30+ 兒童 STEM 專案
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塗鴉機器人是一個標誌性的兒童 STEM 活動，通常是他們將要建立的第一個“機器人”。建立一個令人興奮和成功的設計是很容易的，但挑戰性足以讓孩子們參與進來。
要充分利用這個經典專案，請確保您的活動計劃包括以下 3 件事：
電子產品，很容易為孩子們獨立組裝。
耐用且可以不同配置重新連線的材料。
讓孩子們輕鬆測試、重新設計和反思，以實現更好的塗鴉模式。
我會解釋為什麼一些材料比其他材料更好地為這項活動，我會強調最好的方式塗鴉機器人可以修改，以改變繪圖模式。
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用品
對於報紙，我建議使用新聞紙或包裝紙。這些床單又大又便宜。
3V 直流電機
- 帶平板外殼的小型電機最適合此活動。它們功率低，往往會建立更連續的塗鴉線。功率更高的電機會導致機器人從紙張上彈起，這更經常地產生我認為不太令人滿意的點模式，再加上它會從電池中消耗更多的電能。此外，平坦的兩側是粘合方塊的一個很好的附件表面。
1 帶開關的 AA 電池支架
- 單個 AA 電池支架更便宜，它產生較弱的振動力，從而產生更好的繪圖模式。包括支架上的開關簡化了幼兒的電路。
插頭聯結器
- 也稱為子彈聯結器，這些將使孩子們很容易組裝他們的電路和倒轉電流。您需要一個
壓接工具
或一
對副抓地力
來使用這些。
12盎司塑膠杯
- 塑膠杯比紙杯好，因為粘合劑可以去除和重複使用，而不會撕掉紙塗層。一定要得到圓錐形的杯子。圓柱形容器不太穩定。
塑膠車輪/滑輪
- 這些很容易安裝到電機上，不會飛走。它們還提供了一個大的平面，可以附加到中心外的重量。
1 英寸膠粘劑正方形
- 用於連線電機和電池支架；他們比磁帶工作得更好。有了膠帶，電機可以擺動自己鬆動，更少的振動能量轉移到機器人。粘合方塊確保大部分振動傳輸到標記尖端。
1 英寸泡沫立方體
- 這是離中心重量。泡沫立方體提供了足夠的重量， 但如果它們碰巧被甩掉， 他們不會傷害任何人！
存根標記
- 較長的標記更難安全地連線，它提高了機器人的質量中心，這使得它不太穩定。厚圓錐形標記尖端比瘦筆尖標記更耐用。
遮蓋膠帶
- 比膠帶更容易使用，粘合性比透明膠帶更強。
管道清潔工
- 為了好玩：）
最重要的是：
擺動的眼睛
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第 1 步：準備電子裝置
這一步是耗時的，但這樣想：你交換你的時間準備，這樣孩子們可以有更多的時間來嘗試和玩他們的塗鴉機器人。此外，插頭聯結器使孩子們能夠輕鬆地切換電機方向，這是改變塗鴉模式的另一個變數。
開始準備透過削減電線只有≈3‘’（8釐米）。短線不太可能纏繞在旋轉的電機中。
剝離 1‘’（2。5 釐米）的絕緣層。確保電線線是直的和平的。將其插入插頭聯結器，然後緊緊壓緊。在聯結器上拖曳以確保它被牢牢地夾在電線上。
重要
： 確保罩套接頭聯結器用於電池支架！這防止電線相互接觸並形成危險的短路。
獎勵步驟：
收縮包裝電機線或用電膠帶包裹它們。如果你的電機電線很容易斷裂，或者你計劃與多組孩子重複使用這些元件，我建議得到1‘’‘（2。5釐米）熱收縮管，切成段，並收縮包裹電機電線再次金屬外殼（圖3）。或者，用電膠帶將電線包裹到電機上。這可防止電線終端來回彎曲並最終斷裂。
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第 2 步：組裝電子裝置
從這裡組裝電路很容易，只需將聯結器插入一起！要改變電機旋轉的方向，要切換電線。
接下來，將電子裝置與膠粘劑方塊連線到杯子上。堅定地按壓，以建立更牢固的紐帶！唯一的要求是，電機軸戳出杯子的邊緣，所以有空間的離中心重量旋轉。
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第 3 步：新增離心重量
將塑膠輪安裝到電機輪轂上。中心孔和其他一些孔緊貼，有些適合鬆散。寬鬆的配合是專為其他專案設計的，但對於塗鴉機器人，請務必使用貼合孔。
使用膠粘劑方塊將泡沫立方體連線到車輪上。確保立方體至少離中心一點點，以便當車輪和立方體旋轉時機器人振動。
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第 4 步：標記上的磁帶
Use at least two long pieces of tape per marker and make sure the felt tip will touch the paper when the caps are removed。
當然， 給你的機器人一些個性與擺動的眼睛， 管道清潔工， 一個愚蠢的名字和其他任何東西！
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第 5 步：測試和實驗！
有幾種方法，孩子們可以嘗試塗鴉機器人設計，以產生不同的繪圖模式：
切換電路極性：
斷開電線並以相反的方式重新連線它們，以改變電流的方向，這將使電機向相反的方向旋轉。這會更改離中心質量移動的方式，這可能會影響機器人旋轉的速度。
更改電子裝置的位置：
電子元件相對較重，因此分離它們並重新連線到機器人的不同部分會顯著改變質量中心。使質量中心更高、更低、更偏向一側或平衡將改變繪圖模式，因為它改變了標記上重量的分佈方式。
更改電機的位置：
將電機移動到機器人的不同部分會改變振動能量的來源，從而改變能量在整個機器人其餘部分的傳輸方式。
嘗試不同的泡沫立方體位置：
將泡沫立方體移近車輪中心可增加振動頻率，但會降低強度，反之亦然。
調整標記的角度：
不要將標記直接向上和向下錄製，請嘗試以一個角度進行錄製。這對機器人在紙張上移動的速度以及它旋轉或在直道上移動的速度有很大的影響。
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第 6 步：最終確定標記
一旦您測試並嘗試了許多不同的變體，並且您找到了一種產生您最喜愛的繪圖模式的變體，則透過在另外兩塊重疊的遮蔽膠帶上新增標記的位置來最終確定標記的位置。這可確保前兩段磁帶的安全，並幫助標記保持原位。您還可以使用額外的膠粘劑正方形或更堅固的膠帶進一步保護標記。
塗鴉機器人將持續幾天，直到溼度和元件的重量導致碎片脫落。幸運的是，粘合方塊通常可以重複使用幾個星期，然後才需要更換，所以很容易修復損壞的機器人。
除了繪製尖刻的圖案，這些機器人也可以用其他有趣的方式！例如，使用振動電機電路建立一個抖動的垃圾機器人，從紙板坡道上彈跳。不斷尋找新的和創造性的方法，要麼改善塗鴉機器人或重新調整用途的部分到全新的東西！