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二足步行機械實作
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簡單機械（第五冊第三章）／電流磁效應的應用（第六冊第二章）／製造科技概說（第三冊第七章）／營造科技概說（第四冊第七章）／能源與動力科技概說（第六冊第五章）
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機構與結構／電動機／材料加工與工作安全／力與結構／動力與機械
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180分鐘
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薛鈺藏老師
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一、 能將圓周運動轉換為直線運動二足步行機械。
二、 觀察二足步行機械運行的狀況，了解曲柄運轉的方式。
三、 能選用適當的材料製作出一台簡單機械。
四、 能利用正確的工具加工生活中常用的材料。 -
詳細器材明細請詳閱教案或PPT
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一、 立式鑽床定位，每座之間預留安全距離。
二、 長髮學員需束髮，以免被機器捲入。
三、 電烙鐵應放置固定架中，不用時拔除電源，以免誤觸燙傷。
四、 準備水盆於快乾膠沾黏皮膚時泡水慢慢軟化脫膠，不可用力撕扯。
五、 洗手台備妥濕抹布方便清除手上的白膠。
- 時間 教學活動流程 教學資源
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10分鐘一、 引起動機
1. 展示二足步行機械，請學生觀察機械外觀，及使用材料。
2. 啟動二足步行機械，請學生仔細觀察機械的運動狀態。
3. 提問：
(1) 請問機械的動力來源為何？（電動機馬達）
(2) 馬達運轉的路徑為何？（圓周運動）
(3) 如何讓圓周運動轉變為二足機械運動？（曲柄的使用）
二、 認識二足機械構造
1. 前視圖
2. 後視圖
3. 透視圖 -
10分鐘三、 減速馬達的認識與應用
1. 日常生活中常見的減速應用-變速腳踏車上坡時，以小輪帶動大輪，則輸入動力小輸出動力變大，但車輪轉速變慢。反之，在平地時以大輪帶動小輪，則輸入動力大輸出動力變小，但車輪轉速變快。
2. F130DC馬達的工作電壓3V~6V、啟動電流約1.5A、空載0.8A。
3. 馬達顏色與速度的辨別：以3.8V空載轉速紅色約12000RPM、白色約18000RPM、黑色約24000RPM，轉速會因電壓、電流值不同而改變，且各家廠商出品的馬達轉速也會有差異。
4. F130直流馬達正負接線控制正轉逆轉，電壓電流控制轉速。
5. 馬達減速生活實例-電動車、機器手臂、3D列印機等等。
四、 曲柄在生活中的應用
1. 曲柄：將一連桿裝上兩個軸，其中一個為圓心，另一個以圓周運動繞行圓心
2. 曲柄動作：藉由外圍轉軸帶動圓心軸轉動（省力），反之，由圓心軸轉動帶動外圍轉軸轉動（費力）。(可連結至輪軸概念)
3. 生活中常見的曲柄：腳踏車踏板、機器檯面升降搖桿、收線器手把、手搖發電機轉把、引擎曲軸連桿（或稱為曲柄連桿）、步行機械傳動曲柄。 -
135分鐘五、 二足步行機械實作（詳細製作過程請參閱製作步驟）
1. 製作支架
2. 製作曲柄
3. 製作雙足
4. 軸套製作
5. 電路配置
6. 整體組裝 -
10分鐘六、 原理說明
TT減速馬達使用1:120的減速齒輪箱，其輸出動力較大，但轉速慢，相對比較適合需要動力的步行機械。TT馬達由兩軸做軸心轉動，利用曲柄帶動足部支點作圓周運動。二足步行機械的雙足曲柄為反向180度裝置，當其中一腳往上升起，另一隻腳則往下移動，來產生步伐邁進的動作。 -
15分鐘七、 運轉測試與觀察
1. 觀察曲柄轉動與二足跨步的連動關係？
2. 觀察馬達安裝位置（影響重心位置）與機械是否能順暢前行的關係？
3. 嘗試將馬達電源反接，探討機械會跌倒的原因？（重心與前進方向）
4. 探討腳趾上抬的高度與曲柄上兩個軸心的關係？
5. 除了足部的動作以外，是否可增加其他連動裝置？（頭、手）
