汽车陷入泥泞自救工具(第四届创客展评活动回访)
指针滴答滴答,时间来到2021年,创客展评活动也已走过四年!四年,我们参与了一位又一位参赛者的成长历程,见证了一个又一个作品的诞生。时至今日,已有1500余名国内外青少年及教师参与创客展评活动,累计提交作品近1100余份(含乐创营)。
近期,我们回访了第四届创客展评活动中的部分优秀学生及教师。怎样的作品能够获得大家的认可?获奖背后又有着怎样的故事?让我们一起走进作品,走近创作者。
本期我们采访的是学生项目《一种多功能汽车自救装置》的创作者——北京市海淀外国语实验学校的孙雨来、刘清扬、许浩然三位同学和指导教师孟庆伟老师和杨亚兴老师。
项目名称:一种多功能汽车自救装置
项目类别:学生项目 | 青少年创客作品展评
团队成员:孙雨来、刘清扬、许浩然
指导教师:孟庆伟、杨亚兴
作品介绍
《一种多功能汽车自救装置》结合了现在最新的物联网IOT技术,具有4项功能:在车辆突遇大水危害车辆时自动发出警报,通过车联网向车主报警;在水淹达到事先预设的车辆保护位置时,在车内安装的带有浮子控制的传感器自动接通电源,升举结构开始快速升举车辆车头避免遭遇水淹;在泥泞的软地或冰雪路况陷车被困时可手动操控抬升将车辆一端车轮抬起,采取对应措施,便于脱困;行车中突发轮胎故障,可以方便地操控该装置顶起,为车辆维修方便提供一种快捷体验。是户外运动车辆极好的选配装置。
采访笔记Q&A
学生说
Q:为什么会想到制作这个作品?前期为此做了哪些准备工作?
刘清扬:我们能想到制作这个项目主要的原因是,去年夏天疫情期间,经常在新闻上看到全国多地发生暴雨洪涝灾害,造成严重的城市内涝,导致大量的汽车被水淹没,甚至司乘人员伤亡的事件报道。由此产生了一个设想:我们能不能给汽车加装一种自动装置,在装置的作用下可以减少伤亡和损失。
许浩然:于是我们立即上网查询相关技术,发现目前现有技术为防止车辆遭遇水淹,通常采用浮筒原理将车辆托起,避免水淹。但存在一些不足,如车辆漂浮在水面上没有根基,会像小船一样随波逐流,引发其它不良后果。同时,现有技术功能单一、气囊不能重复使用或重复使用费事且成本较高。因此,迫切需要有一种既能防止车辆的发动机被水淹,同时又能在泥泞的软地或冰雪路况下方便陷车脱困、轮胎更换等多功能为一体的解决方案。
Q:在这次团队参赛中你们是如何进行的分工?
孙雨来:我主要任务是利用CAD辅助制图进行整体设计,绘制零件图,提出配件采购计划,装置的组装以及最后的调试、改进。
刘清扬:我主要负责提供一台满足我们研发使用的电动汽车以及相应的配件。为完成此项任务,我将表弟家里的一个比较符合我们技术要求的玩具电动汽车借来用了。
许浩然:我主要负责根据设计图的技术要求和所购买的物品,完成零件加工及组装。
Q:制作过程中用到了哪些创客工具,应用了哪些学科知识?
孙雨来:在制作的过程中我们主要是应用了CAD进行辅助设计,使用激光雕刻机、铣床、钻床手锯、手电钻、锉刀、砂纸、万能表、游标卡尺等常用工具,对零部件进行加工和安装。
许浩然:在制作中应用到了数学、物理、以及力学知识,主要体现在,为了方便我们设计合适的结构,最大限度减轻结构重量,选用了比重最轻、价格低廉的优质铝合金型材作为结构的主要材料。值得一提的是,我们还应用了阿基米德原理设计了水位控制开关,从根本上解决了电子元件怕潮、不防水的问题,这是我们项目的一个闪光点。
刘清扬:我们根据学过的几何及力学原理,将《一种多功能汽车自救装置》设计安装在汽车的底部中间,其目的就是在本结构发生作用时,结构的支撑底板与汽车两个后轮在接触的地面上形成稳定的三角形,车辆不会发生位移,根据相似三角形原理,结构在工作时可以成倍抬升发动机部位的高度。
Q:除了基础的耗材外,还用到了哪些材料?如果推向市场,你们评估可行性有多大?
