Aplicaciones en Diseño & Ingeniería

Un Desafío de Diseño de Robótica Básica

Elevador de Cargav2.1

Paquete del Plan de Estudios

Objetivos DidácticosAl concluir esta lección, los estudiantes podrán:

Diseñar y construir un elevador de carga personalizado robótico.

Operar el elevador de carga de forma remota, utilizando el controlador Kid Spark ROK-Star.

Evaluar y mejorar el diseño con base en el funcionamiento.

Explicar el diseño de forma eficiente a la clase.

IntroducciónEste Desafío de Robótica Básica STEM es apropiado para estudiantes de primaria, secundaria y preparatoria. Se recomienda que los estudiantes trabaje en equipos pequeños hasta de cuatro integrantes. Este proyecto está diseñado para promover el pensamiento creativo, la resolución de problemas, la innovación y la invención, y una para brindar una experiencia de aprendizaje aplicado para todos los estudiantes de STEM. Como un prerrequisito para este desafío los estudiantes deben realizar las actividades de las lecciones de Robótica Básica de las secciones 1 a 4.

Serie: Aplicaciones en Diseño e Ingeniería Paquete del Plan de Estudios

2

Desafío del Elevador de Carga RobóticoInformación

Objetivos ............................................................................................................... 1Estándares ............................................................................................................ 1Información de la Actividad ..................................................................................... 2Gestión de la Clase ................................................................................................ 2Recursos ............................................................................................................... 2Tiempo de la Actividad ........................................................................................... 2Fundamentos de Construcción ................................................................................ 3

Desafío del Elevador de Carga RobóticoDesafío de Robótica................................................................................................ 4-7Evaluación del Desafío ............................................................................................ 8

Bienvenido

Contenido

Información de la ActividadEsta actividad está diseñada para desafiar a los estudiantes a diseñar y construir un elevador de carga personalizado operado con un control remoto capaz de mover material. Los estudiantes trabajarán con el proceso de diseño para desarrollar un modelo funcional que probarán y evaluarán. Los estudiantes deberán reflexionar sobre su diseño y explicarlo a la clase de manera eficiente.

Gestión de la ClaseEste paquete de actividades debe servir como una guía para que los maestros y estudiantes aprendan sobre conceptos importantes en diseño e ingeniería. Los estudiantes pueden trabajar en grupos hasta de cuatro integrantes en esta actividad.

Recursos Cada grupo hasta de cuatro estudiantes debe usar:(1) Lab de Young Engineers Kid Spark(1) Lab de Engineering Pathways Kid Spark

Tiempo de la Actividad60 minutos

3

Fundamentos de ConstrucciónConceptos Básicos de Construcción con Kid SparkLos siguientes consejos serán de utilidad al utilizar el Sistema de Diseño e Ingeniería del Estudiante Kid Spark.

Conexión/Separación de los ROK Blocks:Los ROK Blocks usan un sistema de ajuste por fricción, pirámide y abertura para conectarse. Simplemente presione las pirámides en las aberturas para conectarse. Para separar los bloques, tire de ellos.

Conexión/Separación de losComponentes Kid Spark:Los componentes Kid Spark más pequeños usan una pestaña y un sistema de abertura para conectarse. Coloque en ángulo una pestaña en la abertura, y luego insértela. Para separar el componente, inserte la llave en la ranura y gírela.

Ajuste Entre las Aberturas:Las pestañas de los componentes Kid Spark también se pueden ajustar entre las aberturas para brindar un soporte estructural a un diseño. Esto también permitirá que ciertos diseños funcionen correctamente.

Colocar una Cuerda:En algunos casos, puede ser necesario utilizar una cuerda en un diseño. Coloque una cuerda a través de la abertura e inserte cualquier componente Kid Spark con pestañas o pirámides en esa abertura. Asegúrese que las pestañas estén perpendiculares a la cuerda para lograr un ajuste ceñido.

Medición: La dimensión exteriores de cada bloque conector

3Kid Spark es de 2 cm . Esto significa que la longitud, profundidad y altura es de 2 cm cada una. Para determinar el tamaño de una construcción Kid Spark en centímetros, simplemente cuente la cantidad de aberturas y multiplique la cantidad por dos. Repita este proceso para la longitud, profundidad y altura.

2cm

2cm

2cm

18cm

9 Aberturas

6cm

3 Aberturas

Desafío de RobóticaElevador de Carga Robótico

InstruccionesSiga estos pasos para preparar el desafío del elevador de carga.

1 Arme la Base

3x

Componentes

4x

2 Conecte los Soportes Verticales Componentes

4x

4

4x

4x2x

Desafío de RobóticaElevador de Carga Robótico

5

3 Conecte los Soportes VerticalesInferiores

Componentes

4 Conecte los Soportes Laterales Componentes

4x 2x

6x 6x

2x

Desafío del DiseñoDiseñe y construya un elevador de carga personalizado robótico capaz de mover barras/travesaños hacia atrás y adelante entre las repisas de diferentes alturas.

