アイテム	詳細
プロジェクト	音楽カーレーザー切断プロジェクト
ソフトウェア	LaserMaker
主なスキル	手描き、車体デザイン、穴の配置、ギアのインポート、ギアのサイズ変更、レーザー切断、オルゴールの動きの取り付け、ギアアライメント、スプライシング、およびアセンブリ
提案された材料と部品	レーザーカットシート素材、紙、ドローイングペン、オルゴールの動き、小さな木の棒、ギアホイール、ネジ、基本的な教室の組み立てツール
教室フィット	ロボット工学とメカニズムプロジェクト、音楽をテーマにしたSTEAM活動、レーザー切断、製品デザイン、ギアモーション、初心者のLaserMaker実践、創造的な教室プロジェクト

1.1プロジェクトの目標

学生は車のアイデアを描き、LaserMakerでレーザーカットの車体を準備し、オルゴールの動きのために車の構造を変更し、取り付け穴とギアホイールを追加し、部品をレーザーカットし、モデルを組み立て、オルゴールの動きをテストしますとリアギアは一緒に機能します。

1.2推奨される教室の使用

教師の場合:このプロジェクトを使用して、オルゴールの原理、ギアモーション、車体デザイン、レーザーカットアセンブリを接続します。

学生のために:アクティビティを使用して、手描きの車を音と機械的な動きを含む物理的なモデルに変えます。

Makerspacesの場合:創造的な描画、製造、および実践的なテストを組み合わせたコンパクトなメカニズムプロジェクトとして使用します。

2.学習目的

2.1学生が学ぶこと

オルゴールの動きが、スプリング、回転シリンダー、サウンドプレートを通してどのように音を出すかを思い出してください。

以前のカーデザインワークフローを使用して、LaserMakerでレーザーカットの車体部品を作成します。

実際のムーブメントの巻き取りとネジの位置に基づいて、オルゴールのムーブメントを取り付けるための3.1mmと7 mmの穴を追加します。

ギアグラフィックをインポートし、ギアを複製し、オルゴールの巻き取り位置に合わせて1つのギア穴を4.60mmに調整します。

音楽カーを組み立て、ギアホイールを合わせ、動きをテストし、サイズとギアのセットアップがパフォーマンスにどのように影響するかについて話し合います。

2.2 STEAMスキル開発

デザイン思考:音楽とモーションを追加することで、おなじみの車のモデルをより表現力豊かな製品に変えましょう。

計算思考:測定値、穴のサイズ、コピーされた部品、ギアの配置、および設計の改訂を使用して、使用可能なレーザーファイルを準備します。

エンジニアリング思考:オルゴールの動きの位置、ねじの位置合わせ、ギア穴のサイズ、ギアのメッシュ、後輪の取り付け、および動きの速度について考えます。

2.3責任あるメイキング

学生は、教師またはラボの監督者の指導の下でのみレーザーカッターを操作する必要があります。切断する前に、材料の配置、焦点距離、レイヤー設定、および切断経路を確認します。組み立て中は、指を動かしているギアから遠ざけ、穴が揃いた後にのみオルゴールの動きを締めます。

3.プロジェクトコンテキスト: オルゴールからミュージックカーへ

オルゴールは、その動きがスプリングまたはクランクによって動かされているときに音楽を再生する小さな機械装置です。このプロジェクトでは、学生はそのメカニズムを新しい方法で使用します。ボックス内にのみムーブメントを配置するのではなく、レーザーカットされた車体内に取り付けます。

デザインの課題は、車体、オルゴールの動き、ギアホイールを合わせることです。学生は、巻き取りシャフトがボディを通過する場所、ネジ穴がどこに行くべきか、そして後ギアホイールがオルゴールの動きに取り付けられたギアとどのようにかみ合うべきかを考える必要があります。

音楽カーのインスピレーション画像 — 教師は、オルゴールが移動中の車のモデルの一部になる方法を生徒に尋ねることから始めることができます。

4.クラス前の思考の質問

ソフトウェアを開く前に、教師は短いレビューとデザインの質問で生徒を導くことができます。

オルゴールの起源は何ですか?オルゴールの動きはどのように機能しますか?

ハート型のオルゴール以外にどんなオルゴールが作れますか?

あなたが音楽車を作るように頼まれたならば、あなたはどこにオルゴールの動きを置きますか?

ギアはどのようにしてある部分から別の部分に動きを移すのに役立ちますか?

車がスムーズに動くかゆっくり動くかどうかは何に影響しますか?

