习作九气动初阶.DOC

設計習作五 氣體動力模型 設計習作指引 目的 學生透過設計及製作一個簡單的氣動玩具，從而了解和運用簡單氣動元件的知識。 學生完成設計習作後應能掌握 了解基本的氣動元件的操作原理。 運用適合的氣動元件製作一個簡單的氣動玩具。 設計大綱 學生設計及製作一個簡單的氣動玩具。 建議教學時間 6堂 (共240分鐘) 所需物料 針筒 氣管 珍珠板、咭紙、軟木 (製作玩具外殼) 安全要點 遵守工具及工場的使用安全守則。 相關知識 簡介 氣動裝置在現今科技社會裏，除了在工業生產上被廣泛應用外，其他如電氣化火車、公共汽車和地下鐵路等的車門開關(圖5.1至圖5.3)、 圖5.1 電氣化火車 圖5.2 巴士 圖5.3 地下鐵路列車 氣動概論 流體動力系統是通過使用液體或壓縮氣體，來傳遞和控制能量的一種系統。在氣動系統中，這種能源的介質是空氣。把大氣中的空氣加以壓縮，從而提高它的壓力，達到控制氣動元件的功能。 現在利用針筒模擬氣動系統的運作，如圖5.5顯示，利用針筒(1)控制活塞的推出，可使另一支針筒(2)的活塞產生直線的動作，將動力傳送一段距離(圖5.5a)。這是由於針筒的活塞上負有重量，加大了阻力，而空氣的密度較小，因此在控制活塞進出時，針筒與喉管內的空氣便會被壓縮，使空氣壓力提高。同樣地一支針筒可同時控制兩支或更多的針筒(圖5.5b)，也可改變傳送動力的方向(圖5.5c)。 圖5.4 針筒 圖5.5 氣壓針筒驅動型式 學以致用 雖然只是利用針筒作為驅動各連桿移動的元件，但這已經是氣動控制的初階。 圖5.6中，提供壓縮空氣的針筒(1) 便是壓縮氣體供應裝置(即壓縮機)(圖5.7)或儲氣缸(如圖5.7)，6 圖5.7 氣動裝置中的壓縮機 圖5.8 單作用氣缸 專用詞彙 氣體系統 Pneumatic system 氣動元件 Pneumatic component 壓縮機 Compressor 壓力 Pressure 單作用氣缸 Single acting cylinder 針筒 Syringe 設計與製作 為使同學對氣動裝置有初步的認識及了解，可使用2~5支針筒，作為傳送氣體動力的裝置，嘗試設計一個利用氣壓驅動的連桿，使之成為活動的平面或立體的玩具模型，玩具模型尺寸大小不限。並為這氣動玩具模型提供一個合適的名稱。 同學設計的氣體動力模型可以具實用性、遊戲性或娛樂性的用途，任憑創意發揮。 習作報告 1. 作品名稱： 3. 利用針筒氣缸推動連桿的數量： 4. 當推動針筒壓縮空氣時，連桿是否被推動及作出預期移動效果：○是 ○否 (請簡單解釋原因)： 備註： 同學們可互相簡介自己的模型作品，並作出示範。 每位同學選擇其中一個喜歡的作品，以簡圖描述它的操作情況，並以文字簡單表達作品的兩個優點、可作改善之處及評估改善的可行性。  工作進度表 在下列表格中加上 ‘(’號，以表示該項工作完成。 時間 工作 內容 第 1 節 第 2 節 第 3 節 第 4 節 第 5 節 第 6 節 列出難題 列出所有解決方案 工序 (1) 工序 (2) 工序 (3) 工序 (4) 工序 (5) 工序 (6) 工序 (7) 工序 (8) 測試 評估 評鑑表 請觀賞其他組別的模型和報告，然後填寫下列評鑑表。 被評鑑的組別：______________________________________ 註：同學必須誠實及認真地評估。 1 2 3 4 5 氣動玩具的外型是否吸引？ ○ ○ ○ ○ ○ 玩具的活動能力　　　　 ○ ○ ○ ○ ○ 玩具的娛樂性　 　　 ○ ○ ○ ○ ○ 玩具的安全性 　　　　　 　 ○ ○ ○ ○ ○ 氣喉的接駁是否正確？ ○ ○ ○ ○ ○ 針筒的運用是否合適？ ○ ○ ○ ○ ○ 氣動原理的運用 ○ ○ ○ ○ ○ 2. 試提議該作品需要改善的地方：