| 困难 | |
| 所需时间 | 非常短（≤1天） |
| 先决条件 | 无 |
| 材料可用性 | 我们的合作伙伴为您提供了方便您使用的工具包。家庭科学工具. |
| 成本 | 低（20-50美元） |
| 安全 | 切掉牙刷头时需要成人监督。 |
摘要
你有没有想过从头开始建造自己的机器人？牙刷机器人是一种廉价、简单、有趣的机器人，由牙刷头、电池和一个小马达组成。一旦完成，它们就会像虫子一样在桌子上嗡嗡作响。你怎么能让一个牙刷机器人跑得更快？在这个项目中，你将用两种不同类型的牙刷制作牙刷机器人，然后让它们相互竞争以找出答案。
目标
建造一个直鬃和一个斜鬃的牙刷机器人，比赛看哪个更快。
信用
Ben Finio，博士，科学伙伴
本项目基于邪恶的疯狂科学家实验室的以下职位：http://www.evilmadscientist.com/2007/stillebot-a-tiny-directional-vibrobot/
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美国现代语言协会体例
科学伙伴工作人员。科学伙伴，
美国心理学协会体例
科学伙伴工作人员。赛车硬纸板：在你的标志上。准备好。
上次编辑日期：2019-02-16
介绍
你有没有想过建立自己的机器人是吗？你能和小机器人比赛吗？在这个科学项目中，你将在硬纸板上用牙刷头建造微型机器人并开始一场比赛，如图1所示。
图1.两个硬纸板相互竞争。
牙刷机器人使用一个小的电力发动机移动。为了给电机提供动力，机器人还需要电池.当你把电池连接到电机上时，你就完成了一个电路.这使得马达内部的微小重量旋转，导致马达振动。当电机振动时，它会使机器人在桌面上摇晃和嗡嗡作响。这是同样类型的电机，使视频游戏控制器和手机振动。
在这个科学项目中，你将建造两个不同的牙刷机器人：一个带有倾斜的牙刷刷毛，一个带有直的牙刷刷毛。然后你们要和他们比赛，看谁跑得快！
术语和概念
- 机器人
- 电动机
- 电池
- 电路
问题
- 什么使马达振动？
- 振动马达如何使某物移动？
- 你认为哪一种速度更快：直毛的机器人还是斜毛的机器人？
参考文献
本项目基于邪恶的疯狂科学家实验室的以下职位：
- 邪恶疯狂的科学家实验室。（2007年）。刚毛板：一种微小的定向振动器。2014年8月6日检索自http://www.evilmadscientist.com/2007/stillebot-a-tiny-directional-vibrobot/
如果您想进一步了解本项目中的一些概念，如电路和振动运动，请查看以下参考文献：
- 亨德森，T.（N.D.）。振动运动。物理教室。2014年8月12日检索自http://www.physicsclassroom.com/class/waves/u10l0a.cfm
- Grusin，M.（未注明日期）。什么是电路？.Sparkfun电子公司。2014年7月31日检索自https://learn.sparkfun.com/tutorials/what-is-a-circuit
材料和设备
- 机器人套件，可从我们的合作伙伴处获得家庭科学工具.
- 硬币电池（2）
- 振动电机（2）
- 您还需要收集工具包中未包含的以下材料：
- 牙刷头（2），一个带有倾斜的刷毛，一个带有直的刷毛，把手被切掉。
- 双面泡沫胶带
- 剪刀
- 三本大而重的课本
- 平整光滑的表面，如桌子或台面。机器人不能在粗糙的表面或地毯上工作。
- 可选：秒表
- 实验室笔记本
实验程序
建造你的牙刷机器人
- 让一个成年人用强力剪刀或钳子帮你把两个牙刷的头剪下来，一个是倾斜的，另一个是直的。
- 按照本幻灯片中的步骤制作两个硬纸板。注：小心电机线。它们很薄，如果你不小心的话，它们会裂开。你可以在电线的底部涂上一点热胶来加固它们。
- 如果你愿意，你可以看汇编视频这说明了你如何建立你的刚毛。
- 使用硬纸板时，请遵循以下故障排除提示：
- 不要让红色和黑色电线的外露金属部分直接接触。这会造成短路，并很快耗尽电池电量，从而防止电机振动。
- 如果你的机器人突然停止移动，检查以确保一组或两组电线没有松动。这将造成开路，并防止电机振动。如果发生这种情况，请将电线紧紧地拧回一起。
- 如果你的机器人摔倒了很多，确保电机和电池在牙刷的顶部居中。你也可以让机器人连续运行5-10分钟，当电池开始耗尽时，它会稍微减速。
- 要关闭硬毛盒，只需松开一组电线（不需要同时断开两个）。确保在不使用时关闭机器人以节省电池电量。
跑你的硬毛
- 如图2所示，在光滑平坦的表面上设置三本大的书，为你的硬纸板制作一个赛道。这将创建两个“滑槽”，将迫使你的硬纸板去直。
图2.用三本大书制作的硬纸板赛车滑槽。
- 准备好比赛你的硬纸板！重新连接每个机器人的电线，重新打开它们。
- 在赛车滑槽中测试你的硬纸板。如果滑槽太窄，你的硬纸板可能会卡住。如果它们太宽，可能会旋转或摔倒。如有必要，调整滑槽的宽度。
- 拿起你的硬纸板，并排放在你的赛车滑槽里。
- 同时松开两个硬纸板。仔细观察，看谁先到达斜槽的另一端。
- 如果一个机器人后退，翻转它，重新开始。
- 在你的实验笔记本上记录比赛的胜利者。
- 再重复比赛四次，总共五次。确保将结果记录在实验室笔记本中。
- 可选：使用秒表记录每根硬纸板从滑槽下经过的时间。如果使用秒表太困难，请志愿者帮助，同时控制两个硬纸板。
- 分析你的结果。
- 一个牙刷机器人总是能赢得比赛吗？
- 你的研究结果如何与你对哪种类型的猪鬃木更快的预测相比较？
如果你喜欢这个项目，你可能会喜欢探索这些相关的职业：
变化
- 试着用更多种类的牙刷来制造更多的硬纸板。哪个牙刷头最管用？
- 如果你想制造一个更大的机器人，它的工作原理与硬毛板（振动运动）相同，请看科学伙伴项目。艺术机器人：建造一个能创造艺术的摇摆机器人.
- 如果您想尝试更高级的项目，可以在建立一个光跟踪刚毛项目。
- 不要使用滑槽，而是做一个圆形的“竞技场”，让你的硬纸板自由移动。在竞技场正上方设置一个摄像机，向下看，然后用它来记录刚毛的运动。然后，用计算机对视频进行分析，并绘制出每根硬纸板的路径图。路径是完全随机的，还是可以识别任何模式？例如，某些硬纸板总是朝一个方向转动吗？
- 为你的硬纸板制作一个“迷宫”，花多长时间才能找到走出迷宫的不同设计。
