Fernbedienungs-Ring-Toss-Spiel-Lasers chneid projekt mit Laser Maker

In diesem STEAM-Robotik-und Mechanismus projekt entwerfen und bauen die Schüler mit Laser Maker ein fern gesteuertes Ringwurf spiel. Die Lektion verbindet laser geschnittene Kastens trukturen, Geschenk halter, Zahnrad getriebe, Nocken mechanismen, Hin-und Herbewegung, Spielringe, TT-Motors teuerung, Verkabelung und praktische Montage.

1. Lektion Übersicht

1.1 Projekt ziel

Die Schüler entwerfen ein Ringwurfs piel mit einer Basis, beweglichen Geschenk haltern, einem rotierenden Nocken mechanismus, einem Getriebe und Spiel ringen. Sie bereiten die laser geschnittenen Teile in Laser Maker vor, setzen Scoring-und Schneid prozesse, montieren die mechanische Struktur, verbinden die elektronischen Komponenten und testen, ob sich die Geschenk halter reibungslos bewegen.

1.2 Empfohlene Verwendung im Klassen zimmer

2. Lernziele

2.1 Was die Schüler lernen werden

2.2 STEAM Skills entwickelt

2.3 Ver antwort liche Herstellung

Die Schüler sollten angetriebene und bewegliche Teile sorgfältig unter Anleitung des Lehrers oder des Labor leiters testen. Halten Sie während des Betriebs Hände, lose Drähte und kleine Gegenstände von Zahnrädern, Nocken, rotierenden Wellen und beweglichen Geschenk haltern fern.

3. Real-World-Kontext: Wie ein Moving Ring Toss-Spiel funktioniert

Ein Ringwurf spiel fordert die Spieler auf, Ringe auf Ziele oder Preise zu werfen. Das Spiel wird schwieriger, wenn sich die Zielgröße, die Wurfweite oder die Zielposition ändern.

In diesem Projekt erstellen die Schüler bewegliche Geschenk halter mit einer motor getriebenen Nocke. Der Motor dreht den Zahnrad satz, der Zahnrad satz dreht die Holzwelle und der Nocken hebt den Geschenk halter an, um eine sich ändernde Zielposition zu schaffen.

4. Material-und Teile planung

4.1 Material liste

Vor der Modellierung des Ringwurf geräts sollten die Schüler die im Projekt verwendeten elektronischen Komponenten, Struktur materialien, Wellen material und Hardware identifizieren.

4.2 Liste der strukturellen Teile

Die Ringwurf-Spiels truktur ist in vier Hauptteil gruppen unterteilt: Basis, Geschenk halter, Dreh mechanismus und Spiel ringe.

5. Unterrichts verfahren

5.1 Zeichne die Basis

Die Basis ist als offene Box konzipiert, damit die Schüler auf den Motor, die Batterie, den Empfänger und den Bewegungs mechanismus zugreifen können. Im Quell-Workflow wird die Box mit dem Rechtswinkel-Box-Tool erstellt und später neu angeordnet, um als Basis ohne hintere Abdeckung zu arbeiten.

Öffnen Sie Laser Maker, klicken Sie im Werkzeug menü auf Erstellung und erstellen Sie ein rechtwinkliges Feld. Im Quell workflow werden Länge, Breite und Höhe auf 126mm, 106mm und 56mm eingestellt. Die Nut größe ist auf 10mm eingestellt, und die Option No Top Cover ist ausgewählt.

Ordnen Sie die Paneele so an, dass jede Oberfläche einfacher zu bearbeiten ist. Drehen und bewegen Sie die rechte und linke Platte und platzieren Sie dann die Vorder-und Rückseite über und unter der Unterseite. Verschieben Sie die Eingabe aufforderung beschriftungen in die entsprechenden Panels und löschen Sie zusätzliche Eingabe aufforderungen.

Fügen Sie die Spiel anweisungen mit dem Text werkzeug zur Vorderseite hinzu. Im Quell-Workflow heißt es im Text "Ring Toss Game" und "5 Rings per Turn". Da der Text nur eine Eingabe aufforderung ist, stellen Sie den Vorgang auf Scoring ein, anstatt zu schneiden.

Da die Unterseite der Basis Elektronik und Befestigungs elemente enthält, werden Stütz füße hinzugefügt, um die Box stabil zu halten. Wählen Sie ein abgerundetes Rechteck aus Grundformen aus. Im Quell workflow wird der untere Tenon ganz links mit einer Breite von 12,66mm gemessen, sodass das abgerundete Rechteck auf 12,66mm um 12,66mm geändert wird.

Bewegen Sie das abgerundete Rechteck an den unteren Rand des linken Panels. Kopieren Sie ein weiteres abgerundetes Rechteck auf die rechte Seite des Panels und fügen Sie es ein. Wählen Sie das Panel und die Stütz füße aus und verwenden Sie dann Union, um die Formen zu integrieren. Wiederholen Sie den gleichen Vorgang für das rechte Panel.

