设计个性化的手机支架 参考论文

作为创客空间的指导教师,经常会引导学生利用现有的工具为自己做一些好玩的东西,如手机支架等。虽然手机支架随处可买,但通过自己建模,并利用创客空间的3D打印机打印出来,则更有创客的感觉。

手机支架的种类繁多,在生活中应用也十分广泛,如车载手机支架、懒人手机支架等。3D建模的软件也很多,鉴于个人喜好,笔者推荐学生使用3D程序员软件。3D程序员是基于青少年编程工具Scratch设计的3D建模软件,只需要拖动所需要的积木形状到编程界面,使用功能块进行操作,修改相应参数实现尺寸的更改,任何想要的形状实现了3D模型的快捷设计与生成,界面如图1所示。

● 设计分析

观察图2可以明确,不同类型的手机支架虽然各有特点,但大致可以分为底座、支撑架、手机支撑面三部分。底座位于手机支撑架底部,起支撑作用,主要是通过对材料和形状的设计来保证支架的稳定性。支撑架是连接底座和手机支撑面,主要起支撑作用,可以考虑通过榫接或者铰连接来实现角度的调整。手机支撑面与支撑架连接,主要用于固定手机。

在建模过程中,要重点考虑这个支架如何便于在桌面上使用,还要做到体积适当,结构简单,方便收纳。当然,除了稳定外,还可以添加一些附加功能,如考虑角度的可调整、兼容笔筒等。

● 建模思路

3D程序员的最大特色是能够利用各种数学基础模型叠加、删减,从而形成新的3D模型。软件中的模块运用都和数学知识密切相关,软件不仅提供了2D图形、3D图形和文字的输入,甚至还能用各种函数绘制曲线,所以设计这个手机支架有很多种思路可以参考。

思路1:利用2D图形

数学的基本几何图形中包括平面几何图形和立体几何图形,如果学生只有2D基础,可以结合“2D图形”及“造型”模块中相关指令进行建模。例如,在数学中三角形是最稳定的,那我们可以考虑用三角形做一个支撑面兼有支撑架的支架雏形。  参考论文

考虑到要节省打印材料,我们运用了“布尔裁剪”指令,将大三角形减去一个小三角形,形成图3的形状。

底座部分可以考虑用最基本的长方形,利用两个矩形形成一个具有卡口的初步模型(如图4)。卡口的宽度依据手机的宽度,不同的手机宽度是不一样的。

完成平面图形建模后,利用“拉伸造型”将厚度拉伸到合适大小(如图5)。软件中的基本单位默认为1mm,手机支架厚度一般为2cm即可,如果想更加稳固,还可以增加到5cm。

思路2:利用3D模型

如果学生已经有一定的3D基础,可以直接从长方体、立方体、棱柱、棱锥、圆锥、球等“3D模型”入手。运用立体图形制作手机支架的思路和思路1差不多,同样是将手机支架分解为不同的模型(如图6),由两个长方体和一个圆柱构成了一个有趣的手机支架。

为了让支架更加稳定,作为底座的长方体最好要宽一些;为了节省打印材料,圆柱中也要适当挖空。

思路3:利用函数图像

在3D程序员中,利用函数图像生成各种平滑的曲线,也就能设计出更加漂亮的形状。中学数学中学过各种函数图像,二次函数和三角函数能根据取值范围的不同,形成一个向上的弧度,看起来很有设计感。在下面的例子中,笔者尝试运用分段的二次函数进行设计。

首先将“2D函数”指令,拖动到工作区中。然后在“数学”标签中找到四则运算及相应X变量。根据y=ax2+bx+c(a、b、c为常数),借助Excel先绘制数学图像,或者在纸上进行尝试都可以,然后根据预览模型时的效果,不断更改相应参数至合适值(如上页图7)。

利用“变换”标签中的“模型拉伸”,设置拉伸高度为20mm(如上页图8),而这样的模型用其他软件是很难设计出来的。

思路4:利用文字符号

用文字符号组成手机支架也是很有创意的,最常见的字符包括字母、数字、文字和符号,选择合适的字符进行组合,就能形成想要的支架形状。如图9中的模型,是由几何图形演变而来的手机支架,实际上是由倒“V”和“L”构成,脚本代码如图9所示。

有学生利用“J”和不同大小的“6”,设计了一个手机支架。看起来是不是特别酷?(如图10)

● 结语

通过3D程序员数学建模软件,借助創客空间已有工具设计制作个性化手机支架,不仅可以体现作为一名创客将想法付诸实践的精神,更是给学生一个在创造中不断学习的机会,能有效提升他们数学建模、逻辑思维与空间想象的能力。从另一个角度来看,这种源自真实生活需求的“造物”也更能直观地呈现数学、逻辑与程序的关系,化抽象为具象,能有效激发学生学习的兴趣与动力。

参考资料;http://zimeitichuangzuo.com/index.php?c=show&id=2205

(0)

相关推荐

  • 中考数学中,明明图形中没有出现圆,但是解...

