小学校本教材《汽车模型》.docx

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小学校本教材《汽车模型》

　实验小学

汽车模型兴趣小组校本教材

前言

为落实我校校本课程，丰富学生在校生活，锻炼学生动手能力，培养学生创新意识我校开设汽车模型兴趣小组。

汽车模型兴趣小组已成为我校一大特色教育，深受学生的喜爱。

我们的活动指导方针是让学生在游戏中提升动手能力。

活动内容主要有遥控赛车，四驱车等学生喜欢的活动。

活动最终能展示出我校学生爱科学、爱动手的校园文化。

随着兴趣小组工作的开展，校本课程开发的深入，我们感觉到不能局限于平常的活动。

要规范化兴趣小组的活动，上升到一个较高的层次，必须要开发我们自己的教材——校本课程。

由于时间急促，编者水平所限，故教材中的缺点内容难以避免。

我们尽力校正。

欢迎各位老师，读者行家交流点评。

第三节基本构造及组成....................................................................7

第四节四驱车的拼装

（一）............................................................9

第五节四驱车的拼装

（二）............................................................11

第二章遥控赛车模型..........................................................................16

第一节车辆模型简介......................................................................16第二节车辆模型赛事及组织简介..................................................17第三节遥控车辆模型知识..............................................................19第四节车辆模型的操纵训练..........................................................25

第一章四驱车模型

第一节四驱车运动概述

车辆模型运动是一项挖掘人的智力、树立竞争意识、培养探索精神和锻炼创新品格的科技体育项目，它将体育人追求更高、更快、更强的精神筑就成为更巧、更妙、更灵的科技体育境界。

是适合青少年特点的一项科技与竞技相结合的运动项目,能培养人们动脑动手的好习惯和勇于探索、拼搏向上的优秀品质，启迪人们对汽车事业的向往和对科学技术的热爱，对促进青少年的全面发展十分有益。

车辆模型运动的意义青少年通过制作、装配、调试、改造和升级车模,不仅能锻炼身体，还能学到许多有关机械、电子等方面的知识，能够极大的提高青少年的想象力、动手能力、思考能力,同时，模型也为青少年了解物理知识提供了重要的直观平台！

这些知识包括：

传动系统、悬挂系统、差速系统、发动机原理等机械知识；各类频率无线电收发系统、电信号放大原理、电机工作原理等电子电器知识;还包含空气动力学等高深学科知识。

通过注意焦点集中度的缩放，可以有效调节视力，预防青少年近视。

车辆模型运动的目的是丰富学生的课余生活，培养青少年健康向上的爱好,防止因没有健康的爱好而沉迷网络。

通过各种比赛和活动切磋技艺，交流情感，增进友谊，不仅丰富了自己的业余生活，还培养了他们的科学素养和创新精神，同时增强了青少年的国防意识，为国家未来的无人机、无人战车、无人舰船等新型装备提供储备人才。

车辆模型运动的历史及发展近年来，国际车模活动发展迅速。

在许多国家和地区，车模运动被列为政府提倡的健康有益的娱乐活动之一。

在中国模型运动也被国家体育总局定位为青少年第二课堂重点培养项目。

中国国家体育总局已经举办了十多届模型赛事，重多知名院校参与其中。

在广州、上海、北京等发达城市，已有数万名学生参与此项运动，使得中国青少年车辆模型运动飞速发展。

现在我们经常开展的是四驱车比赛，它是一项竞技、科技、健身、益智、娱乐融于一身的体育项目，通过对四驱车模的拼装和改造，使学生对机械知识和电学知识产生兴趣；而四驱车所提倡的竞技精神则可以增强同学们的竞争意识，培养其坚韧的毅力和良好的团队合作精神。

