#1263-CN

5+ #1263-CN 49 件/組

做中玩、玩中學

LEARN THROUGH PLAY

金鼎獎得主：國立台中教育大學 科學教育與應用學系 許良榮教授合作研發

16

模型

任意組裝 任意駔裝

產品簡介

智高 STEAM 相關的產品設計，以孩子的生活學習為中心，讓孩子了解自己生活的世界中許多的工具、機械蘊含著各種不同的 科學原理。教師可以與孩子進行教學互動，結合多種遊戲與玩法，讓課程更有趣，並啟發孩子的學習興趣。每一個作品的設計 都能符合 STEAM 的架構，涵蓋多項學習目標以滿足孩子的求知慾望，並激發孩子的各種潛能。

本套組強調動手做，每個模型都必須經過不斷的實驗才能完成。過程中孩子用科學的思維學習技術，培養面對真實世界挑戰的 能力；在製作積木模型的過程中認識工程設計；經由千變萬化的萬花圖來展現藝術；透過積木的單位及齒輪的比率來學習數學。 因此能滿足多樣學習與挑戰，改變各種排列組合以激發創意。讓創意萬花圖帶領孩子，一起繪製出屬於自己的萬花圖吧！

目錄

產品簡介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 目錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 零件清單 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. 筷手夾夾 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. 60T 齒輪萬花圖 (40T 齒輪傳動 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. 60T 齒輪萬花圖 ( 雙 40T 齒輪傳動 ) . . . . . . . . . . . . . . . .

4. 斜面車 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. 80T 齒輪萬花圖 (60T 齒輪傳動 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. 80T 齒輪萬花圖 ( 換位 60T 齒輪傳動 ) . . . . . . . . . . . . . .

7. 線軸車 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

P2 P2 P3 P4 P6 P8 P10 P12 P14 P16

8. 80T 齒輪萬花圖 ( 雙 60T 齒輪傳動 ) . . . . . . . . . . . . . . . P18 9. 80T 齒輪萬花圖 (40、60T 齒輪傳動 ) . . . . . . . . . . . . . . P20 10. 圓盤發射器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P22 11. 160T 齒輪萬花圖 (40、80T 齒輪傳動 ) . . . . . . . . . . . . . P24 12. 160T 齒輪萬花圖 ( 雙 60T 齒輪傳動 ) . . . . . . . . . . . . . . P26 13. 許願池 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P28 14. 160T 齒輪萬花圖 (60、80T 齒輪傳動 ) . . . . . . . . . . . . . P30 15. 160T 齒輪萬花圖 ( 多連桿傳動 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . P32 16. 戰鬥陀螺 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . P34

零件清單 1

2

3

4

13

零件清單 序號

品號

1

7061-W10-C1R

2

7413-W10-T1B

3

7413-W10-U1S

4

7026-W10-H1O

5

7026-W10-I1SK

6

7026-W10-L1W

7

7408-W10-D1G

8

7026-W10-W5Y

9

7328-W10-G2O

10

7026-W10-G1P

5

6

7

8

14

零件名稱

C- 長結合鍵

C-20mm 軸扣鍵 C-30mm 軸扣鍵 C- 自轉軸鍵

C- 底盤結合器

C-27mm 馬達短軸 C-5 孔 40T 齒輪 C-60T 齒輪 C-80T 齒輪

C-160T 齒輪

9

15

數量 4

序號

品號

零件名稱

C-160T 齒輪軸芯

16

數量

11

7026-W10-J1R

6

12

7413-W10-Y1W

1

13

7413-W10-X1W

5

14

7413-W10-P1W

5

15

7413-W10-Z1W

1

16

7125-W10-A1SK C-8×12 底盤

4

3

17

K41#1263

2

4

18

R10-02

1

19

7061-W10-B1Y

1

C-3 孔超長條 C-5 孔超長條 C-11 孔長條

C-15 孔超長條 P- 造型塑膠片

C-70mm 橡皮筋 B- 扳手

10

1 2 1 1 4

2 1

17

11

18

12

19

小技巧

將與齒輪相同大小的透明片用少許雙面膠( 本套組不包含雙 面膠 )，固定在齒輪凸起處，透過水性筆即可在上面繪圖。 將塑膠片上的筆跡 ( 圖案 ) 擦掉就能重複使用。

