4.2 原型与模型的制作课件-2022-2023学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计1（48张PPT）

(共48张PPT)
高一—粤教版—通用技术—必修一第四章
第二节 原型与模型的制作
走马灯的制作技巧和注意事项
一、中国传统走马灯玩具内芯转动的原理
灯内放置能发光且能产生向上运动的气流的装置（下文中一律简称为动力来源），令轮轴转动。
走马灯的任务要求：内芯能转动，灯内设置光源，能通过外框观察到移动、变化的图片或光影效果。
二、驱动方式的选择
点燃的蜡烛
优：不需要电路制作技术，价格低廉。
劣：有火灾隐患；蜡烛需要定时更换， 需要微风以下环境，筒壁必须轻。
白炽灯
优：只需简单的接线能力，光照度大；无火灾隐患；灯泡发光时间长且不受环境影响。
劣：使用220V电压，需要保证绝缘；容易加速材料老化；内芯不能做成镂空形式，否则必须覆盖透明材料。
较小功率的节能灯+电动机或者小风扇
优：内芯转速可调，动力可靠性高，内芯可任意镂空，内芯筒壁有更大选择范围。
劣：对电路接线能力、用电安全要求较高，需注意整体美观，如果用小风扇则需要调节风速。
二、驱动方式的选择
不需要电路制作技术，价格低廉。
只需简单的接线能力，光照度大；无火灾隐患；灯泡发光时间长且不受环境影响。
内芯转速可调，动力可靠性高，内芯可任意镂空，内芯筒壁有更大选择范围。
有火灾隐患；蜡烛需要定时更换， 需要微风以下环境，筒壁必须轻。
使用220V电压，需要保证绝缘；容易加速材料老化；内芯不能做成镂空形式，否则必须覆盖透明材料。
对电路设计能力、用电安全要求较高，需注意整体美观，如果用小风扇则需要调节风速。
利用白炽灯产生的热气流驱动叶轮转动，可靠性高，适合面广，建议使用第二种动力形式。
动力来源
优点
缺点
建议
点燃的蜡烛
较大功率的白炽灯
较小功率的节能灯+电动机或者小风扇
三、材料的选择：筒壁
打印纸
优：取材容易，容易定形，便于打印图案。
劣：透光性能差，容易出现折 。
宣纸
优：透光性能比打印纸略强，可展示个人能力。
劣：较软，不易定形，易破，易老化。
优：耐用，易定形，美观。
劣：较重，不透光。
卡纸
塑料薄膜
优：表面有光泽，美观，透光性能最佳，可任意弯曲。
劣：不利于打印图案，易变形，不利于502胶水的粘接。
三、材料的选择：筒壁
取材容易，容易定形，便于打印图案。
透光性能比打印纸略强，可打印图案。
表面有光泽，美观，透光性能最佳，可任意弯曲。
透光性能差。
较软，不易定形，易破，易老化。
不利于打印图案，易变形，不利于502胶水的粘接。
筒壁
优点
缺点
打印纸
宣纸
塑料薄膜
卡纸
耐用，易定形，美观。
较重，不透光。
三、材料的选择：框架
小木条
小木条
优：便于乳胶、502胶水、热熔胶粘接，可以钉接，也可做成榫接方式，坚固耐用。
劣：较难切割，成本略高。
PVC板
优：可用乳胶、热熔胶、502胶水等材料粘接，坚固耐用。
劣：较难切割。
PVC水管
优：连接简易，美观耐用。
劣：成本较高。
KT板
优：易切割，可用乳胶、热熔胶等材料粘接。
劣：较脆易断裂，切割时用刀不规范会影响美观，不能喷漆，不能用502胶水粘接。
三、材料的选择：框架
便于乳胶、502胶水、热熔胶粘接，可以钉接，也可做成榫接方式，坚固耐用。
易切割，可用乳胶、热熔胶等材料粘接。
可用乳胶、热熔胶、502胶水等材料粘接，坚固耐用。
较难切割，成本略高。
较脆易断裂，切割时用刀不规范会影响美观，不能喷漆，不能用502胶水粘接。
较难切割。
框架
小木条
KT板
PVC板
优点
缺点
三、材料的选择：粘接
粘性较弱，易老化。
易老化。
易老化。
粘性强，易于操作，除胶容易。 易老化，用胶过多则影响美观。
粘性强，易于操作，用于木材粘接最佳。 固化时间过长。
坚固耐用，美观。 有一定的加工难度。
粘接不留痕，柔软。
粘性强，能保持一定形状。