孙雨来:我们这个装置使用的材料是:铝合金型材、防水减速电机、联轴器、电池组、换向接触器、报警器、电源开关、行程开关。
刘清扬:还有自己设计的水位控制开关。
许浩然:如果要推向市场我认为会取得很好的社会效益和经济效益,因为《一种多功能汽车自救装置》已经在2021年9月8日获得国家实用新型专利授权,最大的优点是结构简单、功能可靠、成本低廉,安装方便,可以反复使用,为车辆维修方便提供一种快捷体验,是户外运动车辆极好的选配装置。
Q:参加此次活动,你们觉得自己最大的收获是什么?
刘清扬:通过本次实践及学习,我们将所学的知识运用到了制作当中。深深地体会到书到用时方恨少的道理。从作品的构思、制作再到完成后的讲解都有很多需要学习的地方。最大的收获就是学到了很多关于结构和材料方面的知识。
孙雨来:在这次活动中我觉得我最大的收获就是学会了一种思维方式,遇到困难想办法去解决,主动面对问题。也意识到了团队协作的重要性,提升了团队协作能力,动手能力与思维能力。此外,还学习了单片机的使用,熟练掌握了CAD的使用,在制作结构中学习了如何正确选择钻头丝锥尺寸,进行了钻孔、攻丝、锯锉等基本功练习。自己利用所学知识通过激光雕刻机成功的制作了联轴器。学会了含有接收器的控制电路的接线方式。了解了电机功率与扭矩的换算。
许浩然:在这次活动中我最大的收获就是学会了和别人进行合作,我平时是比较不爱跟人进行交往的,但是在这次活动中,我鼓起勇气大胆地跟别人进行交流,克服了心里的障碍,也和队友们有了很好的配合。
Q:你们有哪些参赛经验可以分享给下一届选手?
孙雨来:创作一定要从生活实际出发,走近生活,寻找问题,发现问题,思考问题,解决问题。比赛的时候不要紧张,赛前做好充足的准备。我认为比赛最重要的是态度,只要认真相待,和队友共同努力,总会能够成功的,永远不要放弃自己的理想。
许浩然:首先,选题是非常重要的,一个好的选题决定了作品的上限。组员的能力和老师的知识储备则决定了作品的下限。最后,不要害怕自己不如别人,只要用积极的态度面对,在很多方面都会有收获的。
刘清扬:要充分地了解自己的作品还不够,要在讲解中体现出作品的特点及优势,才能收到较好的效果。
教师说
Q:在学生作品创作过程中,您给予了哪方面的指导与支持?
杨亚兴:在作品的初始阶段,为选题把关;在制作过程中讲解有关技术原理,对所有问题答疑解惑,教学生熟练使用CAD制图软件,进行结构的受力分析,材料的合理选用;在零件加工、安装、调试过程中,指导学生合理使用机械加工设备,做好安全防护。
Q:参加此次活动,您觉得学生的能力、素养是否有得到提升?
孟庆伟:创客展评活动是一项有历史创新意义的学习活动,活动极大提升了学生运用所学知识解决实际问题的能力,开阔了他们的视野,改变了思维模式,逐步培养了一种工匠精神,科学素养有所提升。活动还培养学生的自信心,成就感。
Q:简单谈下您对创客、创客教育、创新人才培养的看法。
孟庆伟:作为促进基础教育学习转型的科技化、数字化战略之一,中小学教育最紧迫的趋势之一是回归现实世界的学习。开展创客教育是一项有历史创新意义的学习活动。创客实验室是通向创客大赛的主要阵地,也是培养创客者们的必不可缺的基础设施。
知识迭代的迅速,让学习能力成为社会发展的选择。进入社会后,好的学习能力比好的学习成绩更重要,学习能力强的人也会更加适应未来的世界。创客教育正是培养学生让其更会学习。优质的创客课程是创客教育的第一步,好的创客主题能通过知识、故事或者案例把各学科知识点与生活常识串联起来,更好地调动学生的积极性,把学生带入良好的创客学习氛围中。
创客教育还有至关重要的一点,就是创客老师的专业性和热爱性。优秀的创客老师能把同样的课程讲得更加精彩,也更加能把学生带入快乐的创客氛围中,让学生更加享受创客的过程。好的创客老师也能把对创客的热情传递给学生,让学生更加有动力去创新和创造。
北京青少年创客国际交流展示活动(简称“创客展评活动”)旨在为青少年搭建重要的交流平台,增强中小学生的创新意识和实践能力,推动我市青少年创客教育活动的深入开展,通过活动在创客领域深度分享,进而促进青少年的人文交流,调动青少年的科技创新热情,并为创新人才的培养奠定基础。
第五届创客展评活动征集在即,期待同学们和老师们的踊跃参与~
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