若想保留繪製出來的圖形，可用白紙取代塑膠片。用手邊 的白紙，依照齒輪大小剪出對應的圓，黏貼固定在透明片 上即可。 轉動模型前，先觀察手扶底盤的位置，請確保轉動時不會 干涉到齒輪及連桿的作動。 組裝好模型之後，可以先蓋著筆蓋轉轉看，確定繪圖範圍 沒超出塑膠片再開始畫圖喔！ 軸扣鍵在組裝時，不能裝到最底層的齒輪上，可能會使軸 扣鍵卡入底盤，導致運作不順。 組裝小技巧

3

1

筷手夾夾 零件清單

第三類槓桿

施力點在中間，抗力點及支點在兩邊，屬 於一種省時的槓桿，但使用過程會相對費 力。適合使用在重量較輕且容易被移動的 物品，可以減少施力的位移並增加物品的 位移。

4

Eric

1

2

3

4

6

7

8

15

18

x2

x3

x1

x2

x1

x2

x1

x4

x2

1

×2

2

完成圖

3

4

小挑戰： 看誰能最快將五孔 40T 齒輪 夾到旁邊，再夾回 60T 齒輪 上。

夾起來

模型操作影片

5

2

60T 齒輪萬花圖 (40T 齒輪 傳動 ) 零件清單 1

2

4

6

7

8

12

13

14

x2

x4

x2

x1

x1

x2

x2

x1

x1

1 萬花圖

本套組之「萬花圖」，是由不同大小的齒 輪結合連桿組成，透過齒輪轉動帶動連桿 作動。再經由色筆將其運動軌跡繪製出來， 圖案相當美麗。用不同齒數的齒輪相互搭 配，可以畫出非常多樣的圖形，此種圖形 即為「萬花圖」。

6

15

16

17

18

x1

x1

x1

x2

2

3

貼上去

4

5

6

完成圖

筆的固定方法 1 放上去

2

3 繞2圈

繞2圈

7

3

60T 齒輪萬花圖 ( 雙 40T 齒輪傳動 ) 零件清單 1

2

3

4

6

7

8

12

13

x4

x4

x1

x2

x1

x3

x2

x1

x1

14

15

16

17

18

x1

x1

x1

x1

x2

1

2 貼上去

試試看

只要將齒輪的嚙合處改 變一格，就可以畫出不 同的圖形喔！

8

注意有標示孔洞位置

3

5

完成圖

4

6

筆的固定方法，請參考 P7

9

4

斜面車 零件清單 1

2

4

5

7

8

12

14

x4

x4

x2

x2

x2

x2

x2

x1

15

16

x4

x2

1 作用力與反作用力

當我們對斜面施加作用力，斜面會自然形 成大小相等力量相反的反作用力，因為力 量相等所以質量較小的物品會被推動。斜 面施力給車體，車體施力給桌面，桌面產 生反作用力支撐車體，使得斜面的受力轉 變為車體向前的推力。

10

2

5 3

4

完成圖

×2

6

壓下去

小挑戰： 挑選適當的重物 ( 例 如：鉛筆盒、水瓶 ) 放在斜面上，看誰 的斜面車可以在桌 面上跑得最遠，又 不會掉到地上。

模型操作影片

11

5

80T 齒輪萬花圖 (60T 齒輪 傳動 ) 零件清單

HANK 繪圖原理

萬花圖是將小齒輪中的一 點， 透 過 連 桿 對 應 到 大 齒 輪 內 的 相 對 位 置， 在 齒 輪 旋轉的同時所繪製出來的 曲 線 圖 形。 過 程 會 持 續 畫 到曲線重合為止。