5.クラス前の準備

以前のCarInventorレッスンと同じ一般的なアイデアを使用して、想像した車を紙に描くように生徒に依頼します。図面は、レーザーカットの車体デザインをサポートするのに十分明確でなければなりません。

音楽車プロジェクトのための車のアイデアを描く手 — 学生は、音楽車に変えたい車を描くことから始めます。

6.レッスン手順

6.1カーボディをデザインする

LaserMakerでは、以前のCar Inventorワークフローを参照して車の部品を設計します。学生は、手描きの車を視覚的な出発点として使用し、車体、ホイールの位置、およびレーザー切断用の組み立て部品を準備できます。

LaserMakerの音楽カーボディデザイン — 車のデザインのワークフローを使用して、メインの音楽車体部品を準備します。

このプロジェクトはオルゴールの動きを追加するため、元の車の構造から1枚の溶接プレートの生産を減らします。これにより、動きの余地が残り、アセンブリが更新されたデザインと一致するのに役立ちます。

音楽車のデザインで1枚の溶接プレートを減らす — ミュージックカーバージョンの溶接プレートを1つ減らして、元の車の構造を変更します。

6.2オルゴールの動きのための穴を加える

車体の片側に、オルゴールの動きに必要な穴を引きます。ソースワークフローでは、巻き取り位置に7mmの穴を使用し、ネジ位置に3.1mmの穴を使用します。

これらの穴の間の距離は、オルゴールの動きの巻線シャフトとネジの位置との間の実際の距離に基づいている必要があります。学生は最終的なカットの前に動きを測定する必要があります。

音楽車体に動きのインストール穴を描く — オルゴールの動きのために7mmと3.1mmの穴を追加します。

LaserMakerでオルゴールの動きの穴の位置を確認する — 切断する前に、実際の動きに対して穴の間隔を確認してください。

6.3ギアホイールを追加

LaserMakerメニューの [ギャラリー] をクリックし、ギアグラフィックを選択してワークスペースにドラッグします。ギアが3つになるまでギアをコピーして貼り付けます。これらのギアは、音楽車の後輪および運動駆動ギア部品として使用されます。

音楽車の後輪のギアグラフィックを追加する — ミュージックカーのメカニズム用のギアグラフィックをインポートして複製します。

1つのギアの中心穴径を4.60mmに変更します。このギアはオルゴールのムーブメントの巻き位置に取り付けられるため、ホールサイズはクラスで使用されるムーブメント部分と一致する必要があります。

1つの音楽カーのギアホールを4.60mmに変更する — オルゴールの動きの位置のために1つのギア穴を4.60mmに調整して下さい。

6.4セットレーザー加工パラメータ

車体、穴、ギアが完成したら、レイヤーの設定と処理順序を確認します。ファイルをレーザーカッターに送信する前に、切断線、彫刻線、および穴の特徴が正しいレイヤーに割り当てられていることを確認してください。

7.レーザー加工

完成したデザインファイルをレーザー切断機にインポートして加工します。ジョブを開始する前に、不完全な切断のリスクを減らすために焦点距離を慎重に調整してください。

音楽カープロジェクトのためのレーザー切断机加工 — ミュージックカーのパーツをカットする前に、フォーカス、素材の配置、レイヤーの設定を確認してください。

8.スプライシングとアセンブリ

8.1車のボディを組み立てる

Car Inventorスプライシングステップに従って車を組み立てます。この音楽車のバージョンでは、この段階で元の後輪を取り付けないでください。ソースワークフローに示すように、溶接プレートを前面に取り付けます。

レーザーカットの音楽車体の組み立て — リアギアホイール構造用のスペースを残しながら、車体を組み立てます。

8.2オルゴールの動きをインストールする

オルゴールの動きからスプリングハンドルを取り外します。 7mmの丸い穴にムーブメントを挿入し、ネジ穴を3.1mmの穴に合わせ、ネジを締めてムーブメントを固定します。

ミュージックカーにオルゴールの動きをインストールする — 準備された穴を通してオルゴールの動きを取り付け、ネジで固定します。

8.3ムーブメントギアをインストールする

オルゴールの動きのばねの位置に4.60mmの中心の穴が付いているギヤを取付けて下さい。次に、スプリングハンドルを再取り付けて、動きを傷つけてテストできるようにします。

オルゴールの動きに4.60mmギアを取り付ける — オルゴールの動きの巻き位置に4.60mmギアを取り付けます。

8.4リアギアホイールを取り付ける

後輪として3.1mmギアを使用してください。小さな木の棒で車の後ろに取り付けます。取り付け中は、リアギアとムースメントギアが適切にかみ合っていることを確認してください。

音楽カーにリアギアホイールを取り付ける — リアギアホイールを取り付け、ギアが正しくかみ合っていることを確認します。

9.テスト、デバッグ、および改善

組み立て後、オルゴールの動きを巻き、ギアがスムーズに動くかどうかを観察します。ギアの接続がきつすぎる、緩い、またはずれている場合は、テストを繰り返す前にインストールを調整する必要があります。

ムーブメントが車体にしっかりと固定されているかどうかを確認します。

4.60mmギアがオルゴールの動きにしっかりと取り付けられているかどうかを確認してください。

後部の3.1mmギアホイールが小さな木の棒でスムーズに回転するかどうかを確認します。

2つのギアがスリップやジャミングなしでかみ合うかどうかを確認します。

車の動きが遅すぎるかどうかを観察し、どのような設計変更が動きを改善する可能性があるかについて話し合います。

10.ミュージックカーのしくみ

オルゴールのムーブメントには、電源、回転シリンダー、サウンドプレート、ベースプレート、トランスミッション構造が含まれます。ムーブメントが巻かれると、スプリングがシリンダーを駆動します。シリンダーのピンがサウンドプレートの金属の歯を引き抜き、音符を作成します。

