趣味STEAM教育：如何用“垃圾”製作機器人？

您準備好與孩子一起度過夏天嗎？藉助免費的動手科學和工程活動，幫助學生講述自己的故事，讓這個夏天變得更具創意和樂趣。

以下STEAM活動鼓勵孩子們以創新的方式創作和講述自己的故事。透過這些簡單而創造性的STEAM活動，孩子們可以有趣地製作涉及科學原理的東西，然後他們可以講述自己的故事和進行富有想象力的遊戲。

如何製作垃圾機器人？

一、介紹

建造“垃圾機器人”是一項有趣的活動，你可以把回收材料——比如塑膠瓶和硬紙筒——變成機器人！這對於一群小朋友來說是一項很棒的活動，因為你可以讓你的機器人互相比賽，甚至讓它們搏鬥。你不需要任何以前的機器人經驗來建造垃圾機器人。收集一些回收材料，開始吧！

二、用料

材料：

電池、電池座、電機馬達

回收材料，如塑膠瓶、硬紙板等

其他材料，如冰棒、吸管

粘合劑：膠帶、膠水、橡皮筋、熱膠槍

裝飾物品：閃光粉、彩色紙、記號筆、彩筆

軟木塞（壓在電機軸上，使電機振動）

剪刀

十字螺絲刀

三、步驟

1。確保電池座的開關處於關閉狀態；

2。用十字螺絲刀擰下螺釘，然後開啟電池座的蓋子；

3。將兩節電池放入電池座中，將電池座合住；

4。將電機和電池座的紅黑電線擰在一起；

5。用膠帶包裹住電線外露的金屬部分，以防止短路；

6。將軟木塞牢牢壓在電機軸上；

7。把電池座的開關開啟，軟木塞會旋轉，導致電動機振動。如果不是，請參閱“ 故障排除”部分。然後再次關閉開關。

8。用回收的手工材料為您的機器人打造一個“主體”。進行此步驟沒有對與錯的方法，您的構建取決於您！可以參見文章開頭部分中的圖片。不要忘記裝飾機器人！

9。將電池組和電機安裝到機器人的身體上。請注意以下提示：

確保不要用膠水或用膠帶粘好電池組，否則很難取出。最終，您需要將其滑開以更換電池。

確保軟木塞可以完全旋轉而不會卡在機器人身上。

確保機器人移動時電線不會在軟木塞中纏結。

10。開啟電池組，將機器人放在地板上，然後觀察它的狀態！您的機器人在第一次嘗試時可能無法完美執行，也可能根本無法執行。沒關係，修復和改進機器人是工程設計過程的一部分。如果您的機器人不工作，請參閱“故障排除”部分。

11。如果您正在與朋友一起進行這項活動，請嘗試使你們的機器人相互競爭，或者將彼此推開，使其“搏鬥”。

12。故障排除：

開啟電池組時，軟木塞不會旋轉。

確保正確插入了AA電池。電池的扁平端應抵靠電池座中的金屬彈簧，並且電池上的“ +”號應與電池座內部的“ +”號對齊。

確保沒有短路。如果紅線和黑線相互碰撞，而您沒有用膠帶牢固地包裹裸露的金屬零件，則可能發生這種情況。短路會阻止電動機旋轉，並迅速耗盡電池電量。

確保軟木塞可以自由旋轉，並且不會被粘在機器人身上。

軟木在旋轉時會飛離電動機軸。

使用一個新的孔將軟木塞進一步壓到電動機軸上。

在孔中放一小撮熱膠可以幫助將軟木塞固定在適當的位置。

我的機器人突然停止工作了。

撕下電線上的膠帶，並確保金屬零件仍纏繞在一起。如果電線纏繞得不夠緊，則電動機的振動會導致電線分開。

如果可以使用烙鐵，則可以請成人幫助您將電線焊接在一起。這將有助於保持它們的聯絡。

軟木塞旋轉了，但是我的機器人根本不移動，或者移動得很慢。

有幾件事會阻止您的機器人運動或使其緩慢：

機器人與地面之間的摩擦太大。嘗試將機器人放在更光滑的表面上，或使用其他材料製成其“腳”。

您的機器人太重了。嘗試從機器人上清除一些材料或使用較輕的材料。

您的電機未牢固地連線到機器人的身體。這意味著振動不會從電動機傳遞到機器人的身體。嘗試使用更多的膠水或膠帶將電機牢固地固定到機器人上，但要確保軟木塞仍然可以旋轉。

機器人的身體不夠僵硬（例如，用膠帶將紙板碎片鬆散地固定在一起）。這可能導致來自電動機的所有振動都被機器人的身體吸收，而不是傳遞到地面並引起機器人運動。確保將機器人身體的所有不同部位緊密地用膠帶粘在一起或用膠粘在一起。

我的機器人無法直行。

這是很常見的。由於您的機器人是由振動提供動力的，因此很難使機器人完美地直線運動。因此，不要認為這是一個問題，而是將其視為工程挑戰！

清理

確保關閉電池，以免耗盡電池。

為了長期存放，請從電池組中取出電池。

四、發生了什麼？

當你開啟電池組時，它完成了與電動機的連通，這會導致電流從電池透過電動機迴圈流過，從而使電動機旋轉。由於電機的旋轉軸上裝有軟木塞，因此會擺動並使整個機器人身體振動，從而使其運動。這是使影片遊戲控制器和手機嗡嗡作響的相同概念，它們內部裝有微小的振動電機！

如果您與朋友、同學一起建造了多個機器人，您可能會注意到每個人的機器人的行為都有所不同。機器人的運動方式（例如，快速或緩慢；直線運動或旋轉）完全取決於您的構建方式。沒有單一的“最佳”設計，對於某些特定任務，例如賽車或相撲摔跤，某些設計的效能可能會優於其他設計。

五、探索更多

1、深層發掘

當開啟電池組時，是什麼導致機器人振動並四處移動？提示一下：嘗試移除軟木塞。機器人仍在振動和運動嗎？可能不是。

軟木在電機軸上形成偏離中心的重量。軟木隨著旋轉而快速地從一側移動到另一側，從而導致整個機器人隨之振動。通常，在工程中，這種振動被認為是一件壞事，因為它們可能最終導致機器崩塌（想象一下，騎著偏心的車輪像機器人的軟木塞一樣振動的腳踏車）。但是，它們也可以故意使事物嗡嗡作響（例如手機），或者在這種情況下，使機器人四處走動。

2、進一步探索

為你的機器人嘗試不同的設計。如果你使用不同的材料或者改變身體的形狀會發生什麼？如果你垂直安裝馬達而不是水平安裝，或者用膠帶把小木棒粘在軟木塞上，會發生什麼？如果你把沉重的電池組移到不同的地方，或者把機器人的“腳”（接觸地板的部分）換成不同的材料，會怎麼樣？

如果您顛倒電機和電池組的紅色和黑色電線的連線，會發生什麼情況（也就是說，將電池組的黑色電線連線到電機的紅色電線，反之亦然）？通常在電子產品中，紅色代表正極，黑色代表負極，重要的是不要混淆電線。然而，在這種情況下，如果你顛倒電線，馬達仍然工作，它只是以相反的方向旋轉。

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