第二节四驱车活动历史及发展

一、历史

1982年日本将专业竞技用的无线电摇控赛车加以缩小，去掉转向及摇控装置，成功制造了第一台微型的四轮驱动的赛车，英文的“MINI”，中文是微型的意思。

其谐音乃“迷你”于是人们喜欢将微小的东西都叫“迷你”。

迷你赛车从诞生的那天起，就以仿真、新颖的外型、强大的动力，闪电般的速度，吸引了成千上万的青少年，风靡了日本。

二、发展

随着迷你四驱车品种的不断发展，游戏及比赛器材、项目的不断完善，四驱车在全球范围内开始发展起来，日本政府从87年开始正式承认四驱车比赛为国内体育模型正式项目。

并每年举行两届“日本杯”迷你四驱车大赛。

90年以来在日本还先后举行了三场国际性的迷你四驱车大赛，参加的有日本、美国、台湾、菲律宾等国家及地区。

90年奥迪玩具实业有限公司从日本引进技术，开始生产18、16、19三种系列的迷你四驱车。

经过几年的努力，在产品质量方面已达到了日本同类产品水平，某些方面超过了日本，但价格却是日本的1/3。

据不完全统计，国内的四驱车迷已超过千万。

按真车缩小32倍，以130电机和两节5号电池为动力的四轮驱动模型车，简称四驱车。

英文：

4WD。

三、四驱车品牌

我国著名四驱车品牌有：

AA牌、奥迪牌、双人牌等。

当中包括其他国家品牌：

日本的Kyosho（京商）、TokyoMarui（东京マルイ）、Okami等，韩国的AcademyPlasticModelCo.（아카데미플라스틱모델주식회사）。

第三节基本构造及组成

一、力部分的结构组成及工作原理

电动机（马达）及小齿轮、后导电片1个、开关钮1个、电机罩、开关罩形成完整的直流闭合回路。

可控地将直流电能转变成稳定的机械能，并以运轮圆周转动形式输出。

二、组成

1．电动机

⑴作用：

将电能转变成机械能（130型电机电压2.4-3V）

⑵型号

银超霸28000rad/min低转速、磁场强、扭力大、省电、适合多弯道行驶作用。

金超霸32000rad/min中高速扭力很强，耗电适中，可连续持久地工作。

捷豹55000rad/min外壳散热性能好，前后盖均采用含油轴套，速度很好。

美洲豹55000rad/min高耐磨合金换向器，高速适合于各种轨道，综合性能好。

烈豹62000转/分，电脑设计高耐磨合金换向器，适合直线冲刺。

劲霸25000转/分，风冷式马达，合金磁块电刷，转速高但马达不易发热，可长时间持续工作，适合耐力拉力赛。

⑶电机轴上的小齿轮，与电机轴过紧配合，将动力输出给冠状齿轮，外形呈现圆柱形。

材料：

白色尼龙

⑷导电片

作用：

使马达的正负极与电池的正负极相连接的导体，起导电流的作用。

材料：

镀铜或镀金金属。

特点：

具有导电性（是金属的物理性能之一）

⑸开关钮

作用：

控制电路的切断与接通。

原理：

通过机械挤压，推动导电片的闭合。

材料：

ABS工程塑料。

⑹电机罩

作用：

与底盘过紧配合，承托电机，安装后导电片，与齿轮箱配合，封闭齿轮箱。

材料：

ABS工程塑料。

⑺电池

作用：

是储备电能的元件，是四驱车的动力来源。

型号：

A.锰锌普通电池.

