Introduksjon
En definisjon på teknologi som ofte brukes er den sosiologen Read Bain (1937, s. 860) skrev: Teknologi inkluderer alle verktøy, maskiner, redskap, våpen, instrumenter, boliger, klær, kommunikasjon og transportmidler, samt ferdighetene vi har for å lage og bruke dem. Siden mekaniske leker er enkle maskiner (eller verktøy), så er de teknologi etter denne definisjonen. Barn lærer å lage slike enkle maskiner gjennom å drive med mekaniske leker. I denne delen av AutoSTEM lærerkurset kan du lære deg de grunnleggende mekaniske prinsipper som trengs for å konstruere mekaniske leker.
Grunnleggende prinsipper for å konstruere mekaniske leker
Koplinger
En kopling er et stivt element med et dreiepunkt i hver ende som kan koples til andre elementer. Koplinger blir brukt til å forbinde elementer sammen og til å overføre bevegelser fra ett sted til et annet. Det er flere typer koplinger. I AutoSTEMs mekaniske leker bruker vi kopling med motsatt bevegelse, kopling med parallelle bevegelser og saksearmkopling.
Hvis en kopling har et fast dreiepunkt i midten, vil den ene enden bevege seg i motsatt retning av den andre enden. Det kalles en kopling med motsatt bevegelse.
Hvis to koplinger har et fast dreiepunkt hver, og er koplet sammen med en kopling som vist i figuren, vil de alltid bevege seg parallelt til hverandre. Bevegelsen i det høyre staget har samme retning som i det venstre. Det kalles en kopling med parallelle bevegelser.
Saksearmkoplingen er en kombinasjon av motsatt bevegelse og parallell bevegelse kopling, men den har ingen faste dreiepunkter, bare bevegelige. Når du beveger de to stagene på den ene siden mot hverandre, vil endene på stagene på den andre siden bevege seg bort fra den siden du satte i bevegelse.
Kamskiver og friksjonsdrivverk
Ei kamskive overfører rotasjonsbevegelser til glidende bevegelser i en følgestav. Ei kamskive med en følgestav gir en opp og ned bevegelse fordi følgestaven trykkes ned på kamskiva bare av sin egen vekt. Det er ingen kopling mellom kamskiva og følgestaven. Med ei kamskive, kan man skape alle typer ikke homogene opp og ned-bevegelser (f. eks langsomt opp og raskt ned) ved å bruke kamskiver med ulik form. Formen kalles en kamprofil.
Ei rund, ikke eksentrisk kamskive forårsaker ikke en opp og ned-bevegelse, men den kan brukes som et friksjonsdrivverk. Et friksjonsdrivverk overfører en rotasjonsbevegelse med en horisontal akse til en rotasjonsbevegelse med en vertikal akse.
Bildet under viser ulike kamprofiler.
Ulike kamprofiler: a) eksentrisk, b) snegleformet, c) eggeformet, d) elliptisk, e) rund og f) sekskantet (heksagonal)
Du kan finne mer om mekaniske prinsipper i fysikkdelen.