12

1

2

4

6

8

9

12

13

14

x4

x3

x3

x1

x3

x1

x1

x1

x1

15

16

17

18

x1

x1

x1

x2

1

貼上去

2

3

5

4

6

完成圖

筆的固定方法，請參考 P7

13

6

80T 齒輪萬花圖 ( 換位 60T 齒輪傳動 ) 零件清單 1

2

4

5

6

7

8

9

12

13

x2

x4

x3

x2

x1

x1

x2

x1

x2

x1

1 試試看

改變筆的組裝孔位或 連桿組裝的位置都可 以繪製出不一樣的萬 花圖喔！

14

14

15

16

17

18

x1

x1

x2

x1

x2

2

3

貼上去

4

6

5

7

完成圖

筆的固定方法，請參考 P7

15

7

線軸車 零件清單

蓄能

儲存能量。線軸車透過橡皮筋的旋 轉 來 蓄 積 力 量， 在 旋 轉 特 定 圈 數 後，橡皮筋的扭轉力就能帶動線軸 車前進。

16

1

2

3

7

8

12

14

18

x4

x2

x1

x3

x2

x2

x1

x2

1

2

3

5

完成圖 4 小挑戰： 旋轉橡皮筋，試著讓線 軸車跑起來，看誰能在 直線上跑最遠。

模型操作影片

17

8

80T 齒輪萬花圖 ( 雙 60T 齒輪傳動 ) 零件清單 1

2

3

4

5

6

8

9

12

13

x4

x2

x1

x4

x2

x1

x4

x1

x1

x1

1 最大公因數

萬花圖所繪出的圖形的規律，取決於大、 小齒輪「齒數比」；而其「花瓣數」則計 算齒數比中「大齒輪的比率」。 例如：大齒輪為 160 齒、小齒輪為 60 齒， 除以最大公因數 20，齒數比為 8：3，因此 該圖形會有 8 個花瓣。

18

14

15

16

17

18

x1

x1

x2

x1

x2

2 貼上去

4

6

完成圖

3

5

7 筆的固定方法，請參考 P7

注意有標示孔洞位置

19

9

80T 齒輪萬花圖 (40、60T 齒輪傳動 ) 零件清單 1

2

3

4

5

6

7

8

9

12

x4

x3

x1

x3

x2

x1

x2

x2

x1

x1

13

14

15

16

17

18

x1

x1

x1

x2

x1

x2

1

2 貼上去

試試看

我們可以改變齒輪的排 列方式，來得到新的萬 花圖。

20

4

3

完成圖

6 筆的固定方法， 請參考 P7

5

注意有標示孔洞位置

21

10

圓盤發射器 零件清單 1

2

7

15

16

18

x4

x6

x1

x4

x1

x1

1

彈力

一個物體發生形變時，為了恢復原狀所 產生的力。所以彈力出現之前必先產生 形變，可以產生彈力的形變稱為彈性形 變；若力量超過彈性限度則視為塑形形 變，無法恢復原狀。每個物品的彈性限 度不同，大部分物體的彈性形變是肉眼 觀察不到的。

22

2

×2

3

4

6

完成圖 1

小挑戰： 在特定距離外放置標靶，輪流發 射圓盤，看誰能最快擊倒標靶。

2

放上去

1

5

往後拉

2

模型操作影片

23

11

160T 齒輪萬花圖 (40、80T 齒輪傳動 ) 零件清單 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

x4

x3

x1

x3

x5

x1

x2

x1

x1

x1

11

12

13

15

16

17

18

x1

x1

x1

x2

x4

x1

x2

1

×2

畢氏定理

積木的孔洞都有固定規格不適合斜向組 裝，可能因齒輪間的距離沒有恰當嚙合， 而產生旋轉不順暢甚至積木毀損。本套組 透過「畢氏定理」計算出可以斜向組裝的 位置，只要透過直角三角形 3：4：5 的比 率就可以做出沒有誤差，可以順暢運作的 斜向傳導。