B.碱性高能电池，奥迪双钻牌碱性电池具有容量大，放电量大等特点。

C.充电电池：

①镍镉电池（特点：

单位时间内放电量大，因为本身的材料限制,最初使用的时候要大冲大放否则会形成记忆效应,从而减少单位时间内放电量的大小.）

②镍氢电池（特点：

放电大，没有记忆效应,其容量是镍镉电池接近2倍,适合四驱车的长时间运行,由于成本低所以成为了目前最常用的电池）

D.奥迪双钻牌有可充电镍隔电池和镍氢电池两种。

（迷你四驱车）特点：

容量大，放电时间长，而用内阻小，大电流，性能优。

⑻电池扣作用：

将电池紧固于底盘上，以免行车时弹出及接触不严。

第四节四驱车的拼装

（一）

1．工具

几辆安装好的四驱车。

尖嘴钳、斜口钳、美工刀、镊子、螺丝起子、电池、工具箱。

2．材料：

四驱车的各种配件。

3．安全事项：

注意钳子、美工刀、起子的使用。

制作过程

（一）激趣导入

1、教师展示安装好的四驱车并提问：

“这些四驱车漂亮吗？

你们知道它们是怎么制作出来的吗？

”观看一些比赛视频。

2、仔细观察手中的四驱车并思考：

“如果你是制作者，你将如何完成四驱车的组装？

”。

（二）演示组装方法

1、教师演示齿轮和传动轴的安装。

（齿轮种类有：

小齿轮、大齿轮、标准齿、高速齿）

2、演示轮毂的安装。

注意不要漏装轴套和塑胶介子

3、演示马达和齿轮的安装。

4、演示开关和导电接触片的安装。

把开关从车子底盘内部装入

5、教师演示导向轮和电池的安装

（三）学生动手实践

1、学生安装齿轮和传动轴：

A、装上齿轮和传动轴。

B、安装传动齿轮，接受传动部分的动力并传至驱动车轮。

2、学生安装轮毂：

A、认真地切剪零件，要把切完后的零件切口凹凸不平多余的部份去掉。

B、安装轮毂，轮胎，轴套，塑胶介子。

3、学生安装导电接触片

4、学生安装马达和齿轮的安装

5、学生安装开关和导电接触片的安装：

A、把开关从车子底盘内部装入B、把开关导电接触片装入（注意导电接触片的左右方向不要装反）

6、学生安装导向轮和电池的安装：

把导向轮安装于车头和车尾，减少车身与轨道立墙间的滚动磨擦、提高车速。

（四）交流学生作品

1、展示学生作品。

2、互评学生作品。

（五）学生讨论

1、为什么要装导向轮？

2、什么样的电池适合于跑四驱车？

3、什么样的车轮是好的车轮呢？

5．总结

把导向轮安装于车头，车尾可减少车身与轨道立墙间的滚动磨擦、提高车速、给予车身一个向下的力，防止翻车，飞车。

锌锰电池由于放电性能差，不适合于四驱车用；碱性电池：

内阻比锌锰电池小得多，也不适合于比赛；镍镉电池：

内阻非常小，能在短时间内提供稳定的强大电流，爆发力强，但如果使用不当容易产生记忆效应和极化现象。

镍氢电池：

普通的镍氢电池内阻稍大，不适合于四驱车，但是经过精选制造工艺，严格控制品质的情况下，放电性能明显优于镍镉电池。

好的轮要符合如下要求：

重量轻、同心度好和抓地能力适中。

第五节四驱车的拼装

（二）

一：

四驱车成品欣赏：

二、找问题

找一找上节课我们组装的四驱车有什么问题，还有哪些部分需要调整？

三、四驱车的配件

四驱车的配件可分为：

底盘、动力类配件、传动类配件、平衡类配件和辅助类配件。

动力类配件：

为四驱车提供驱动力所涉及的相关零部件。

如电池、马达及马达自身改造所需配件、电池片、电池散热片、马达散热片等。

传动类配件：

为四驱车提供动力传动所涉及的相关零部件。

如齿轮、传动轴、六角轴、轮毂、轮胎、轴套等。

平衡类配件：

四驱车在轨道内保持平衡、坚固及顺利行驶所涉及的零配件。

如护架、底盘、龙头、凤尾、导轮、补强板、蛙腿等。

辅助类配件：

四驱车维护、保养、装饰、运输储存及其它组装改造所需的设备、零部件或原辅材料。

如润滑油脂、螺丝组、葫芦头、充电器、放电器、工具箱、五金工具、车面等。

四驱车的组装程序：

1．掌握装配图2．基本工具的正确使用3．认真地切剪零件，要把切完后的零件切口凹凸不平多余的部份去掉，以便发挥其功能。

4．正确地组装零件（一定要看清楚说明书的安装示意图）5．确定齿轮种类（种类有：

小齿轮、大齿轮、标准齿、高速齿）6．上好润滑油，在齿轮的啮合面、旋转轴的支点部位、滚轴的部位等地方必须均匀地涂上润滑油（注意：

切记在车轮孔中、马达小齿轮孔中、马达旋转轴及前后轴的两端等处涂润滑油。

）

正确地组装传动部分如下图

比赛环节：

让学生设计一个四驱车比赛活动，主要是让学生知晓比赛要公平，比拼装的技术等。

7．拓展延伸：

做好反思和拓展。

让学生说出比赛中问题可能的原因，有条件的还可以以四驱车为平台，搭载自动控制的装置，完成程序控制下的四驱车活动，使活动深入入心入脑，真正喜爱上科技实践活动。

第一章遥控赛车模型

第一节车辆模型简介

车辆模型种类很多：

有不可操纵的静态观赏模型车，也有可操纵的遥控赛车。

静态车模又称民用车模，以民用交通工具为原型，按其与真车的比例有1/6、1/9、1/12、1/24、1/32等多种；按车辆类型分为摩托车、汽车、赛车、卡车等等。

民用车模属于观赏性静态车模，因其制作精良、结构考究，深受车模爱好者喜爱，有一定收藏价值。

无线电遥控车辆模型，按其与真车的比例有1／24、1／12、1／10、1／8、1／5等多种：

按其动力方式可分为电动力车和内燃机动力车；按车模行驶的场地路面又可分为公路赛车和越野赛车。

目前，在世界各国，竞赛活动比较多的项目主要有：

（1）1／12电动公路赛车;

