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沙滩车

故事导入

小恩累了一天,早早睡下了。第二天清晨,阳光刚爬上沙滩,杰克就蹦蹦跳跳地敲响了门,眼睛亮晶晶地喊:“快来看呀!沙滩上铺满了海浪送来的白贝壳,还有好多金黄的沙丘,咱们动手造一辆能自己躲开障碍的沙滩车比赛吧!” 快叫上你的好朋友,一起加入这场超酷的沙滩车大冒险吧!


教学准备

名称图示
哪吒Pro海洋套件

教学目标

1.认识沙滩车,了解沙滩车特点。

2.探索小车方式。

3.认识随机数积木块,掌握随机数积木块的使用。


学习探究

1.你知道挖掘机、小汽车怎么进行转向吗?

2.尝试总结对比不同转向方式差异性。


搭建步骤

注意事项 安装时请注意与1号电机的零点位置对齐!如下图所示。


硬件连接

超声波传感连接哪吒扩展板“J1”端口;

1号电机连接哪吒扩展板“M1”端口;

2号电机连接哪吒扩展板“M4”端口。


代码编程

进入“makecode.microbit.org”,点击新建项目

在弹出窗口输入项目名称并点击创建

点击代码抽屉中的扩展

在弹出界面输入nezha pro并点击搜索图标,在显示nezha pro软件库后点击。同样的方式加载PlanetX软件库。


示例程序

程序链接 https://makecode.microbit.org/_HYmi2gKFeh6j

你也可以通过以下网页直接下载程序。


下载程序

使用 USB 线连接 PC 和 micro:bit V2。

连接成功后,电脑上会识别出一个名为 MICROBIT 的盘符。

点击左下角的,选择Connect Device

点击

点击

在弹出窗口选择 BBC micro:bit CMSIS-DAP,然后选择连接,至此,我们的 micro:bit 就已经连接成功。

点击下载程序


案例演示

超声波传感检测到距离<20CM时,沙滩车随机的向左或者向右后退,如果超声波检测距离>20CM沙滩车向前走。


扩展知识

小汽车VS挖掘机转向

小汽车与挖掘机的转向系统在原理、结构和功能上存在显著差异,核心原因是两者的使用场景(道路行驶 vs 工程作业)和行驶方式(轮式 vs 履带 / 轮式)不同,导致转向设计目标截然不同。以下从关键维度对比:

一、转向原理:“偏转车轮” vs “速度差驱动”

小汽车:属于轮式偏转转向,通过改变车轮的偏转角度实现转向。 方向盘转动时,通过转向机(如齿轮齿条式、循环球式)带动转向拉杆,使前轮(少数车型为后轮或四轮)偏转一定角度,利用车轮与地面的摩擦力改变行驶方向。本质是 “通过车轮指向变化引导车身转向”。

挖掘机:主流为履带式差速转向(部分小型挖掘机为轮式,但原理仍与小汽车不同),通过两侧履带的转速差实现转向。 挖掘机无 “转向轮”,而是通过液压系统控制两侧履带的驱动马达: 两侧履带同速同向转动时,机身直线行驶; 一侧履带减速 / 停止,另一侧正常转动时,机身向减速侧转弯(转弯半径较大); 两侧履带反向转动时,机身可原地 360° 转向(“零转弯半径”,适合狭窄场地作业)。

二、结构与动力来源:“助力辅助” vs “液压驱动”

小汽车: 结构:方向盘→转向柱→转向机(核心部件,将旋转运动转为直线推拉)→转向拉杆→车轮转向节。 动力:依赖驾驶员体力 + 助力系统(液压助力 HPS、电动助力 EPS),助力系统的作用是 “省力”,让驾驶员在低速(如停车)时轻松转动方向盘,高速时增加转向阻力以保证稳定性。

挖掘机: 结构:操纵杆(或方向盘,小型轮式)→液压阀组→液压管路→两侧履带驱动马达(或轮式驱动桥)。 动力:完全依赖液压系统,驾驶员通过操纵杆控制液压油的流量和方向,直接驱动履带 / 车轮的转速差。液压系统提供强大扭矩,可在重载(如机身承载物料时)下轻松转向,无需驾驶员额外发力。

三、转向特性:“精准平顺” vs “灵活重载”

小汽车: 转向比(方向盘转动角度与车轮偏转角度的比值)较小(通常 12:1~20:1),即方向盘转动小角度,车轮即可明显偏转,适合道路行驶的 “精准微调”(如变道、绕弯)。 转弯半径较大(依赖车身长度和轴距),且转向过程需保持车身稳定(避免侧翻),因此设计上强调 “线性响应”(方向盘转动幅度与转向角度成正比)。

挖掘机: 无固定 “转向比”,转向幅度完全由两侧履带的速度差决定,可实现 “无级调节”(从缓慢小角度转向到原地打转)。 转弯半径极小(甚至零半径),适合狭窄工地(如室内拆除、基坑作业),且能在泥泞、松软地面(履带接地面积大,不易陷车)稳定转向,即使机身承载重物(如铲斗装满物料),转向动力仍能保证。

简言之,小汽车的转向是 “为道路行驶优化的精准引导”,而挖掘机的转向是 “为工程场景设计的灵活重载驱动”,两者的差异源于使用需求的根本不同。