栃木市レッスン風景【フォークリフト】チルトセンサーやメッセージブロックを使ったプログラムを学ぼう!

本日のカリキュラムはLEGO WEDO2.0を使ったカリキュラムで、フォークリフトを作りました。
フォークリフトは沢山の荷物を一度に運ぶことが出来るとっても便利な働く車です。荷物を乗せるための荷台(フォーク)と、持ち上げるための支柱(マスト)、移動するためのタイヤをどの様に組み立てて荷物を移動するかを考えながら作ってもらいました。

フォークリフトを組み立てよう

組立図を元に組み立てていきましょう。
今回の車は、沢山の種類の【ギア】を使用しています。このカリキュラムではそのギアの名称も一緒に覚えていくカリキュラムとなっています。

*ギアラック

【ギアラック】
直線のブロックにギザギザがついたこのパーツはギアラックと言います。
円形のギアを組み合わせて使用し、回転する円形ギアの動きを直線運動に変換する役割をします。
今回作っているフォークリフトのマストの部分に使用し、荷台のフォークの部分を上下する働きに使用しています。

*ギア(円形ギア)

【ギア】
一般的な円形のギアです。
回転軸に対して歯が平行になっています。
モーターの働きを他のパーツへ伝達するとても重要な役割を担うパーツとなっています。

*ウォームギア

【ウォームギア】
不思議な形をしていますがこれもギアの1つです。
ギアボックスに入れ、円形ギアと組み合わせて使用します。
ウォームギアはゆっくり力強く回転します。速さよりもパワーが必要な時に使用します。
今回は重たいものを持ち上げるためにこのギアを使用しています。

完成したらプログラムを作って動かしてみよう!

完成した生徒からカリキュラムを元にプログラムを作ってもらいました。
まずはフォークが上下するかどうかの確認です。

最初の組み立てから、チルトセンサーを使ったコントロールレバーが付いていますので、チルトセンサーを使ったプログラムを考えてみましょう!
ただモーターを動かすだけなら【モーターの回転する向き/パワー】で動きますが、ここに・・・
【チルトセンサーが上に傾いた時/下に傾いた時】・・・の条件を付けていきます。

この場合、黄色の砂時計の『待機ブロック』とオレンジの『チルトセンサーブロック』を使用しましょう。
これらのプログラムブロックを入れる順番も大事ですよ!プログラムはスタートボタンから右に順番に実行していきます。ですので、スタートボタンの後は『待機ブロック』となります。チルトセンサーが傾くまで待って、傾いたらモーターを動かします。

試運転!チルトセンサーを傾けてみると・・・
荷台からパレットと荷物が落ちちゃった!

「出来た~!!」との声があがります。動かしてみてどうかな?
アレアレ??フォークからパレットと荷物が落ちちゃいました・・・!「え~なんでぇ??」思ったように荷物が持ち上がりません。
講師は口を出さずに生徒自身に考えてもらいました。
どうやらフォークの角度が組立図と違っていて間違ってしまった様子。組立図を見直してもいいし、フォークからパレットが滑り落ちてしまうのを、別の方法で防いでもいいよね!さあ、どうする??

一生懸命に考えてくれて、結果的に出た答えはパレットとフォークを固定することにしたみたい。
うんうん!いいね!これなら荷物が落ちたりしないね!しっかりと考えて対策を練られた様子です。

メッセージブロックを使ったプログラムを考えてみよう

次に、試運転が終わったらもっと簡単にレバーで操作できるようにメッセージブロックを使ったプログラムを作ってもらいました。
・レバー(チルトセンサー)が上に傾いたらフォークを持ち上げる
・レバー(チルトセンサー)が下に傾いたらフォークを下げる
・レバー(チルトセンサー)が水平になったら止まる

・・・を常に実行できるように、『ループ』も付けます。

車も同時に走らせるには??

チルトセンサーを使ったプログラムが完成したら、次の課題は車も同時に前後に動かしてみましょう。
しっかりとタイヤも取り付けてフォークリフトを作っていますので、どうにか改造を施すと車も一緒に動くようになります。

さあ、ここも考えてもらいます。
ヒントをあげました。ヒントはプーリーがすでについているところをよく観察してみよう!
モーターの働きが、フォークを上げ下げするギア/ギアラックにつながっているのはわかると思います。その働きを、このプーリーを使ってタイヤに伝えるにはどうしたらいいかな??と投げかけてみると・・・!?

「わかった!!!!」
とってもいいお返事が返ってきました。
よし!とりあえずやってみよう!色々なアイディアがあってもいいよね。まずは思ったことを試してみて、もし動かなくても大丈夫!動かないことが分かったね!それがわかったら他の方法を考えてみればいいよね!!

とっても積極的に考えてくれました。

いい感じに動きました!!やったね!よく出来ました☆彡

余った時間でアレンジ

他にもいろいろなアレンジを加えてくれた生徒さんもいらっしゃいました。
フォークリフトの後ろにさらに荷台を作ってくれました。おお!持ち上げつつ引っ張るんだね!沢山の荷物が運べそう!ナイスアイディア♪

皆、最後まで真剣に課題に取り組んでくれました!

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ロボット・プログラミング教室ロボテックでは、子どもたちが興味を持つブロックという教材を通じて、強要されることなく自然な流れで課題を解決し、それを発表する、さらには他の人の意見に耳を傾けるという力を育んでいきます。

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