Especificaciones1. El elevador robótico debe construirse con los componentes del Lab Young Engineers o

Engineering Pathways Kid Spark.2. El elevador debe operarse con el Controlador Kid Spark ROK-Star.3. Se deben colocar dos barras/travesaños Kid Spark en la repisa inferior como se muestra. El

elevador debe ser capaz de mover las barras/travesaños hacia adelante y hacia atrás entre la repisa inferior y superior.

4. El elevador puede ser móvil o fijo con respecto al sistema de repisas.5. Los componentes se pueden unir al sistema de repisas, pero la estructura original debe

mantenerse.6. Con cada componente que cuesta $2, el elevador robótico debe costar menos de $180.

Desafío de RobóticaElevador de Carga Robótico

Controlador ROK Star

6

Esquema del Desafío

Barras/Travesaños

Repisa Superior

Maker ROK-Bot

Repisa Inferior

El Proceso de Diseño &

Ingeniería Kid Spark

Identificarel Desafío

Lluvia deIdeas &

Soluciones

Construirel Prototipo

Prueba &Mejora del

Diseño

Explicar elDiseño

Desafío de Diseño e IngenieríaSigan cada paso en el proceso de diseño e ingeniería para desarrollar una solución para el desafío. Marquen la casilla a medida que terminen cada paso. Completen los espacios en blanco cuando sea necesario.

1. Identificar el Desafío

Desafío:

Revisar las Especificaciones:

2. Lluvia de Ideas & Soluciones

Discutir ideas del diseño.

Considerar los componentes de construcción y el costo.

3. Construir un Prototipo

Construir un prototipo funcional del diseño.

4. Probar & Mejorar el Diseño

Probar y mejorar el diseño, tanto en funcionamiento como en consistencia.

Nuevo desafío descubierto:

Revisar la guía de calificación y las especificaciones del diseño.

5. Explicar el Diseño

Prepararse para demostrar y presentar el diseño a la clase.

Revisar la guía de calificación del proyecto.

Explicar las características únicas del diseño que se incluyeron.

Describir al menos un nuevo problema/desafío descubierto durante el Paso 4(Prueba y Mejora del Diseño), y cómo rediseñó el equipo un nueva solución.

Desafío de RobóticaElevador de Carga Robótico

7

Desafío de RobóticaElevador de Carga Robótico

855-01149-201 ES

Especificaciones

Funcionamiento

Colaboración en Equipo

Calidad/Estéticadel Diseño

Cumple todas lasespecificaciones

No cumple con lasespecificaciones

Cumple algunasespecificaciones

Cumple con la mayoríade las especificaciones

El diseño funcionaconsistentemente bien

No cumple con lasespecificaciones

El diseño funcionaparcialmente

El diseño funciona bienen general

Cada miembro delequipo contribuyó

El equipo no trabajójunto

Algunos miembros delequipo contribuyeron

La mayoría de losmiembros del equipocontribuyeron

Excelentediseño/estética

Diseño/estéticapobre

Diseño/estéticapromedio

Buendiseño/estética

En Presupuesto($180 o Menos)

Muy por Encima delPresupuesto (+$196)

Por Encima delPresupuesto($186 – $195)

Ligeramente Arriba delPresupuesto($181 – $185)

Excelente presentación/bien explicada

No hubo presentación/explicación

Presentación/explicación regular

Buena presentación/bien explicada

Costo delMaterial

Presentación

Puntos

Total de Puntos

Avanzado5 Puntos

Eficiente4 Puntos

/30

Guía deCalificación

Parcialmente Eficiente3 Puntos

No Fue Eficiente0 Puntos

Evaluación del DesafíoCuando los equipos hayan completado el desafío de diseño e ingeniería, se debe presentar al maestro y a los compañeros de clase para su evaluación. Se calificará a los equipos según los siguientes criterios:

Especificaciones: ¿El diseño cumple con todas las especificaciones como se indica en el resumen del diseño?

Funcionamiento: ¿Qué tan bien funciona el diseño? Funciona de manera consistente?

Colaboración del Equipo: ¿Qué tan bien trabajó el equipo? ¿Cada alumno puede describir cómo contribuyeron?

Calidad/Estética del Diseño: ¿El diseño es de alta calidad? ¿Es estructuralmente fuerte, atractivo y bien proporcionado?

Costo del Material: ¿Cuál fue el costo total del diseño? ¿El equipo pudo mantenerse dentro o por debajo del presupuesto?

Presentación: ¿Qué tan bien comunicó el equipo a los demás todos los aspectos del diseño?