宇宙旅行

队员 : 卞涵悦、王胤、李思源
组别 : 初级组(小学1-6年级)
队名 : 西直门宇宙探索队
内容详情


2022年全国青少年AIOT科技作品大赛

作品说明文档




作品名称
宇宙旅行
团队名称
西直门宇宙探索
参赛项目
未来家园


参赛组别
初级组    初中组    高中组


团队成员与分工
姓名
职责
具体职责

卞涵悦
队员
部分电路制作主体制作

王胤
队员
尺寸测量主体材料准备与制作

李思源
队员
内容装置制作场地制作









初贺
指导老师

作品设计思路
随着科技的发展和进步,人们对宇宙的探索越来越多,在未来的某一天,我希望可以到其他星球去旅行!我们可以设计一艘宇宙飞船,它可以带我们去更浩瀚的宇宙,在环境迥异的地方星际探险。




作品硬件清单
名称
功能描述
备注

红外线测距模块
监测障碍物
火星科研基地

非门模块
将接受到的信号逆向输出


驱动模块
利用接收的信号,控制电机转动


TT马达
接收信号变化,控制雷达转与停


电池盒
为雷达转动提供能源


木制雷达组件
制作雷达结构


超轻黏土
装饰建筑外立面


废弃牛奶瓶
制作飞船船身
宇宙飞船“未来号”

废弃可乐瓶
制作飞船推进器


一次性纸盘
制作飞船驾驶室


吸管
连接飞船各部分


磁铁
吸附舱室


冰棍棒
与磁铁组合,制作吸附单元


电池盒
模拟为地台上各舱室提供能源
能源供给地台

盘纸
制作地台支撑


瓦楞纸箱
制作地台主体


鸡蛋棉
制作舱室限位装置


吸管
制作能源供给管道


超轻黏土
装饰地台、管道外立面


磁铁
吸附舱室并为舱室提供电力能源


导线、3PIN线
连接电池盒与磁铁


冰棍棒
与磁铁组合,制作能源供给单元


扇叶
进行通风功能
生态循环舱室

电机
为扇叶提供动力


LED灯模块
为生态舱室提供照明


假花、假草
模拟植被环境


盘纸
制作舱室外结构


盲盒透明外包装
制作舱室可视窗


瓦楞纸板
制作舱室底板


磁铁
吸附地台并为舱室提供电力能源


导线、3PIN线
连接各模块与磁铁


冰棍棒
与磁铁组合,制作磁吸供给单元


LED灯模块*2
分别为生活区与娱乐区照明
生活娱乐舱室

光敏模块
监测室外环境光情况,控制照明


声控模块*2
监测室内有无人活动,控制照明


驱动模块
接收光敏模块信号,分别控制声控灯部分


延时模块*2
控制灯光延长照明时间


盘纸
制作舱室外结构


透明塑料纸
制作舱室可视窗


瓦楞纸板
制作舱室底板


磁铁
吸附地台并为舱室提供电力能源


导线、3PIN线
连接各模块与磁铁


冰棍棒
与磁铁组合,制作磁吸供给单元


减速电机
控制雷达转动
科研功能舱室

3D打印笔
制作雷达模型


盘纸
制作舱室外结构


瓦楞纸板
制作舱室底板


磁铁
吸附地台并为舱室提供电力能源


导线、3PIN线
连接各模块与磁铁


冰棍棒
与磁铁组合,制作磁吸供给单元


太阳能板
将太阳能转化为电能
能源供给舱室

扇叶
将风能转化为动能


发电机
将动能转化为电能


LED灯模块
直观显示发电装置工作情况


冰棍棒
制作风力发电装置支架


牙签
制作支架折叠机构


盘纸
制作舱室外结构


瓦楞纸板
制作舱室底板


磁铁
吸附地台并为舱室提供电力能源


导线、3PIN线
连接各模块与磁铁


冰棍棒
与磁铁组合,制作磁吸供给单元




作品连接图
火星科研基地红外线监测系统
生态循环舱室:空气循环系统
生活娱乐舱室智能照明系统
能源采集舱室太阳能、风力发电装置
科研功能舱室雷达驱动结构





作品制作步骤
第一步
设计整体规划

1通过调研,设计装配离子发动机的宇宙飞船。
2通过对火星环境的整体调研,以及人类在宇宙中生存的必要条件,设计出重要的舱室部分。
3人类生存必要能源,延展设计了能源供给地台。
4、我们利用超轻黏土与KT板,模拟火星土地,制作了基地所在的地台底座部分。


第二步
制作建筑结构

1利用卫生纸+稀释白乳胶,粘贴在气球表面,制作圆球形的火星科研基地
2将干燥后的圆球形纸模从气球上取下,剪整齐。
3使用超轻黏土粘贴火星科研基地。


第三步
制作“未来号”宇宙飞船

1、收集废弃瓶子、一次性盘子、吸管等材料,摆放设计飞船造型。
2、利用热熔胶,将飞船各部分固定。
3、利用丙烯,为飞船着色。


第四步
制作火星科研基地科研

1完成雷达系统的电路连接,利用红外线传感器控制电机转动,但由于信号问题,我们加装了电机驱动模块控制单机。
2、新的问题是效果与设想截然相反,我们使用非门模块,使得红外线模块信号颠倒,完成对电机的控制。
3制作木制雷达结构,并将其粘合牢固。
4、与球形基地模型组装在一起。


