1、 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部返回意大利目標(biāo)情感目標(biāo)模擬生活中常見的飛行工具，了解其特點來解決遇到的問題認(rèn)知目標(biāo)認(rèn)識直升機的種類、功能及其不同的用途技能目標(biāo)學(xué)會設(shè)計直升機結(jié)構(gòu)，復(fù)習(xí)數(shù)算模塊的使用重點和難點重點認(rèn)識直升機的種類、功能及其不同的用途難點學(xué)會設(shè)計直升機結(jié)構(gòu)，復(fù)習(xí)數(shù)算模塊的使用材料學(xué)生材料 EV3 教育套裝一套教師材料 直升機圖片及功能資料活動過程主題引入 經(jīng)過了半年多的地心探險，我們終于找到了一個巨大的火山出口，我們通過測量得知這個火山暫時不會爆發(fā)，洞口有數(shù)十米之長，通過經(jīng)緯儀測量儀，我們得知我們的上空地面是意大利境內(nèi)，但是我們距離洞口還有近千米的距離，我們需要設(shè)計一個什么樣的模型運載我們

2、出去呢，需要多強大的馬力才能夠呢，這設(shè)計的其中有沒有什么規(guī)律或者需要注意的地方 呢，都值得我們深思。 模型結(jié)構(gòu)分析： 垂直升空的飛行工具，我們想到了運載火箭發(fā)射和直升機，但是距離洞口的距離讓我們決定只需使用直升機就行了，但是這個直升機我們應(yīng)該如何設(shè)計，單槳還是雙槳。教參這里參考設(shè)計單槳直升機。 1. 首先我們需要明確直升機的兩個螺旋槳，動力輸出和方向控制這兩個，根據(jù)馬力的不同，我們利用大型電機來控制動力輸出的螺旋槳，利用中型電機來控制方向控制的螺旋槳； 2. 大型電機和中型電機控制的螺旋槳兩者需要固定連接； 3. 將兩者固定連接之后，我們需要完善直升機模型； 靈感構(gòu)思 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部4

3、.我們需要通過傳感器來控制直升機旋轉(zhuǎn)功率（速度），同時我們還可以控制它的飛行開關(guān)，這里我們利用到了超聲波傳感器和觸動傳感器。 任務(wù)難度等級：1. 利用中型電機控制動力輸出螺旋槳，大型電機控制方向控制螺旋槳；不采取任何加速； 2. 教參采取的設(shè)計參考模型； 3. 利用一個電機控制兩個螺旋槳的轉(zhuǎn)動； 4. 設(shè)計一個雙螺旋槳模型。 初步搭建 模型參考設(shè)計：1.首先我們需要設(shè)計能夠控制動力輸出的結(jié)構(gòu)，參考設(shè)計如下： 注：這里利用到 13 孔圓梁、3*5 直角彎梁、雙倍插銷等。 注：利用 9#軸和兩個 3*5 直角彎梁，穿插在大型電機上，軸從直角梁拐角處穿過。 注：將兩個 5*7 框架固定之后，安置在大

4、型電機上，兩根軸剛好處于同一條線上。 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部注：利用圓梁將框架同電機固定連接，左右對稱結(jié)構(gòu)。注：利用 2 孔圓梁進一步將框架和電機固定連接。 注：開始設(shè)計傳動裝置，這里利用 5 倍加速動力輸出，同時開始設(shè)計螺旋槳結(jié)構(gòu)。 注：4 齒齒輪相互嚙合固定，同時設(shè)計好兩個 3#軸連接器結(jié)構(gòu)。螺旋槳結(jié)構(gòu)的槳放置最后設(shè)計固定，現(xiàn)在大型電機帶動動力輸出螺旋槳結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本完成。 動力傳輸結(jié)構(gòu)主要是 40 齒齒輪帶動 8 齒齒輪轉(zhuǎn)動，8 齒齒輪同 4 齒齒輪固定在同一根軸，4 齒齒輪與另一個 4 齒齒輪進行垂直嚙合傳動，因此這里的傳輸比為 40:8，也可以將 4 齒齒輪進行更換，換成更快的加速，但

5、需要注意的是加速容易導(dǎo)致更多的費力結(jié)構(gòu)。 2.現(xiàn)在開始設(shè)計尾翼，即中型電機控制的方向控制螺旋槳結(jié)構(gòu)，參考設(shè)計如下： 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部注：將中型電機固定在尾翼上。注：12 齒雙稚齒輪同斜齒輪進行嚙合傳動。在這里齒輪嚙合容易脫節(jié)，需要對軸進行固定。 注：尾翼、方向控制的螺旋槳基本完成。這里尾翼螺旋槳設(shè)計的比較簡單，教師可有學(xué)生發(fā) 揮設(shè)計。試問問學(xué)生：直升機螺旋槳的區(qū)別作用是什么。 注：將中型電機進行更加穩(wěn)固固定連接。這里利用到的是 4*6 彎梁（厚連桿）和 7 孔圓梁， 左右兩側(cè)對稱結(jié)構(gòu)。 3.現(xiàn)在開始將EV3 程序塊同模型進行連接固定，參考設(shè)計如下： 注：開始設(shè)計用來固定 EV3 的結(jié)構(gòu)。

