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青少年机器人等级考试之后的积木怎么办?工大创客馆带你DIY制作智能斜拉桥

关键词:青少年机器人等级考试,编程猫编程,microbit硬件,斜拉桥,创客DIY,工大创客馆
 
一、问题提出
大家在成长过程中都会有很多拼装积木,尤其是参加青少年机器人等级考试的小朋友更有一大箱一大箱的。这些拼装积木在完成青少年机器人等级考试之后,都会面临这个问题,那就是这些积木是用电机来做动力,只能实现加速、减速、停止或者是车辆转弯,时间长了,小朋友会感觉内容也单调了,就不爱玩了,卖了太便宜,扔了更是可惜,这些积木怎么办呢?工大创客馆告诉你,这些积木还有大有用处。把这些积木与创客相结合起来,可以实现更广范围内的制作与创意,达到提高动手动脑的能力。所以我们在工大创客馆专门开设了青少年机器人等级考试之后的创客扩展,就是把这些积木利用起来,再结合创客工具进行二次开发制作。
 
二、构思方案
面对这一大箱积木,虽然有些残缺不全,但大部分都在,应该好好利用,见图1。做是什么呢?首先想到做一个斜拉桥。就是因为,斜拉桥这个模型,对于青少年机器人等级考试来说,它的侧重点是,怎样的搭建结构,怎样的设计构思是稳定?怎样是不稳定?这个就是三角形稳定性的原理,是机器人等级考试的重点内容。对于双侧拉伸,既对称美观,又设计极其合理,力学分布均匀,稳定性高。所以我们利用积木模块拼接了,做一个斜拉桥,见图2。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
三、创客制作
可以想到,对桥梁健康监测是利用桥梁在正常运营的情况下,采集桥梁各个部件的受力信息,对数据进行处理分析后,评价桥梁状态,这对于桥梁的安全运行是十分重要的和必须的。一般来说,需要采集桥梁关键断面的应力应变信息、温度信息、挠度信息、裂缝等。
 
基于上面的分析,我们也选择合适的传感器,对斜拉桥模型进行监测分析,判断其安全属性。当超过安全设定值实物,传感器就会发出提示音和提示灯光,引起注意引起人们关注。
我们知道,micro:bit是一个广泛使用的创客工具,它自带三轴加速度传感器,可以监测很多物品,如现在常见的可智能穿戴产品,都是使用这样的三轴加速度传感器来制作,所以有了现在智能手机上的步数计,有了这样方式的步数计,商家就会从商业角度开发,如每天在某信上,发布运动次数,看看谁是第一名等等。
 
现在我们可以用micro:bit的主板内的三轴加速器,并结合编程猫硬件编程,对斜拉桥的安全性进行评定。根据micro:bit在X、Y、Z个方向的获取加速度值和强度值,并设计临界的判定条件。通过编编程猫硬件编程,得到斜拉桥的安全性的结果,通过打印和报警两种方式实现,图3所示。
 
 
 
 
 
 
 
 
这篇文章是从在青少年机器人等级考试后再进一步扩展,通过创客编程果然角度进行撰写,从而将机器人等级考试与创业进行融合,开发制作的制作的斜拉桥的具体方案见文档:
 
 
 
注,恳请大家多多关注工大创客馆,有更多更好的制作,尤其是编程猫硬件编程等着您!
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