    中考数学中,明明图形中没有出现圆,但是解题中必须用到"圆"的知识点,像这样的题我们称之为"隐圆模型". 正所谓:有"圆"千里来相会,无&qu ...

  • 中考数学探索规律题分类及解析

    初三学生已经会用字母表示数,基本理解代数式表示的意义,能熟练地去括号.合并同类项,会进行简单的代数式求值,同时前面接触过简单规律的探索,具备一定的分析问题.解决问题的能力.规律探索型问题一直是中考的热 ...

  • 二次函数建模

    言五君讲数学 专注无锡初中数学! 199篇原创内容 公众号 学习资料 福利: 笔者主编的<领跑数学 中考二轮专题复习> 2021最新版现已上市,欢迎大家选购. 特别提醒: 原价45元,现价 ...

  • 岩·3D智能打印机初体验,价格不到半部小米手机,小白依然可以玩转

    [前言] 对于3D打印,相信很多人都有听说过,比如经常有新闻,某某地用3D打印造房子,或者用3D打印造了一辆车,甚至还有3D打印的食品,不一而足.而3D打印应用最广泛的应该还是属于工业领域,比如产品打 ...

  • 中国设计在海外狂赚500万!这个手机支架一粘就稳,横竖都能用

    大家好,我是所长,是每天买各种新奇好物找小雷当白老鼠的硬核剁手党.  很多人都问过所长,到底是在哪里发现这么多小众数码配件的? 这就不得不提到一个神奇的网站--Kickstarter,混数码圈的人应该 ...

  • 这个中国人设计的手机支架,在世界最大众筹网站疯狂收割500万

    大家有没有注意到,现在越来越多东西,都喜欢带着"众筹"俩字一起玩. 而凡是带着"众筹"标签出来卖的,销量和口碑一般都不会差. 但其实一开始情况恰恰相反,&quo ...

  • 运用分层教学优化高中信息技术课堂教学设计参考论文

    ● 分层教学的概述与意义 1.分层教学概述 分层教学又被称为分组教学,在教学过程中,通过对学生进行有效归类,采用不同的教学方式与教学评价,从而使学生在小组中得到最好的发展与提高. 2.分层教学在高中信 ...

  • 翻转课堂教学资源的设计和开发参考论文

    随着互联网.多媒体技术的兴起和发展,以及与教学的不断融合,传统的教学理念.教学模式和媒介方式都在悄然发生着变化.如何运用新技术为教育服务,可汗学院创始人萨尔曼·可汗和美国林地公园高中的两位化学教师开创 ...

  • 初中信息技术校际联盟教研的设计与实施参考论文

    摘要:校本教研是新课程大力提倡的教研方式,也是教师专业成长最有效的教研方式之一.文章从区域角度分析了初中信息技术校本教研存在的困惑,提出并实践了一种新型的"校际联盟教研".从搭建校 ...

  • 基于逆向设计的翻转课堂教学设计策略参考论文

    摘要:翻转课堂的应用促进学习者的深度学习,改变了传统的灌输式的教学方式.我们尝试在逆向设计的概念基础上发掘能够提高学生对知识理解的翻转课堂教学设计策略,以促进学生的知识建构,实现学习者对知识的深入持久 ...

  • 创建移动互联网时代个性化信息技术课堂参考论文

    摘要:现代教育理念要求关注学生的个性发展,个性化教学是当下信息技术课堂所面临的重要问题.本文首先分析实施个性化教学的原因,再从教学内容的呈现方式.教师的教学方式.学生的学习方式以及师生的互动方式四个方 ...

  • 信息技术通用教学平台的设计及应用研究参考论文

    背景分析 基于网络应用的学习对网络技术的要求逐渐提高,网络资源共享.及时评价反馈.信息交流展示等功能在学习中的使用需求日趋频繁.网络技术为学习带来了诸多便利,所以网络支持模式的研究倍受关注.在课堂教学 ...

  • 创建移动互联网时代个性化信息技术课堂 参考论文

    摘要:现代教育理念要求关注学生的个性发展,个性化教学是当下信息技术课堂所面临的重要问题.本文首先分析实施个性化教学的原因,再从教学内容的呈现方式.教师的教学方式.学生的学习方式以及师生的互动方式四个方 ...