24

3 貼上去

2

4

5

完成圖

7 筆的固定方法， 請參考 P7

6

注意有標示孔洞位置

25

12

160T 齒輪萬花圖 ( 雙 60T 齒輪傳動 ) 零件清單 1

2

3

4

5

6

8

10

11

12

x4

x2

x1

x4

x5

x1

x4

x1

x1

x1

13

15

16

17

18

x1

x2

x4

x1

x2

1

×2

3 貼上去

試試看

替換不同尺寸的齒輪搭 配，就能做出不同的花 瓣數量喔！

26

2

4

5

完成圖

7 筆的固定方法， 請參考 P7

6

注意有標示孔洞位置

27

13

許願池 零件清單

HANK 第一類槓桿

支點在中間，抗力點及施力 點在兩邊，經由力臂的相對 長度 來決 定省力 ( 費時 ) 或 省時 ( 費力 )；施力臂長則省 力，抗力臂長則省時。

28

1

2

3

4

5

7

12

13

14

x3

x3

x1

x3

x1

x1

x1

x1

x1

15

16

x4

x2

1

2

3

4

5

完成圖

小挑戰： 在五次機會裡，將最多底盤結合 器丟進許願池內的人獲勝。

6

壓下去

模型操作影片

29

14

160T 齒輪萬花圖 (60、80T 齒輪傳動 ) 零件清單

擺線（Cycloid）

一個圓在平面上沿著直線運 動時，圓邊界上某特定點所 形成的軌跡曲線即稱為「擺 線」，亦稱為圓滾線。當圓 滾動 1 圈，就會有 1 個週期 的擺線。如果圓滾動的直線 變成大圓，讓小圓在大圓裡 滾動，則擺線會構成一個多 邊形，而邊的數量則取決於 大圓與小圓的半徑比。

30

擺線

1

2

3

4

5

6

8

9

10

11

x4

x2

x1

x4

x5

x1

x3

x1

x1

x1

12

13

15

16

17

18

x1

x1

x2

x4

x1

x2

1

內擺線

×2

2

3

4

5

7

6

8

完成圖

筆的固定方法， 請參考 P7

注意有標示孔洞位置

31

15

160T 齒輪萬花圖 ( 多連桿傳動 ) 零件清單 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

x4

x6

x1

x5

x5

x1

x1

x4

x1

x1

11

12

13

15

16

17

18

x1

x1

x1

x4

x4

x1

x2

1

×2

試試看

在紙卡上繪圖或用剪貼 的方式，做出一個個連 續的圖案 ( 動畫圓盤 )。 當齒輪轉動時，就可以 看到圖案動起來有如動 畫一般喔！

32

2

3

4

5

7

6

8

完成圖

筆的固定方法， 請參考 P7

注意有標示孔洞位置

33

16

戰鬥陀螺 零件清單 1

2

3

4

6

7

8

9

12

13

x4

x2

x1

x3

x1

x3

x1

x1

x1

x1

1

14

15

18

x1

x1

x1

3

齒輪傳動

齒輪主要有三種功能：

1. 傳遞動力 ( 力量 )：齒輪是動力傳送時最 常使用的媒介。

2. 改變運動 ( 作用力 ) 方向：兩個嚙合在 一起的齒輪，其轉動方向會相反。 3. 改變轉動速度：利用不同齒數的齒輪可 以使兩軸的轉速不同。

34

2

注意有標示孔洞位置

4

6

如何發射陀螺： 1

3 上移

旋轉

2

4 下移固定

5

先移掉

主體馬上往上移

齒輪轉完後，固定點位置

完成圖 小挑戰：

比賽看誰的陀螺可以在桌面上轉最久。 將 80T 齒輪旋轉半圈至一圈後，用 30mm 軸扣鍵卡住，在抽開 30mm 軸扣鍵時順勢移開發射器。

模型操作影片

35

本期內容之著作權，依法由智高實業股份有限公司享有 未經正式書面授權•禁止轉貼節錄 © 智高實業股份有限公司 2020 - ALL RIGHTS RESERVED

R21#1263-CN