Hintergrund
Designer und Ingenieure entwickeln Lösungen, die jeden Tag Probleme lösen. In dieser Helping Hand-Einheit erkunden die Schüler, wie Werkzeuge und Mechanismen zum Lösen echter Probleme eingesetzt werden, um Aufgaben im Alltag zu erleichtern. Sie werden den Greifer der Adaptation Claw bauen, testen und modifizieren.
Was ist ein Mechanismus?
Ein Mechanismus ist ein Gerät, mit dem etwas getan werden kann. Er kann einer Person dabei helfen, eine Aufgabe zu erledigen. Das kann etwas ganz Einfaches sein, wie eine Seilrolle, ein Hebel oder ein Bleistiftspitzer. Die Mechanismen können auch so komplex sein wie ein vollautomatisches Fließband.
Die Anpassungsklaue ist ein Mechanismus. Es handelt sich dabei um ein handgeführtes mechanisches Werkzeug, das dazu dient, die Reichweite einer Person beim Greifen von Gegenständen zu vergrößern. Es funktioniert wie eine Verlängerung Ihres Arms und ermöglicht es Ihnen, nach unten zu greifen und Dinge vom Boden aufzuheben, ohne sich bücken oder beugen zu müssen. Es kann auch beim Erreichen und Greifen von Dingen in großer Höhe sowie an schwer erreichbaren Stellen hilfreich sein.
Wie können Mechanismen zur Lösung realer Probleme beitragen?
Eine Anpassung ist etwas, das ein Objekt oder eine Art besser an seine Umgebung anpasst. Menschen können mechanische Anpassungen nutzen, um reale Probleme wie eingeschränkte Mobilität zu lösen oder Verletzungen vorzubeugen.
Reichweitenverlängerer sind ein Beispiel für einen weit verbreiteten Mechanismus zur Lösung eines realen Problems. Abfallsammeldienste verwenden Reichweitenverlängerungen, um das Aufheben von Abfall vom Boden zu erleichtern, ohne sich bücken zu müssen. Sie werden auch verwendet, um Behinderten und älteren Menschen den Zugang zu ermöglichen oder Verletzungen vorzubeugen. Für besondere Zwecke können Menschen speziell angepasste Formen konstruieren.
Die Schüler besprechen Mechanismen, die sie in der realen Welt gesehen oder erlebt haben, wie etwa Bleistiftspitzer, Autowaschanlagen, Handwerkzeuge und Reichweitenverlängerungen. Sie erhalten eine Einführung in die Verwendung dieser Mechanismen in Einrichtungen für betreutes Wohnen, um Menschen zu helfen, und in der Fertigung, um Aufgaben zu erledigen.
Die Schüler bauen und testen eine Anpassungsklaue, um das authentische Problem des Aufhebens von Objekten mit eingeschränkter Mobilität zu lösen. Sie werden außerdem einen Greifer entwerfen, um seine Verwendbarkeit „anzupassen“ bzw. zu verändern.
Was ist ein Greifer?
Ein Greifer ist etwas, das Dinge greift oder das Greifen und Halten von Dingen erleichtert. Den Greifer am Ende der Anpassungsklaue kann man sich als die „Hand“ des Mechanismus vorstellen. Seine Funktion besteht darin, ein Objekt zu greifen und festzuhalten, sodass der Benutzer den Griff nicht festhalten muss.
Manche Greifer sind mit Saugnäpfen zum leichteren Halten runder Gegenstände ausgestattet und wieder andere verfügen über kleine Magnete zum Aufnehmen leichter metallischer Gegenstände. In Labor 2 entwerfen und testen die Schüler Modifikationen am Greifer der Anpassungsklaue, um bestimmte Objekte zu greifen und zu halten. Sie modifizieren ihre Adaptive Klaue, sodass diese besser zum Aufheben bestimmter Objekte geeignet ist.
VEX GO-Teile
Die folgenden VEX GO-Teile sind wesentliche Teile des Adaptation Claw-Builds. Das VEX GO-Poster zeigt alle VEX GO-Teile und ordnet sie entsprechend ihrer Funktion in einem Build an.
Balken und Platten
Balken und Platten bilden die strukturelle Grundlage der meisten Bauwerke. Es handelt sich dabei um flache Stücke mit unterschiedlichen Breiten und Längen. Die Breite und Länge eines Balkens oder einer Platte kann anhand der Anzahl der Löcher im Stück gemessen werden. Die Schüler werden beim Bauen lernen, dass Balken (1 Loch breit) nicht so stabil sind wie große Balken (2 Löcher breit) oder Platten (3 oder mehr Löcher breit).
Es gibt mehrere einzigartige Balken, darunter vier Winkelbalken. Diese Strahlen erzeugen Winkel von 45 oder 90 Grad. Zu den weiteren einzigartigen Balken gehört der Blue Thin Beam, der über ein Loch verfügt, durch das eine Welle passt und das Drehen des Balkens ermöglicht, und über zusätzliche Löcher für Standardverbindungen verfügt. Mit dem rosa Schlitzbalken können Sie Gummibänder oder Seile in einer Konstruktion befestigen.
Wellen und Wellenmanschetten
VEX GO-Wellen sind Vierkantstäbe, die hauptsächlich als Achsen verwendet werden, um Baugruppen drehen oder rotieren zu lassen. Diese quadratische Form ermöglicht es, dass die Wellen in eine quadratische Buchse im Motor oder in der Mitte von Zahnrädern, Rädern und Riemenscheiben passen. Wellen müssen an ihrem Platz festgehalten werden, damit sie sich frei drehen können und nicht aus der Baugruppe rutschen. Die Oberseite der Kappe hält den Schaft an seinem Platz. Bei den folgenden Schäften muss eine Schaftmanschette verwendet werden: Roter Schaft, Grüner Schaft und einfacher Schaft.
Einzigartige Stücke
Abstandshalter können verwendet werden, um Platz zwischen Teilen zu schaffen oder als Kragen für eine Welle. Abstandshalter sind besonders nützlich, wenn man bei einer Konstruktion Platz für die freie Bewegung eines Teils schaffen möchte.
Das Gummiband wird in VEX GO-Builds auf verschiedene Weise verwendet, beispielsweise zur Stromerzeugung oder zum Verbinden von Rollen. Durch das Dehnen des Gummibands auf unterschiedliche Längen erhält die Konstruktion unterschiedliche Mengen an potenzieller Energie, die in kinetische Energie umgewandelt werden kann, um einen Teil der Konstruktion anzutreiben.
Das kurze Seil und das lange Seil sind Mehrzweckteile, die in VEX GO-Builds vielseitig einsetzbar sind. Insbesondere können sie zum Befestigen von Teilen oder zum Ermöglichen einer Energieübertragung innerhalb einer Konstruktion verwendet werden.