Использование СТЕМ-технологии при разработке инженерного проекта Кузнечик МЧС

Science - Наука
Technology - Технология
Engineering - Инженерное дело
Math - Математика
STEM-образование - объединение наук, направленное на развитие новых технологий, на инновационное мышление, на обеспечение потребности в хорошо подготовленных инженерных кадрах.
Инновационные методы: портфолио, обучение в сотрудничестве, проектное обучение, наукоёмкие проекты.
STEM-образование с помощью практических занятий демонстрирует детям применение научно-технических знаний в реальной жизни. На занятиях они разрабатывают, строят и совершенствуют продукты современной индустрии.
Они изучают конкретный проект, в результате чего своими руками создают прототип реального продукта.
«STEM образование в России»
сообщество педагогов естественно-научных дисциплин, математики, ИКТ, робототехники и научно-технического творчества
https://plus.google.com/communities/112772614174573915788

Назначение устройства
«Кузнечик МЧС»
Обеспечение доставки средств пожаротушения и жизнеобеспечения людям, находящимся в критических ситуациях – пожар, обрушение, труднодоступные места и др.
В траве сидел кузнечик, он в МЧС служил
Представьте себе, представьте себе
Он в МЧС служил…..

Прототип (биологический кузнечик)
Наилучшим использованием механизма прыжка кузнечика является катапульта.
Это может быть мобильная катапульта МЧС.
В таком случае можно доставлять объекты в труднодоступные места, разделенные препятствиями, спасать людей с верхних этажей во время пожара.

Где можно использовать механизм прыжка кузнечика?
Наилучшим использованием механизма прыжка кузнечика является катапульта. Это может быть мобильная катапульта МЧС.
В таком случае можно доставлять объекты в труднодоступные места, разделенные препятствиями, спасать людей с верхних этажей во время пожара.

Разработка конструкции устройства
(мобильный чрезвычайно стремительный – МЧС)
Моделирование устройства
«Кузнечик МЧС»
(в приложении Scratch)
Разработка эскиза устройства МЧС

Корпус Кузнечика (брюшко и грудь)
Сделан из картона, как и все неподвижные части
Хвост
(задняя часть брюшка)
Голова

Задняя нога (бедро, голень, лапка) Именно она отвечает за прыжок
(каждая часть склеена из 3-х слоев пористого картона)
В туловище вклеена трубка из бумаги, на которой и будут держаться и относительно которой будут вращаться задние ноги.

Так будет выглядеть кузнец перед прыжком

Проектирование механизма прыжка
(задействованы лапка, голень и бедро задней ноги)
Механизм отталкивания в собранном виде
(голени и ступни)
эскиз

Выбор модели мышц
Используем самодельный динамометр.
При помощи него измеряем, какой материал станет мышцами.
Главный критерий – относительная длина растяжения при максимальной нагрузке
Результаты исследования пяти
упругих устройств записали на бумаге.
Лучший материал для мышц - резинка
4 – пружинки
1- рыболовная резинка

Из резинки мы и сделали мышцы.
А именно: сложили в несколько раз, а затем закрепили в таком положении
К мышцам прикрепили сухожилия для крепления на бедре и голени

Обнаружено, что часть голени изгибается при натяжении резинки.
Укрепляем. Приложили деревянные палочки, а затем надежно приклеили их термоклеем.

Конечный вид бедро-голенной части

Кузнечики в сравнении
Окрашено
акриловыми
красками

Создание системы управления

Для моделирования устройства управления использована программа Fritzing
Принципиальная схема
(получена во fritzing)

Создаем макет устройства управления

Программирование устройства
«Кузнечик МЧС»

Проводим исследования
(временные характеристики работы элементов системы)