（2）1／10电动公路赛车；（3）1／10电动越野赛车（分两轮驱动和四轮驱动）;（4）1／8内燃机公路赛车；（5）1／8内燃机越野赛车

第二节车辆模型赛事及组织简介

车辆模型活动是随着现代电子科学技术的发展而产生的，70年代中期，模型用无线电遥控设备逐步实现了商品化，性能也日趋完善，从而带动了车辆模型的发展。

1979年，第一个国际车模组织---国际车辆模型联合会（IFMAR）成立，开始划分车种，制定比赛规则并定期举办世界锦标赛和地区性比赛。

1982年底，亚洲、大洋洲地区的车辆模型组织一一一远东车辆模型协会在新加坡成立，日本。

泰国、澳大利亚、新加坡等国家以及香港、澳门等地区都成为会员。

车辆模型运动是近年来兴起的一项科技与竞技相结合的运动项目，国际竞赛始见于70年代。

我国首届全国青少年车模赛于1985年在北京举行，此后每年一届延续至今。

自1997年起国家体育总局正式开始举办每年一届的全国车辆模型锦标赛，凡是有能力组队参加的城市、学校、俱乐部都可以报名参加。

近年来，一种外形仿真的1／10电动赛车——TOURINGCAR（标准房车）也极为流行，其普及程度已远远超过以往任何一个车种。

为了迎合这种潮流，国际车模组织开始研究制定比赛规则，并于1998年首次举行了世界锦标赛。

　车辆模型的比赛与真车的比赛很相像，通常是在专门设置的封闭跑道内进行。

跑道由多个不同的直道和弯道组合而成，宽度为3-5m。

公路赛车跑道一般是平坦的沥青或水泥路面；而越野赛道通常为沙土地或草地，还要人为设置一些跳坡。

断桥等障碍。

比赛时通常是10部车一个编组，在规定时间内看谁跑的圈数多，由专门的记时记圈装置自动记录成绩。

经过这样若干轮的预赛后，将所有的参赛者的最佳成绩依次排列，前10名为A组，第11名至第20名为B组……以此类推，然后按组别开始决赛，决出各组别的冠、亚、季军。

当然A组的水平最高，奖项和荣誉也最高。

在国外的比赛中，还设立一个“TQ奖”，用以奖励预赛中单轮成绩最好的车手。

（"TO奖"的“份量”与A组冠军相近。

）模型赛车比赛的时间也各不相同。

电动力车由于电池能量有限，通常为4一5分钟，而内燃机动力赛车由于可随时添加燃料，一般预赛为5-8分钟，决赛往往延长至30分钟，甚至1小时。

不言而喻：

若想在比赛中获胜，参赛者除了要有高超的操纵技巧，还要有良好稳定的心理素质以及与助手的默契配合。

长时间比赛对参赛者的耐力。

反应及应变能力也都是一个严峻的考验。

同真赛车一样，车模比赛的场面紧张刺激，超车、撞车、意外翻车。

冲出跑道等情况时有发生。

但车模比赛又总是“有惊无险”，绝不会有爆炸起火、人身伤亡等重大事故，所以更具有趣味性。

许多爱好者本身就是赛车迷，虽然他们无缘去接触那些真赛车，但他们可以选择与真赛车一样款式的模型车，并自己动手将其美化得与真赛平一模一样。

然后，伊然自己就是赛纳、舒马赫，在赛道上一显身手，大过赛车瘾。

甚至那些尚无能力拥有自己坐车的平民百姓也可以在玩模型赛车时找一找自己驾车的感觉。

第三节遥控车辆模型知识

遥控车辆模型的基本组成与工作原理

其实，遥控车辆模型与真车的结构是非常相似的，所以我们可以从车的结构分类对车辆模型加以说明。

1、控制系统

遥控设备一般由发射机、接收机和伺服舵机（或电子调速器）组成。

发射机——用来将操纵指令转换为带有控制信息的无线电信号并向空中辐射。

车辆模型用的发射机杆式和枪式两种。