制作生态循环舱室

1利用导线、3PIN线,与电机、磁铁焊接。
2锯开盘纸芯,使用合适大小,并利用盘纸芯、盲盒透明外包装,制作生态循环舱室外部结构。
3利用瓦楞纸制作舱室地板,并粘贴假草、假花,模拟植被。
4由于扇叶叶片过大,使用砂纸进行打磨。
5将各部分粘合组装完成,预留线路至舱室外侧。
6、将线路正负极分别焊接至两组磁铁的不同磁极,再用热熔胶枪将其粘合在冰棍棒上,制作磁吸供给单元,并将其站在舱室外侧。


第五步
制作能源供给舱室

1将太阳能板、发电机分别与3PIN线焊接,将导线与磁铁焊接
2利用冰棍棒与牙签,粘合制作发电机的折叠支架,并粘合扇叶,完成风力发电装置
3、根据测量太阳能板尺寸,锯开盘纸芯,将其纵向三等分制作展开结构,并利用盘纸芯、瓦楞纸板,制作生能源供给舱室结构。
4将太阳能板、风力发电机与LED灯模块线路进行连接,在粘合在能源供给舱室
5、将线路正负极分别焊接至两组磁铁的不同磁极,再用热熔胶枪将其粘合在冰棍棒上,制作磁吸供给单元,并将其站在舱室外侧,并在展开结构处增加磁铁方便开合


第六步
制作生活娱乐舱室

1改造3PIN,使得让一组光敏模块分别接入两个不同端口,并能将其连接至驱动模块的两组输入端口上。
2、利用驱动模块线路特性,完成两组声控灯组的独立控制。
3、利用导线、3PIN线,与电路、磁铁焊接。
4、锯开盘纸芯,使用合适大小,并利用盘纸芯、透明塑料纸,制作生活娱乐舱室外部结构。
5、利用瓦楞纸板制作舱室内结构,两侧分别为生活区与娱乐区。
6、粘贴电路,分别将两组声控模块安装到生活区、娱乐区,并在透明塑料纸上开孔,方便声控模块的调试
7、将线路正负极分别焊接至两组磁铁的不同磁极,再用热熔胶枪将其粘合在冰棍棒上,制作磁吸供给单元,并将其站在舱室外侧。


第七步
制作科研功能舱室

1减速电机与3PIN线焊接,将导线与磁铁焊接。
2、根据前期设计,锯开盘纸芯,并利用盘纸芯、瓦楞纸板,制作科研功能舱室结构。
3、利用冰棍棒与牙签,粘合制作舱室的折叠结构。
4使用3D打印笔,制作雷达模型,粘合在减速电机上
5、将线路正负极分别焊接至两组磁铁的不同磁极,再用热熔胶枪将其粘合在冰棍棒上,制作磁吸供给单元,并将其站在舱室外侧。


第八步
制作能源供给地台

1利用瓦楞纸设计剪裁合适的大小,并用热熔胶粘合,完成底座基本结构。
2、使用合适高度盘纸芯,制作底座支撑。
3、利用导线、3PIN线,与磁铁焊接,制作磁吸供给单元。
4、将磁吸供给单元根据正负极,粘合在能源供给地台的对应位置。
5粘合电池盒,并将电路排布清楚。
6、利用瓦楞纸、鸡蛋棉,制作舱室限位装置,防止舱室不稳。
7、利用超轻黏土、丙烯颜料、吸管等,将地台能源输送管道制作完成。


第九步
整体布局调整

1利用超轻黏土、吸管等,将地台与科研基地之间的能源输送管道制作完成
2利用磁铁与冰棍棒,制作在飞船上设计吸附单元,方便飞船对于舱室的装载运输


第十步
最终调试

1、调试各环节电路工作流畅性。
2、调整各环节美观性。

成品外观




功能说明


运输飞船运输个舱室
去往火星旅行,需要飞船运输游客,飞船上的磁力吸附单元,可以有效的吸附各功能舱室,使其方便运输装载。
火星基地分为两大单元:火星科研基地、能源供给地台。
火星勘测研究:
火星科研基地会对火星进行研究勘探,上面的雷达装置会持续监测火星环境(旋转),当监测到特殊情况(遮挡红外线传感器)后,雷达会停止监测(停止旋转),并对其进行持续研究。
地台为舱室供能:
能源供给地台上,配有多个磁吸供给单元,每个单元都可以吸附不同舱室,为其提供能源保障。可以根据不同的需求,在地台上自由搭配不同种类舱室。不同的舱室也有着不同的功能。
功能舱室有四种,分别是:生活娱乐舱室、生态循环舱室、能源供给舱室、科研功能舱室。
独立智能照明:
生活娱乐舱室中共有两个区域:生活区与娱乐区。舱室安装了智能照明系统,可以检测室外的光线情况,当光线昏暗时各区域便可以独立智能照明。各区域中并联设置单独的声控开关,不受另一个区域的影响。在区域中有人发出声响的情况下,区域内就会为其提供照明。
生态补光、氧气循环装置:
生态循环舱室中设置补光系统,为植物进行补光,让植物生长的更加茂盛,并通过通风装置将植物产生的氧气,利用能源供给地台输送到各个舱室当中,保障的生存。并回收二氧化碳,辅助植物生长。植物生长后又会为人类提供充足的事物,真正做到了可持续生态循环。
太阳能发电、风力发电:
能源供给舱室通过太阳能、风能发电,再通过能源供给地台输送给各个舱室,保证了各个舱室的正常工作。
附加科学研究科研:
而当火星科研基地的科研功能需要扩展时,可以在能源供给地台上追加科研功能舱室,让科学家有充足的设备研究火星的奥秘。通过磁吸供给单元,科研功能舱室可以吸附到任何位置进行科学研究(吸附到地台上,雷达便开始转动)。






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