及滚齿机中。 指南车发明人年代朝代发明人成果 ？年时代黄帝无法证实 ？年西周周公无法证