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STEAM教学案例机械臂的设计与制作

引言

本文档旨在提供一种基于STEAM教学的机械臂设计与制作案

例。STEAM教育是一种综合性的学科教育方法，涵盖科学

（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术

（Art）、数学（Mathematics）五个方面。通过机械臂的设计与制

作，学生们将有机会在实践中研究、探索和应用相关学科知识。

设计目标

我们的目标是设计一个简单的机械臂，使学生们能够通过自己

动手的方式了解机械结构，并掌握基本的运动控制原理。具体设计

目标如下：

1.学生能够理解机械臂的基本组成和工作原理；

2.学生能够使用简单的材料和工具制作出机械臂模型；

3.学生能够编写简单的控制程序，实现机械臂的运动。

设计步骤

步骤一：材料准备

在设计机械臂之前，我们需要准备以下材料：

-塑料杯x3

-吸管x6

-木棍x2

-螺丝x4

-橡皮筋x2

-电动马达x1

-电池盒x1

-电池x2

步骤二：机械臂装配

1.将两个塑料杯的底部剪掉，并将它们固定在一起，形成机械

臂的底座。

2.在底座上固定一个木棍，作为机械臂的旋转轴。

3.在旋转轴顶端固定一个塑料杯，作为机械臂的臂部。

4.在臂部的另一侧固定一个木棍，作为机械臂的夹持器。

5.使用吸管和螺丝将夹持器与臂部连接起来，确保能够自由地

旋转和夹持物体。

步骤三：电路连接

1.将电动马达连接到电池盒。

2.将电池盒固定在机械臂的底座上。

3.使用橡皮筋将马达与机械臂的旋转轴连接起来。

步骤四：控制程序编写

学生们可以使用类似Arduino的平台编写控制程序，控制机械

臂的运动。他们可以通过编程来控制机械臂旋转和夹持物体的动作。

教学效果

通过参与机械臂的设计与制作，学生们将能够理解机械结构和

运动控制的基本原理。同时，他们还将培养动手能力、创造力和解

决问题的能力。这种案例教学方法将极大地促进学生对STEAM学

科的兴趣和参与度。

结论

本文档介绍了一种基于STEAM教学的机械臂设计与制作案例。

通过参与这个案例，学生们将能够掌握机械臂的基本原理和运动控

制方法。这种实践性的教学方法将增强学生们对STEAM学科的理

解和兴趣，培养他们的创造力和解决问题的能力。