Идея для занятия: шагающие роботы. Часть IV

Довольно часто бывает так, что одни учащиеся на занятии в силу своих навыков и знаний идут быстрее, чем весь остальной класс. В этом случае, для того чтобы поддерживать их мотивацию и продолжать оттачивать их мастерство по выбранной теме, преподавателю необходимо предложить им дополнительные задания.

Проработанные и продуманные заранее дополнительные задания — это эффективное средство, с помощью которого можно обеспечить усвоение материала учениками в соответствии с их способностями. Ученики, которые быстрее усваивают материал, должны работать активнее, поэтому необходимо ставить перед ними более сложные задачи. Хотя подобные задания и не являются обязательными для всех, в зависимости от плана занятий, можно ставить их и перед всем классом.

Для знакомства с сами занятием можно воспользоваться ссылками: Часть I, Часть II и Часть III

Ниже предлагается несколько заданий, которые могут добавить дополнительной мотивации к изучении механики.

Часть V. Дополнительные задания.

1. Предложите учащимся использовать вместо прямых балок в педипуляторе изогнутые. Попросите провести несколько экспериментов и в тетради записать как изменился характер перемещения робота, что они изменяли в конструкции, чтобы сделать перемещение более эффективным.

Пример изменения конструкции педипулятора

2. Еще одним способом сделать перемещение робота более плавным - увеличить количество точек опор на одном моторе.
Но не спешите объявлять это учащимся, - попросите их сначала посмотреть ролик

И ответить на вопросы:

1. За счет чего достигается плавное движение этих механизмов?
2. Как это можно достичь в конструкции их робота, не увеличивая количества моторов?
3. Как именно относительно друг друга нужно расположить балки педипулятора на одном моторе, что плавность была максимальная?

На первые два вопроса ответить нужно будет перед изменением конструкции.
Последний вопрос имеет смысл задавать, если учащиеся сами не предложили сами до такого подхода:

Конструкция педипулятора на каждом моторе в итоге, может выглядеть следующим образом:

3. Конечно же существует множество всяких способов преобразовать вращательное движение моторов в поступательное движение, которое осуществляют педипуляторы. Один из способов был предложен в XIX веке русским математиком, профессором Санкт-Петербургского Университета Пафнутием Львовичем Чебышевым.

Попросите школьников самостоятельно ознакомиться с роликом "Стопоходящая машина Чебывшева"


А потом прочитать статью про, лежащий в ее основе лямбда-механизм.

После изучения данных материалов школьники должны самостоятельно нарисовать схему механической системы ламбда-механизма и провести ее сравнительный анализ со схемой, использовавшейся на занятии:

1. Сколько у лямбда-механизма закрепленных шарниров, подвижных шарниров, звеньев? Сравните эти показатели у обоих механизмов.
2. В чем заключается отличие одного механизма от другого?
3. К чему, с точки зрения механики, может привести данное отличие?

После ответа на вопросы, учащиеся должны будут продумать как изготовить педипулятор на основе лябмда-механизма на своем роботе.

Примеры схемы механической системы и получившегося педипулятора.

4. До сих пор, робот, собранный учащимися двигался прямо. Спросите команду, что нужно сделать, чтобы робот двигался по более сложной траектории. Попросите участников изменить конструкцию или программу так, чтобы робот двигался по дуге или по траектории в форме квадрата.