6、 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部注：設(shè)計左右對稱結(jié)構(gòu)，然后利用 13 孔圓梁將兩者連接起來。 注：支撐結(jié)構(gòu)同之前模型進行連接，然后放置 EV3 程序塊。 注：將 EV3 上下插孔同模型連接固定。 4.現(xiàn)在開始設(shè)計大螺旋槳部分和傳感器部分結(jié)構(gòu)，參考設(shè)計如下：注：超聲波傳感器和觸動傳感器分別安置在EV3 程序塊左右兩側(cè)。 然后需要對模型進行安置數(shù)據(jù)線，在裝好連接數(shù)據(jù)線的時候，需要進行測量，檢測超聲波傳感器距離平面的距離，這段距離不建議少于 3cm，也就是說超聲波傳感器固定的位置需要注意。最后記錄這個距離數(shù)字，這應(yīng)該是一個常量。 5.最后整個模型參考設(shè)計如下： 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部程序參考設(shè)計：我們已經(jīng)記

7、錄了超聲波傳感器的測量距離常量，在這里，我們設(shè)定的參考程序大意是： 首先當(dāng)直升機停在平面上的時候，螺旋槳不進行轉(zhuǎn)動，當(dāng)直升機距離地面的距離越來越遠(yuǎn)的時候，螺旋槳的速度會越來越快，也就是說螺旋槳的速度和超聲波傳感器檢測到距離地面的距離有關(guān)系。 1. 我們分析，當(dāng)直升機停在地面的時候，假定超聲波傳感器檢測的距離為常量 A，那么此時直升機螺旋槳的速度為 V，我們可以這樣理解：A-A=V=0。 2. 當(dāng)直升機開始升起的時候，假定超聲波傳感器檢測到地面的距離為 B，那么直升機螺旋槳的速度為B-A=V0。 3. 超聲波傳感器距離地面的距離隨著直升機的升降會自動變化，是一個變量，當(dāng)直升機停落在地面的時候，距

8、離是一個固定的常量，那么利用變量減去這個常量就是螺旋槳的速度。 程序參考設(shè)計如下： 注：在第二個模塊中，其中 4 是常量，即直升機停在地面上超聲波傳感器離地面的距離，這 個常量可以作為a 也可以作為 b，其結(jié)果就是導(dǎo)致螺旋槳旋轉(zhuǎn)的方向不一致而已。 注：這是一個并列程序，觸碰傳感器作為循環(huán)中斷的控制器。 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部反思提高 反思： 1. 尾翼的設(shè)計，需要進行三角固定連接； 2. 在設(shè)計螺旋槳的時候，齒輪之間的嚙合需要連接順利，防止齒輪之間嚙合脫節(jié)。提高： 1. 能不能給直升機添加一個駕駛艙，并且能夠隨意打開和關(guān)閉； 2. 給直升機添加輪胎； 3. 提供一些其他直升機的參考設(shè)計圖： 互

9、動交流 在玩耍的時候，小心螺旋槳高速轉(zhuǎn)動弄傷手指。 知識小結(jié)傳動直升機、單槳、雙槳參數(shù)變量、常量活動評價閱讀材料直升機是一種由一個或多個水平旋轉(zhuǎn)的旋翼提供向上升力和推進力而進行飛 情感目標(biāo)模擬生活中常見的飛行工具，了解其特點來解決遇到的問題 動作目標(biāo)掌握直升機的種類、功能及其不同的用途 認(rèn)知目標(biāo)熟練掌握設(shè)計直升機結(jié)構(gòu)，數(shù)算模塊的使用 樂創(chuàng)教育產(chǎn)品研發(fā)培訓(xùn)部行的航空器。直升機具有大多數(shù)固定翼航空器所不具備的垂直升降、懸停、小速度向前或向后飛行的特點。這些特點使得直升機在很多場合大顯身手。直升機與固定翼飛機相比，其弱點是速度低、耗油量較高、航程較短。 單旋翼直升機帶尾槳（Tail rotor） 最

10、常見的類型，又稱反扭矩尾槳（Anti-torque rotor），由一個水平旋翼負(fù)責(zé)提供升力，尾部一個小型垂直旋翼（尾槳）負(fù)責(zé)抵消主旋翼產(chǎn)生的反扭矩。 涵道式尾槳（Ducted fan，又稱 Fenestron、Fantail 或 Fan-in-fin） 傳統(tǒng)尾旋翼的一個變種，用安裝在涵道式外殼內(nèi)的吹風(fēng)扇代替了外置開放式的傳統(tǒng)旋槳，優(yōu)點是安全性高、震動和噪音小，缺點是重量大、造價高、推重比相對較 等。 最早由歐洲直升機公司的前身南方飛機公司（后合并成為法國宇航公司）于20 世紀(jì) 60 年代構(gòu)思設(shè)計，首先出現(xiàn)在 SA341 瞪羚直升機上?，F(xiàn)今歐直的許多機型， 如 EC120“蜂鳥”、EC130、EC-135 等等，都是涵道式尾槳設(shè)計。 槳（NOTAR，即 NO TAil Rotor） 一個水平旋翼負(fù)責(zé)提供升力，機身尾部側(cè)面有空氣排出， 與旋翼的下洗氣流相互作用產(chǎn)生側(cè)向力來抵消旋翼產(chǎn)生的反扭矩。例如，美國麥道直升機公司生產(chǎn)的 MD520N 直升機。 雙旋翼直升機縱列式（Tandem） 兩個旋翼前后縱向排列，旋轉(zhuǎn)方向相反，多見于大型運輸直升機。例如，美國波音公司制造的 CH-47“契努克”運輸直升機。 橫列式（Transverse） 兩個旋翼左右橫向排列，旋翼軸間隔較遠(yuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向相反。例如