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高一—粵教版—通用技術—必修一第四章
第二節 原型與模型的制作
走馬燈的制作技巧和注意事項
一、中國傳統走馬燈玩具內芯轉動的原理
燈內放置能發光且能產生向上運動的氣流的裝置（下文中一律簡稱為動力來源），令輪軸轉動。
走馬燈的任務要求：內芯能轉動，燈內設置光源，能通過外框觀察到移動、變化的圖片或光影效果。
二、驅動方式的選擇
點燃的蠟燭
優：不需要電路制作技術，價格低廉。
劣：有火災隱患；蠟燭需要定時更換， 需要微風以下環境，筒壁必須輕。
白熾燈
優：只需簡單的接線能力，光照度大；無火災隱患；燈泡發光時間長且不受環境影響。
劣：使用220V電壓，需要保證絕緣；容易加速材料老化；內芯不能做成鏤空形式，否則必須覆蓋透明材料。
較小功率的節能燈+電動機或者小風扇
優：內芯轉速可調，動力可靠性高，內芯可任意鏤空，內芯筒壁有更大選擇范圍。
劣：對電路接線能力、用電安全要求較高，需注意整體美觀，如果用小風扇則需要調節風速。
二、驅動方式的選擇
不需要電路制作技術，價格低廉。
只需簡單的接線能力，光照度大；無火災隱患；燈泡發光時間長且不受環境影響。
內芯轉速可調，動力可靠性高，內芯可任意鏤空，內芯筒壁有更大選擇范圍。
有火災隱患；蠟燭需要定時更換， 需要微風以下環境，筒壁必須輕。
使用220V電壓，需要保證絕緣；容易加速材料老化；內芯不能做成鏤空形式，否則必須覆蓋透明材料。
對電路設計能力、用電安全要求較高，需注意整體美觀，如果用小風扇則需要調節風速。
利用白熾燈產生的熱氣流驅動葉輪轉動，可靠性高，適合面廣，建議使用第二種動力形式。
動力來源
優點
缺點
建議
點燃的蠟燭
較大功率的白熾燈
較小功率的節能燈+電動機或者小風扇
三、材料的選擇：筒壁
打印紙
優：取材容易，容易定形，便于打印圖案。
劣：透光性能差，容易出現折 。
宣紙
優：透光性能比打印紙略強，可展示個人能力。
劣：較軟，不易定形，易破，易老化。
優：耐用，易定形，美觀。
劣：較重，不透光。
卡紙
塑料薄膜
優：表面有光澤，美觀，透光性能最佳，可任意彎曲。
劣：不利于打印圖案，易變形，不利于502膠水的粘接。
三、材料的選擇：筒壁
取材容易，容易定形，便于打印圖案。
透光性能比打印紙略強，可打印圖案。
表面有光澤，美觀，透光性能最佳，可任意彎曲。
透光性能差。
較軟，不易定形，易破，易老化。
不利于打印圖案，易變形，不利于502膠水的粘接。
筒壁
優點
缺點
打印紙
宣紙
塑料薄膜
卡紙
耐用，易定形，美觀。
較重，不透光。
三、材料的選擇：框架
小木條
小木條
優：便于乳膠、502膠水、熱熔膠粘接，可以釘接，也可做成榫接方式，堅固耐用。
劣：較難切割，成本略高。
PVC板
優：可用乳膠、熱熔膠、502膠水等材料粘接，堅固耐用。
劣：較難切割。
PVC水管
優：連接簡易，美觀耐用。
劣：成本較高。
KT板
優：易切割，可用乳膠、熱熔膠等材料粘接。
劣：較脆易斷裂，切割時用刀不規范會影響美觀，不能噴漆，不能用502膠水粘接。
三、材料的選擇：框架
便于乳膠、502膠水、熱熔膠粘接，可以釘接，也可做成榫接方式，堅固耐用。
易切割，可用乳膠、熱熔膠等材料粘接。
可用乳膠、熱熔膠、502膠水等材料粘接，堅固耐用。
較難切割，成本略高。
較脆易斷裂，切割時用刀不規范會影響美觀，不能噴漆，不能用502膠水粘接。
較難切割。
框架
小木條
KT板
PVC板
優點
缺點
三、材料的選擇：粘接
粘性較弱，易老化。
易老化。
易老化。
粘性強，易于操作，除膠容易。 易老化，用膠過多則影響美觀。
粘性強，易于操作，用于木材粘接最佳。 固化時間過長。
堅固耐用，美觀。 有一定的加工難度。
粘接不留痕，柔軟。
粘性強，能保持一定形狀。
粘性強，透光性強。
粘接材料
優點
缺點
雙面膠
海綿膠
透明膠
熱熔膠
乳膠
榫接