5.2 Zeichnen Sie den rotierenden Mechanismus

Der Dreh mechanismus verwendet einen TT-Motor, ein Zahnrad set, eine Holzwelle und Nocken. Der Motor treibt die Zahnräder an, die Zahnräder drehen die Welle und die Nocken drücken die Geschenk halter auf und ab.

Wählen Sie die OSROBOT Motor-Grafik aus der Open Source Robot-Bibliothek aus und ziehen Sie sie auf die Leinwand. Drehen Sie die Motor grafik um 90 Grad.

Um den Motor mit der Holzwelle zu verbinden, fügen Sie ein Zahnrad an der Außenseite der Basis hinzu. Im Quell workflow wählen die Schüler das runde Loch M2 11t aus mechanischen Teilen aus, platzieren es über dem TT-Motor und richten es an der Motor mitte aus. Ein zweiter passender Gang wird dann hinzugefügt und auf den ersten Gang ausgerichtet.

Bewegen Sie den TT-Motor und den Zahnrad satz auf die rechte Platte. Richten Sie die Unterseite des Motors mit dem niedrigsten Einst eck auf der Platte aus. Das runde Wellen loch durch die Basis ist etwas größer als die 6-mm-Holzstange, um die Reibung zu verringern, so dass das Loch auf der Platte auf 6,2mm geändert wird.

Das Zahnrad, das direkt mit der Holzwelle verbunden ist, benötigt ein etwas engeres Loch. Kopieren Sie den Zahnrad satz und stellen Sie den inneren Kreis des linken Zahnrads auf 5,8mm ein, damit die 6-mm-Welle sicherer gepackt werden kann. Löschen Sie unnötige Zahnrad komponenten auf der rechten Seite.

Kopieren Sie das rechte Feld und erstellen Sie damit ein passendes linkes Panel mit dem ausgerichteten Wellen loch. Entfernen Sie zusätzliche Löcher und Anweisungen, wobei nur das runde Wellen loch übrig bleibt. Fügen Sie ein weiteres Rund loch getriebe auf der linken Seite der Welle hinzu, damit sich die Welle während der Drehung nicht löst.

5.3 Erstellen Sie die Geschenk inhaber

Der Geschenk halter verwendet eine vertikale Struktur, sodass drei Ziele in die Basisbreite passen. Jeder Geschenk halter enthält eine Basis, die die Nocke berührt, einen mittleren Stecker und eine pfeil förmige Oberseite für den Ring.

Beginnen Sie mit der Geschenk halter basis. Zeichnen Sie ein Rechteck von 25x50mm und zeichnen Sie dann ein Rechteck von 3x20mm hinein. Richten Sie die beiden Rechtecke in der Mitte aus, um die Einst eck position zu erstellen.

Zeichnen Sie für den mittleren Stecker ein Rechteck von 21mm x 50mm. Zeichnen Sie dann ein 3x9mm großes Rechteck in der Nähe der Oberseite, damit die Pfeilspitze später eingefügt werden kann. Richten Sie das kleinere Rechteck an der oberen Mitte aus und verwenden Sie Differenz, um den Einst eck st eck zu erstellen.

Wählen Sie für die pfeil förmige Oberseite die Pfeil grafik aus Grundformen, drehen Sie sie um 90 Grad nach oben und stellen Sie ihre Breite auf 25mm ein. Fügen Sie ein 3x9mm großes Einst eck rechteck hinzu, richten Sie es an der unteren Mitte des Pfeils aus und verwenden Sie Differenz, um die Einfügung funktion zu erstellen.

Verwenden Sie nach Abschluss eines Geschenk inhabers das Rechteckige Array, um drei identische Geschenk halter zu erstellen.

5.4 Zeichnen Sie die Cam-und Top-Panel-Slots

Die Cam ist der Schlüssel mechanismus, der die Geschenk halter anhebt. Wählen Sie die Cam-Grafik aus Mechanical Parts aus und ziehen Sie sie auf die Leinwand. Fügen Sie Hilfslinien hinzu, um den Abstand von der Wellen loch mitte zum Boden der Einst eck platte zu schätzen. Im Quell workflow beträgt dieser Abstand etwa 18,97mm.

Skalieren Sie die Nocke auf 45%, damit sie beim Drehen nicht auf die Basis trifft. Fügen Sie dann ein 5,8-mm-Schaftloch in der Nocken mitte hinzu, damit es fest auf die 6-mm-Holzstange passt. Um die Kontakt fläche mit der Geschenk halter basis zu vergrößern, stapelt der Quell workflow zwei Nocken zusammen.

Zeichnen Sie rechteckige Schlitze auf der Oberseite, damit sich die Geschenk halter auf und ab bewegen können. Im Quell-Workflow ist jeder Steckplatz 3,5mm breit und 21,5mm hoch. Verwenden Sie Rechteckiges Array, um drei Steckplätze mit einem Abstand von 25mm zu erstellen, und verschieben Sie sie dann in die Mitte des oberen Bedienfelds.