粘性强，透光性强。
粘接材料
优点
缺点
双面胶
海绵胶
透明胶
热熔胶
乳胶
榫接
优：粘性强，易于操作，除胶容易。
劣：易老化，用胶过多则影响美观。
热熔胶
海绵胶
优：粘性强，能保持一定形状。
劣：易老化而导致脱胶。
双面胶
优：粘接不留痕，柔软。
劣：粘性较弱，易老化。
透明胶
优：粘性较强，价格低廉。
劣：易老化导致失去粘性。
钉接
优：连接强度高，美观。
劣：必须用射钉枪。
榫接
优：美观，坚固。
劣：加工成本高。
三、材料的选择：电源
三、材料的选择：电源
三、材料的选择：电源
三、材料的选择：电源
三、材料的选择：电源
三、材料的选择：电源
三、材料的选择：电源盒兼底座
如果需要制作电源盒，请比较一下上面三个图中的材料的优劣。
四、视觉效果的选择：动画
高水平的走马灯利用视觉暂留原理可产生动画效果。
可以使用电脑动画制作软件
必须根据内芯转速调整动画小人和外框窗口的尺寸，使动画小人在窗口停留的时间不超过0.1~0.4秒，才能达到连续动画的效果。
举例：
若内芯半径为5cm，周长为C=2πR=2×3.14×5cm=31.4cm，设内芯转动周期为5s，则内芯蒙皮位置的速度（线速度，高中物理知识）为V=C/T=31.4cm/5s=6.28cm/s，假设动画小人在窗口停留的时间不超过0.2s，则动画小人的最大宽度为L=vt=6.28cm/s*0.2s≈1.3cm。
课后练习：
1、如果内芯半径为6cm，假设动画小人在窗口停留的时间不超过0.2s，设内芯转动周期为4s，动画小人的最大宽度是多少？( )
A.7cm B.6cm C.1.6cm D.1.4cm
课后练习：
2、如果使用白炽灯泡产生热气流驱动轮叶转动，可以采用什么材料做外框或盒底座？（ ）
A.粗铁丝 B.铝制月饼盒 C.红酒木盒 D.铜制存钱罐
课后练习：
3、如果选择白炽灯泡热气流驱动式走马灯，在制作内芯的时候，最好用什么材料？（ ）
A.易拉罐 B.塑料小水桶 C.用复印纸自制 D.卡纸
关键词：选择
设计必须围绕需求和自身能力而开展
课后练习：
1、如果内芯半径为6cm，假设动画小人在窗口停留的时间不超过0.2s，设内芯转动周期为4s，动画小人的最大宽度是多少？( )
A.7cm B.6cm C.1.6cm D.1.4cm
解析：若内芯半径为6cm，周长为C=2πR=2×3.14×6cm≈37.7cm，内芯转动周期为4s，则内芯蒙皮表面的速度（线速度，高中物理知识）为V=C/T=31.4cm/4s=7.85cm/s，假设动画小人在窗口停留的时间不超过0.2s，则动画小人的最大宽度为L=v×t=7.85cm/s×0.2s≈1.6cm。选C。
C
课后练习：
2、如果使用白炽灯泡产生热气流驱动轮叶转动，可以采用什么材料做外框或盒底座？（ ）
A.粗铁丝 B.铝制月饼盒 C.红酒木盒 D.铜制存钱罐
解析:金属具有良好的导电性，容易发生漏电事故，会危及生命。
C
课后练习：
3、如果选择白炽灯泡热气流驱动式走马灯，在制作内芯的时候，最好用什么材料？（ ）
A.易拉罐 B.塑料小水桶 C.用复印纸自制 D.卡纸
解析：易拉罐用铝制成，导热性能良好，容易发生烫伤事故，也易发生漏电事故，而白炽灯泡产生的热气流较弱，不易驱动塑料小水桶和卡纸这两种较重的内芯。选C。
C
4、热源用白炽灯的话，功率是不是越大越好？
答：不是。白炽灯的功率越大，发热速度越快，材料老化速度加快，而且易引发火灾
5、用粗吸管做框架，可以么？
答：可以的，但是要注意散热，以免塑料吸管软化而出安全事故；另，如果用粗吸管的话，一般人都会用热熔胶，但是热熔胶与塑料的粘接亲和度不高，时间久了就容易因为胶的脱落导致框架散架。
6、一定要有个转动的内芯么？
答：不一定，走马灯的主要特征是“通过外框观察到移动、变化的图片或光影效果”，如果有一定的数字电路制作能力，可以尝试用流水灯的方式达到“虽有变化的光影但内芯却不转动”的目标。