音楽車では、学生はモーション転送を探索するためのギアも追加します。ムーブメントに接続されたギアはリアギアホイールと相互作用するため、学生は回転、ギアの接触、および位置合わせが完成したモデルにどのように影響するかを観察できます。

先生のヒント:オルゴールの動きをそれ自体で車に取り付けられた動きと比較するように生徒に依頼します。これにより、1つのメカニズムをさまざまな製品設計で再利用する方法を確認できます。

11だ教室の実践と教育のヒント

11.1学生ワークフロー

準備:学生は紙に車のアイデアを描き、測定のためにオルゴールの動きを準備します。

ソフトウェアデザイン:生徒は車体を作成し、溶接プレートを1つ減らし、移動穴を追加し、ギア部品を準備します。

マシン処理:生徒は、教師の監督下で安全な教室の順序でファイルを処理します。

アセンブリ:生徒は車を組み立て、オルゴールの動きを取り付け、ギアを追加し、ギアのメッシュを確認します。

テスト:学生は音楽カーをテストし、改善したい問題を記録します。

11.2教師の提案

このアクティビティを開始する前に、ハート型のオルゴールのレッスンをレビューとして使用してください。

確認せずに穴の位置をコピーするのではなく、実際のオルゴールの動きを測定するように生徒に依頼します。

組み立てを再試行する必要があるグループのために、余分な小さな木製のスティックとギア部品を準備します。

後部ギアは動きを伝達するのに十分なほど緊密にかみ合わなければならないが、詰まるほどきつくはないことを生徒に思い出させます。

テストステージを使用して、サイズ、ギアの配置、および摩擦が車の動きにどのように影響するかについて話し合います。

12. 反射と評価

12.1リフレクションの質問

あなたのグループは、設計または組み立てプロセス中にどのような問題に遭遇しましたか?

音楽カーが小さすぎて大きくしたい場合は、どのような測定値を変更する必要がありますか?

車が遅すぎる場合、どのような設計要因を調査できますか?

オルゴールの動きは、車が音と動きを組み合わせるのにどのように役立ちますか?

ミュージックカーレッスンのSTEAM接続チャート — 学生は、プロジェクトがデザイン、テクノロジー、アート、メカニズム思考をどのように結び付けるかを考えることができます。

12.2学生とピアの評価

学生は自分の作品を評価し、創造性、技術的プロセス、芸術的効果、コラボレーションに基づいてピアフィードバックを与えることができます。

評価アイテム	自己評価	ピア評価
創造性、30ポイント
テクノロジー、30ポイント
アート、20点
アシスト、20点
合計、100ポイント

13. 完成したプロジェクトと共有

レッスンの最後に、生徒は音楽カーを提示し、ボディをどのように設計したか、オルゴールの動きをどこに配置したか、ギアがどのように連携するかを説明できます。教師は生徒を招待して、どのデザインが創造的で、よく組み立てられ、動きが滑らかで、視覚的に完成しているかを比較できます。

オルゴールクリエイティブエクステンションの例1 — 基本的なメカニズムが機能した後、学生はより豊かな装飾と製品のスタイリングを探求することができます。

オルゴールクリエイティブエクステンションの例2 — 完成したプロジェクトは、創造的、技術的、チームワークの観点から共有および議論できます。

14だエクステンションチャレンジ

基本的な音楽カーを完成させた後、学生は車体の再設計、構造の拡大、ギアの配置の調整、またはさまざまなリアギアサイズのテストを行うことができます。また、彫刻された装飾、窓、名前、パターン、またはテーマのボディスタイルを追加して、車をより個人的にすることもできます。

メカニズムの課題として、学生はさまざまなギアのセットアップを比較し、ギアの接触、摩擦、ホイールのサイズ、および車の重量が速度と動きの品質にどのように影響するかを観察できます。

15だ教師向け機器ノート

このプロジェクトは、小さなメーカーやメカニズムプロジェクトのシート材料の切断や彫刻をサポートする教室用レーザーカッターに適しています。学校や初心者のSTEAMラボでは、音楽車、ギアホイール車、オルゴールモデル、初心者のLaserMakerアクティビティなどのプロジェクトを、次のような教室のレーザーカッターで完了できます。雷レーザーボルトシリーズ.

教師は、教室のスペース、学生の監督のニーズ、材料の厚さ、プロジェクトのサイズ、オルゴールの動きの寸法、および換気のセットアップに基づいて、機械と材料のセットアップを選択できます。生徒は、最終的な切断の前に、常に設定をテストし、フォーカスを確認し、学校のレーザー安全規則に従う必要があります。

内容

1.レッスンの概要