磁控玩具——小猫钓鱼

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我们在老师的指导下,为小学一年级语文“小猫钓鱼”一课制作了一个教具,也可作磁控玩具。它的外形见图1。

图1
图1 🔍原图 (554×711)

本作品在教学演示时,用一根一米左右的竿子,竽头用细线挂一个“蝴蝶”或“蜻蜓”(在蝴蝶或蜻蜓胸部装入拇指大小的永久磁铁一块)。演示人持竿将细线所挂之物靠近小猫嘴部,小猫开始眨眼,小猫的头部、手部和尾部也同时动作。再用它靠近小猫左手腕部,小猫即能停止眨眼和动作。演示说明小猫钓鱼不专心,见到蜻蜓或蝴蝶就摇头眨眼。

工作原理

此“小猫”的内部构造见图1所示(从“小猫”背部看进去),它由印刷线路板、机械传动部分、电源等组成。“小猫”的动作由磁控开关来控制。当开关一接通,电动机转动。带动减速器与连杆,使小猫头、手、尾动作。同时磁控开关又把闪光器电路接通,“小猫”眨眼。

磁控开关和闪光器的电路见图2所示。图2中J\(_{1}\)、J2、J\(_{3}\)、J4为常开干簧管。J\(_{1}\)、J2分别与线圈L\(_{1}\)、L2 组成干簧继电器。当用磁铁靠近J\(_{3}\)(猫嘴)时,J3吸合,电源E\(_{1}\)接通,电流由E1正极经L\(_{1}\)→J3→电动机D→E\(_{1}\)负极,电动机起动。与此同时,电流流经L1时,在L\(_{1}\)周围形成磁场,使J1磁化吸合。电流又流过L\(_{2}\)线圈,使J2吸合,使电路图中闪光器的电路接通。这时如拿开磁铁,J\(_{3}\)释放。但由于J1、J\(_{2}\)已吸合,电流由E1正极→L\(_{1}\)→L2→D→E\(_{1}\)负极,构成回路,所以电机仍能工作,闪光器也继续闪光。此时电路自锁。

图2
图2 🔍原图 (810×372)

如果将磁铁靠近J\(_{4}\)(即靠近猫的左手)时,J4吸合,L\(_{1}\)线圈被短路,磁场消失,J1断开;J\(_{1}\)断开后L2中无电流、J\(_{2}\)也断开,则电机D、闪光器均停止工作。

图2电路中除电池、电动机、电位器W和J\(_{3}\)、J4干簧管外,其他的元件都安装在图3所示印刷线路板上。

图3
图3 🔍原图 (765×507)

元件选择

图2中J\(_{1}\),J2、J\(_{3}\)、J4为JAG—4型常开干簧管。规格尺寸见图4。J\(_{1}\)、L1和J\(_{2}\)、L2分别组成两个继电器。制作继电器时,先做二个骨架,在每个骨架上用直径0.41毫米漆包线分别密绕350匝,将线头引出固定在骨架边缘、在骨架中心孔内分别套入干簧管J\(_{1}\)、J2即成。

图4
图4 🔍原图 (742×227)

BG\(_{1}\)采用3DG6(NPN)型硅管;BG2采用3AX31(PNP)型锗管,两管参数无特殊要求。W为100K的电位器,它可调节电珠ZD的亮度和闪光频率。电珠ZD为6.3伏、150毫安指示灯泡,把它们并联使用。电容C\(_{3}\)为300微法、耐压10伏的电解电容器。

由于小电机、闪光器耗电大,不能共用一个电源,因此设E\(_{1}\)、E2两个电源分别供电。E\(_{1}\)为三节一号电池。E2为四节二号电池。

机械传动部分的制作

机械传动部分由电机、减速器、连杆等组成。电机采用202—1型玩具电动机,工作电流在500毫安以上。减速器和连杆需自制。

1.减速器的制作:

①部件准备。按图5所示找A、B、C三个圆轮,其中C轮采用206型唱机靠轮。在C轮上离圆心13毫米处钻一个直径为2毫米的小孔,称为偏心孔P,此孔以后铆接连杆用。

图5
图5 🔍原图 (804×413)

按图6所示制作B轮轴杆与C轮轴杆各一个。按图7所示制作三个支架,其中二个用来固定B轮,一个固定C轮用。

图6
图6 🔍原图 (655×189)
图7
图7 🔍原图 (444×307)

将A轮装在小电机轴上,并用环氧树脂粘牢。将B轮的中心孔用半圆锉锉圆,插入B轮轴杆、并用环氧树脂将它们粘牢。B轮轴杆的两端分别装入两个支架的E孔内(见图8a)。在C轮内插入C轮轴杆,此轴杆一端与支架在E孔处铆合,另一端用U型卡子卡住(见图8b),如需卸下C轮,取下卡子即可。制作卡子时,找直径为1.25毫米的粗漆包线取12毫米一段,弯成U字形,再用锤子敲扁即成。

图8
图8 🔍原图 (529×328)

②安装减速器。将电机和A轮、B轮、C轮连同支架按图9(见下期)组装在150×60(平方毫米)的金属底板上(可用胶木板代)。电机(带A轮)与B轮之间用橡皮圈代替皮带传动,它们之间的距离以套上橡皮圈不松不紧为宜。(待续)(袁舸 张兵)