Fügen Sie die OSROBOT-Empfänger platine aus der Open Source Robot-Bibliothek zum Basis panel hinzu. Löschen Sie unnötige Draht löcher, da Motor, Batterie und Empfänger in der Basis versteckt sind. Kopieren Sie die Schraub löcher der Empfänger platine, um Montage löcher für die 18650 Batterie kabelbinder zu erstellen.

5.5 Zeichne die Spiel ringe

Die Spiel ringe bestehen aus zwei konzentrischen Kreisen. Verwenden Sie das Ellipse-Werkzeug, während Sie Strg halten, um Kreise mit Durchmessern von 25mm und 20mm zu zeichnen. Richten Sie die beiden Kreise in der Mitte aus, um einen Ring zu erstellen, und verwenden Sie dann ein rechteckiges Array, um sechs Ringe mit einem Abstand von 1mm zu erstellen.

Löschen Sie vor dem Speichern nicht mehr benötigte Anmerkungen und Hilfslinien.

6. Laser-Verarbeitung

Überprüfen Sie nach Abschluss des Entwurfs erneut die Laser prozesse in stellungen. Verwenden Sie die Simulation, um die Reihenfolge der Bewertung und des Schneidens zu bestätigen, bevor Sie die Datei an die Lasers chneid maschine senden.

7. Verdrahtung und Montage

7.1 Schaltung Verdrahtung

Schließen Sie nach dem Schneiden der Teile den Stromkreis gemäß dem Schaltplan an. Der Quell workflow stellt fest, dass sich das Ringwurf spiel nicht zu schnell bewegen sollte. Daher verwendet das Setup im Verkabelung beispiel eine 18650-Batterie und einen Getriebe motor.

7.2 Strukturelle Montage

Suchen Sie zuerst die Nocken, den Holzstab und die obere Platte der Basis. Installieren Sie die Nocken auf dem Holzstab entsprechend dem Loch abstand auf der oberen Platte. Suchen Sie dann die drei unteren Stützen der Geschenk halter, die Pfeile und die mittleren vertikalen Platten.

Suchen Sie als nächstes die linke und rechte Platte, den Zahnrad satz, die rotierende Welle und das Zubehör. Sichern Sie den Motor an der rechten Platte, führen Sie die rotierende Welle durch die linke und rechte Platte und fixieren Sie beide Enden mit runden Löchern. Installieren Sie das Zahnrad mit dem TT-Loch am Motor, so dass es mit dem Zahnrad auf der rotierenden Welle einrastet.

Finden Sie die Bodenplatte, 18650 Batterie, Empfänger, Nylon Kabelbinder, Schrauben und Muttern. Sichern Sie den Empfänger und die Batterie mit der Hardware und den Krawatten an der Basis.

Installieren Sie den Dreh mechanismus auf der Bodenplatte. Installieren Sie dann die obere Platte mit den Geschenk haltern auf der Basis.

Installieren Sie schließlich die Frontplatte mit den Spiel anweisungen und legen Sie die Spiel ringe auf die Geschenk halter.

8. Testen, Debuggen und Verbessern

9. fertiges Projekt und Reflexion

Nach dem Design, der Laser bearbeitung, der Verkabelung und der Montage absolvieren die Schüler ein fern gesteuertes Ringwurf spiel mit sich bewegenden Zielen. Das Projekt bietet den Schülern praktische Erfahrungen mit Zahnrad getriebe, Nocken mechanismen, laser geschnittenen Boxen, Geschenk inhabern aus Einst eck und Zapfen, Spielring-Design und angetriebener Bewegung.

10. Verlängerung Herausforderung

Im fertigen Projekt verwenden die Geschenk halter hölzerne Pfeil formen. Als Erweiterungs herausforderung können die Schüler den Geschenk inhabern Text aufforderungen hinzufügen, sie als kleine Geschenk boxen neu gestalten oder ein neues Zielsystem erstellen, das das Spiel für die Spieler verständlicher macht.

Die Schüler können auch andere Beispiele für Getriebe getriebe und Nocken mechanismen im täglichen Leben erarbeiten und dann ein anderes bewegliches Projekt entwerfen, das dasselbe kreisförmige bis lineare Bewegungs prinzip verwendet.

11. Ausrüstung hinweis für Lehrer

Dieses Projekt eignet sich für Lasers ch neider im Klassen zimmer, die das Schneiden und Scoring von Blatt materialien für kleine Robotik-und Mechanismus projekte unterstützen. Für Schulen, Makers laces und STEAM-Labors für Anfänger können Projekte wie Ringwurf spiele, nocken gesteuerte Ziele, fern gesteuerte Spielgeräte und Getriebe modelle mit einem Lasers ch neider im Klassen zimmer wie demDonner Laser Bolt Serie.

Die Lehrer können das Maschinen-und Material-Setup basierend auf dem Unterrichts raum, der Projekt größe, der Materials tärke, den elektronischen Komponenten und den Lernzielen auswählen. Der gleiche LaserMaker-Workflow kann auch für andere CO2-Lasermaschinen angepasst werden, wenn die Schüler zu größeren Spielgeräten oder fort geschritten eren Mechanismus projekten übergehen.