杆式发射机有两个操纵杆，左边的用来控制模型车的速度及刹车（或后退），右边控制模型车的方向。

枪式发射机用一个转轮（方向盘）和一个类似手枪扳机的操纵杆来分别控制方向和速度。

除了这些基本功能之外，一些较高级发射机还运用了先进的电脑技术，增加了许多附加的功能，如储存多辆模型车的调整数据，一机多用；有计时、计圈功能，方便练习和比赛；有大型液晶显示屏幕，可显示工作状态和各种功能。

接收机——是用来接收发射机发出的无线电信号的。

由于接收机是装在模型车上的，一般都尽量做得很小巧。

例如：

日本产的FUTABAR-113F型接收机，只有一个火柴合大小，重量仅18g，具有很高的灵敏度，能接收近千米外发射来的无线电信号。

接收机一般都要与发射机配套使用，通常使用六伏直流电源（4节5号电池）。

伺服舵机和电子变速器——伺服舵机的作用是把接收机收到的电信号转换成相应的机械动作，借此完成方向和速度的控制。

伺服舵机根据不同用途又可分为普通舵机、强力舵机和微型舵机。

普通舵机能满足一般使用要求；强力舵机通常被用在较大的模型或受力较大的控制机构上（如越野车的转向机构）；微型舵机则常被用于尺寸和受力都比较小的模型车上。

电子变速器使用在电动模型车上，是一种专门调速用的伺服装置，与普通的机械式调速器相比，有体积小、寿命长、效率高、输出功率大的优点。

一些高级的电子变速器还运用了数码技术，采用高频操作，有多种程式刹车、温控自动保护以及自动断电等功能。

2、动力系统

家里有车的朋友们肯定知道发动机是车辆最重要的组成部件，车辆少了它，没有了动力来源，就好像人少了心脏。

遥控车辆模型按其动力来源可以分为电力驱动EP（ElectricalPower）内燃机驱动GP（GasPower）两种。

电动机是电动车模的心脏。

车模常用的电动机正式名称为直流永磁电动机。

由于它结构简单，工作特性好，价格便直，因此一直以来都是电动车辆模型的主力动力。

内燃机遥控模型，顾名思义，就是由内燃机驱动的遥控车辆模型。

与EP不同之处就是两者的动力来源。

因为一般的模型车受到体积的限制只能选用12级至21级的发动机，模型发动机虽然效率不高，但在模型中，也称得上是"动力之王"了。

一台21级的1/8内燃机公路模型车可以在不到2秒的时间内达到

100kmlh，最高速度可达120krrJh以上，堪与真车媲美。

这种高性能的模型车，受到了许多追求速度的爱好者的青睐。

使电动机工作的能源提供者是电池，这不会有任何悬念。

但是，比较一般意义上的电池，电动车辆模型用的电池有着不可思议的放电能力，因为车模电动机的平均工作电流有10-20安培之多，起步瞬间峰值电流更是吓人!

他几乎比任何家用电器的工作电流都大得多，因此也不是普通电池能承受的。

电动车辆模型的动力电池都使用二次电池（充电电池）----镍铬或者镍氢电池。

由于车辆模型比赛规则一般规定动力电源的电压不大于7.2伏，而镍铬或者镍氢电池的电压一般为1.2伏，所以电动车模型的电池一般使用六节电池。

电动机或者发动机工作时产生的动力通过传动系统把它输出到车轮，如果传动系统出了问题，就好比自行车的链条断了一样，踏脚的动力不能被传递到车轮，车辆也就动不起来了。

我们的遥控车辆模型主要以后轮驱动为主，前进（油门）、后退（刹车）都以后轮的电机做动力带动车身完成动作；方向系以前轮为主控制左右，转向的过程中和真车一样需要动力和方向的协调、统一完成动作，技巧方面将在下一节中详细讲解。

