毛毛虫机器人拉车 毛毛虫机器人教案

毛毛虫机器人作为一种仿生学教学工具和趣味玩具，在教育领域和科技活动中越来越受欢迎。以下将从毛毛虫机器人拉车的制作与原理、教学教案设计以及安全注意事项三个方面为您详细介绍。

毛毛虫机器人拉车的制作与原理

毛毛虫机器人拉车是一种模仿毛毛虫蠕动爬行方式的趣味机器人，其爬行动作逼真，能够实现自动前进、后退和躲避障碍等功能。制作这样的机器人可以按照以下步骤进行：

1. 头部组装：首先用铁片扩大孔洞，安装前轮拨片；然后装上电机，注意电机上的孔应对准毛毛虫头部的孔，并插上电机固定板（绿色面朝外）；接着对准孔洞安装头的另一半，将前轮拨片插入卡槽中固定；最后装上轮子完成头部组装。

2. 尾部组装：先扩孔，然后安装后拨片（注意窄的一侧朝下），这是容易装错的关键步骤。

3. 连接头尾：使用连接杆穿过尾巴和头部的连接孔，用型圈固定（不需扣太紧以免影响运动）。

4. 动力系统安装：固定电池板并对准孔位插入，装上后轮后活动测试；然后将传动杆穿过身体，套上传动片在电机偏心齿和连接杆上，同样用型圈固定。

5. 最终测试：通电测试运动是否正常，然后将电池盒贴在固定板上完成组装。

毛毛虫机器人的运动原理基于两层聚合物材料的不同热反应特性：底层受热收缩而顶层受热膨胀，通过银纳米线加热模式控制弯曲方式，模仿真实毛毛虫的局部曲率控制运动方式。当电路接通后，电能转化为机械能，马达旋转带动前车轴转动，与地面产生的滚动摩擦力推动机器人前进。

毛毛虫机器人教学教案设计

毛毛虫机器人教案可根据不同年龄段学生的特点进行设计，以下是几种典型的教学方案：

小学机械结构课程教案（90分钟）

教学目标：

1. 掌握齿轮连杆和棘轮的使用方法

2. 理解顺序等待概念

3. 完成毛毛虫小车的爬行动作搭建

教学难点：

结构搭建指导：

1. 前足：可用一个或两个轮子，在一侧搭建棘轮

2. 身体：主要由控制器和连接前后足的连杆组成

3. 后足：利用齿轮减速，棘轮装置与前足相同

程序编写：齿轮带动连杆使身体做往返运动，电机保持循环即可。

幼儿园/小学低年级趣味教案

活动目标：

1. 通过毛毛虫机器人理解动物生长变化过程

2. 体验创造性地运用身体动作表现生长过程的快乐

3. 培养观察能力和团队合作精神

活动过程：

1. 谜语导入："有个虫子真奇怪，变样起来真是快。开始吃菜是害虫，后来会飞真好看"(蝴蝶)

2. 讲述《蝴蝶美美和毛毛虫丑丑》故事，讨论变形过程

3. 分组用陶泥制作毛毛虫机器人，重点练习搓圆和圆球组合技能

4. 为机器人设计"脸部"，制作简易遥控装置

5. 展示环节：向家长展示作品并听取改进建议

游戏延伸：

安全注意事项与教学建议

使用毛毛虫机器人时需特别注意以下安全事项：

1. 电气安全：

2. 操作安全：

3. 教学管理建议：

毛毛虫机器人教学不仅能够培养学生的动手能力和科学思维，还能通过团队合作活动增强沟通协调能力。教师可以根据学生年龄和教学目标，从简单的机械组装到复杂的编程控制，设计不同难度层次的教学活动。通过毛毛虫这样生动的教学载体，抽象的物理原理和工程技术变得直观有趣，能够有效激发学生对STEM领域的学习兴趣。