優：粘性強，易于操作，除膠容易。
劣：易老化，用膠過多則影響美觀。
熱熔膠
海綿膠
優：粘性強，能保持一定形狀。
劣：易老化而導致脫膠。
雙面膠
優：粘接不留痕，柔軟。
劣：粘性較弱，易老化。
透明膠
優：粘性較強，價格低廉。
劣：易老化導致失去粘性。
釘接
優：連接強度高，美觀。
劣：必須用射釘槍。
榫接
優：美觀，堅固。
劣：加工成本高。
三、材料的選擇：電源
三、材料的選擇：電源
三、材料的選擇：電源
三、材料的選擇：電源
三、材料的選擇：電源
三、材料的選擇：電源
三、材料的選擇：電源盒兼底座
如果需要制作電源盒，請比較一下上面三個圖中的材料的優劣。
四、視覺效果的選擇：動畫
高水平的走馬燈利用視覺暫留原理可產生動畫效果。
可以使用電腦動畫制作軟件
必須根據內芯轉速調整動畫小人和外框窗口的尺寸，使動畫小人在窗口停留的時間不超過0.1~0.4秒，才能達到連續動畫的效果。
舉例：
若內芯半徑為5cm，周長為C=2πR=2×3.14×5cm=31.4cm，設內芯轉動周期為5s，則內芯蒙皮位置的速度（線速度，高中物理知識）為V=C/T=31.4cm/5s=6.28cm/s，假設動畫小人在窗口停留的時間不超過0.2s，則動畫小人的最大寬度為L=vt=6.28cm/s*0.2s≈1.3cm。
課后練習：
1、如果內芯半徑為6cm，假設動畫小人在窗口停留的時間不超過0.2s，設內芯轉動周期為4s，動畫小人的最大寬度是多少？( )
A.7cm B.6cm C.1.6cm D.1.4cm
課后練習：
2、如果使用白熾燈泡產生熱氣流驅動輪葉轉動，可以采用什么材料做外框或盒底座？（ ）
A.粗鐵絲 B.鋁制月餅盒 C.紅酒木盒 D.銅制存錢罐
課后練習：
3、如果選擇白熾燈泡熱氣流驅動式走馬燈，在制作內芯的時候，最好用什么材料？（ ）
A.易拉罐 B.塑料小水桶 C.用復印紙自制 D.卡紙
關鍵詞：選擇
設計必須圍繞需求和自身能力而開展
課后練習：
1、如果內芯半徑為6cm，假設動畫小人在窗口停留的時間不超過0.2s，設內芯轉動周期為4s，動畫小人的最大寬度是多少？( )
A.7cm B.6cm C.1.6cm D.1.4cm
解析：若內芯半徑為6cm，周長為C=2πR=2×3.14×6cm≈37.7cm，內芯轉動周期為4s，則內芯蒙皮表面的速度（線速度，高中物理知識）為V=C/T=31.4cm/4s=7.85cm/s，假設動畫小人在窗口停留的時間不超過0.2s，則動畫小人的最大寬度為L=v×t=7.85cm/s×0.2s≈1.6cm。選C。
C
課后練習：
2、如果使用白熾燈泡產生熱氣流驅動輪葉轉動，可以采用什么材料做外框或盒底座？（ ）
A.粗鐵絲 B.鋁制月餅盒 C.紅酒木盒 D.銅制存錢罐
解析:金屬具有良好的導電性，容易發生漏電事故，會危及生命。
C
課后練習：
3、如果選擇白熾燈泡熱氣流驅動式走馬燈，在制作內芯的時候，最好用什么材料？（ ）
A.易拉罐 B.塑料小水桶 C.用復印紙自制 D.卡紙
解析：易拉罐用鋁制成，導熱性能良好，容易發生燙傷事故，也易發生漏電事故，而白熾燈泡產生的熱氣流較弱，不易驅動塑料小水桶和卡紙這兩種較重的內芯。選C。
C
4、熱源用白熾燈的話，功率是不是越大越好？
答：不是。白熾燈的功率越大，發熱速度越快，材料老化速度加快，而且易引發火災
5、用粗吸管做框架，可以么？
答：可以的，但是要注意散熱，以免塑料吸管軟化而出安全事故；另，如果用粗吸管的話，一般人都會用熱熔膠，但是熱熔膠與塑料的粘接親和度不高，時間久了就容易因為膠的脫落導致框架散架。
6、一定要有個轉動的內芯么？
答：不一定，走馬燈的主要特征是“通過外框觀察到移動、變化的圖片或光影效果”，如果有一定的數字電路制作能力，可以嘗試用流水燈的方式達到“雖有變化的光影但內芯卻不轉動”的目標。

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