第四节车辆模型的操纵训练

训练内容包括：

“接力赛”、“突破难关”、“穿越障碍”

“接力赛”，由第一位同学操作遥控车，以直线方式前进到达下一顺位同学，最后回到原点；

“突破难关”则是以遥控车冲撞速度撞倒已排列好的保特瓶；

“穿越障碍”难度最高，同学必须让遥控车在设计好的障碍中以Ｓ形的操控到达目标。

周次

教学内容

课时数

学生作业内容和要求

备注

1

学生自己买车，充好电自己试着玩，

摸索遥控车按钮的功能

　2

跑直线训练

2

训练跑直线

　2

维护自己的小车、充电

3

训练跑圆圈

　2

巩固跑圆圈的操作

4

训练跑S形

　2

继续练习跑S形

5

训练跑S形

　2

维护自己的小车

6

跑直线比赛

　2

自由训练，熟练按钮

7

跑圆圈比赛

　2

巩固圆圈训练

8

跑S形比赛

　2

巩固S形训练

9

训练接力赛模式

　2

自由训练，熟练按钮

10

训练突破难关比赛模式

　2

自由训练，熟练按钮

11

训练穿过障碍物比赛模式

　2

训练穿过障碍物

12

训练穿过障碍物比赛模式

　2

训练穿过障碍物

13

三种模式混合训练

　2

自由训练

14

接力赛

　2

维护自己的小车、

准备比赛

15

遥控车混合比赛

　2

总结经验

一、基础知识

想要快，有两种方法：

您可以走一个比较短的距离，或者在同样的距离上以更高的速度行驶。

您也可以将两者结合起来。

这意味着您的车子行走的路线应该尽可能的短，同时没有尖锐的弯角。

让我们来看看以下例子。

这个图片显示了在一个简单的180度的弯中的理想路线。

这种类型的行驶路线称为“外-内-外”：

在接近弯角的时候，车子尽可能走在赛道的外线﹔在弯中间走内线﹔然后走外线出弯。

在该路线最接近弯道内侧的点，称为这个弯的“弯心”（Apex），或者称“切入点”。

您走的路线半径越大，转速度就可以越高。

换句话来说，您在弯中损失的速度越少。

请注意，您应该在入弯之前直线部分上完成剎车动作，加速也应该在出弯之后在直线部分才开始。

在圆形的的部分，车的速度比较平均。

在这里，我们假设路面的半径是平均的，轮胎也在最大抓地力下工作。

在其它任何类型的弯角也可以用同样的方法：

半径最大的路线，是最快的！

图中所示的是一个九十度弯，剎车，转向，保持恒定的的转弯半径，不加速也不减速。

您在外线开始和结束转弯，以及几乎在弯中间切入弯心。

最重要的东西不是找出哪条是理想的路线，并尝试保持在它上面行走。

如果你操控不剧烈，线路没有偏差倾斜，也没有过早或者过迟的剎车，保持在该路线上是可能的。

最重要的最关键的东西是连贯性！

千万别忘了这一要点！

您在其它10个弯角走出完美的圆形路线可以赢得的时间，也不如您在一个弯角中处理失败损失得多。

二、高级技巧

在前面的例子里我们只是考虑了一个弯的情况，而且在弯前和弯后都是一段小直路。

但是，这样的情况并不总是经常遇见。

如果在弯后面有另一个更紧凑的弯角，或者有一段很长的直路，那么“外-内-外”的路线就未必是最快的路线。

比如：

出弯过度向外抛，您就可能错过了下一个弯的入口，因为您仍然在路面上的错误的一侧！

在这种情况下“慢入快出”的路线或许是最快的。

慢入快出类型的路线基于这样一个事实：

车子制动比加速更强烈。

就如上图所画的那样，您剎车更迟和更狠一点，并且更迅速的拐入弯中。

根据以上原因，您可以以此获得比单纯使用“外-内-外”线路更高的速度。

请注意，现在的切入点移动到了弯道的后半部分。

这样做的结果是，