小学挖机教学课件

小学挖掘机教学课件工程机械科普与动手实践课程，让小学生近距离了解挖掘机的结构、原理及应用，培养工程思维与动手能力学习目标认识挖掘机及其工作原理掌握连杆机构基本结构了解挖掘机的主要种类及用途培养动手组装能力与团队协作意识导入思考工地上的大家伙你见过哪些工程车？挖掘机在工地上的作用工地上有许多不同类型的工程车辆，如挖掘机、推土机、压路机、起重挖掘机是工地上的多面手，可以挖掘、装载、搬运物料，甚至能够进行机等它们各自承担着不同的工作职责，共同完成建设任务破碎和吊装等工作，是现代建筑施工中不可或缺的重要设备认识挖掘机挖掘机是现代工程建设中最常见的工程机械之一，又称挖土机它主要用铲斗挖掘各种土壤、岩石等物料，辅助工程建设挖掘机通过液压系统驱动，可以精确控制铲斗的移动轨迹和力度，实现精细的挖掘作业现代挖掘机功能多样，可以通过更换不同的工作装置来完成多种工程任务挖掘机的发展史世纪末119最早的挖掘机是由人力或蒸汽机驱动的简单机械装置，主要用于铁路建设和矿山开采世纪初220内燃机的发明使挖掘机的动力系统得到革新，机械臂的设计也更加灵活世纪中期320液压系统的广泛应用，使挖掘机的操控更加精准，工作效率大幅提高现代4电动、智能化挖掘机的出现，标志着挖掘机技术进入新时代，更加环保高效挖掘机的应用场景市政施工房屋建设水利工程矿产开采道路建设、管网铺地基开挖、场地平河道疏浚、大坝建矿石开挖、矿山建设、城市基础设施建整、材料搬运等设、防洪工程等设、矿产资源采集设等等挖掘机的主要结构总览行走装置支撑机身并实现移动，主要有履带式和轮胎式两种类型动力系统为整个挖掘机提供能量，包括发动机、液压泵和油箱等部件工作装置执行挖掘等作业任务，包括大臂、小臂和铲斗等部件动力系统介绍发动机电动机油箱与液压泵/作为挖掘机的心脏，提供基础动力传统挖掘机多采用柴油发动机，现液压系统是挖掘机的肌肉，通过高压油液传递动力代环保型挖掘机开始使用电动机液压泵将发动机的机械能转换为液压能，通过液压管路传递到各执行元发动机的功率决定了挖掘机的作业能力，大型挖掘机的发动机功率可达件，驱动挖掘机各部件运动数百千瓦油箱储存液压油，同时具有散热和净化油液的功能行走装置履带式轮胎式行进与转向原理优点接地面积大，稳定性好，适合松软地面优点移动速度快，机动性好，适合城市道路通过液压马达驱动行走，左右履带或轮胎速度作业作业差异实现转向缺点移动速度慢，不适合长距离移动，对路缺点稳定性较差，不适合软地面作业，爬坡上部机构可360度旋转，增加了作业范围和灵面有损伤能力有限活性驾驶室与控制台操纵杆功能仪表盘与监控装置•左右操纵杆控制大臂、小臂和铲斗的运动•显示发动机转速、油温、油压等重要参数•脚踏板控制旋转和辅助功能•故障警报系统及时提醒操作员•按钮开关控制启停和特殊功能•先进机型配备电子显示屏和摄像监控现代挖掘机的操作杆采用人体工程学设计，减轻操作人员疲劳智能化挖掘机还配备GPS定位和远程监控系统，方便管理和维护工作装置分析大臂（动臂）连接机身和小臂的主要结构件，由液压缸驱动上下运动大臂的长度决定了挖掘机的最大工作半径和挖掘深度小臂（斗杆）连接大臂和铲斗的中间结构件，控制铲斗的伸缩动作小臂的长度和结构影响挖掘的精准度和力量铲斗（斗）直接与物料接触的工作部件，有各种尺寸和形状适应不同工作铲斗的材质通常采用高硬度耐磨钢，以适应恶劣的工作环境挖掘机结构动画演示重点结构动态拆解模型图片比对部件通过动画演示，我们可以更直观地了解挖掘机各部件之间的连接关系和将真实挖掘机与模型进行对比，帮助学生建立正确的认知通过标注重工作原理动画展示了从外部到内部的逐层拆解过程，让我们看清每个要部件的名称和功能，加深对挖掘机结构的理解，为后续动手实践打下部件的位置和功能基础挖掘机铲斗工作原理挖掘准备1操作手柄控制液压系统，调整大臂、小臂位置，将铲斗放置于合适位置挖掘动作2铲斗向内收缩，切入土壤，同时可通过调整大小臂位置控制挖掘深度和角度装载提升3铲满物料后，大臂上升，同时旋转上部结构，将物料移动到卸载位置卸载过程4到达指定位置后，控制铲斗向外打开，物料随之倾倒出来完成一次工作循环认识连杆机构连杆是机械重要传动结构挖掘机的连杆应用实例连杆机构是由多个刚体通过铰链连接形成的机械结构，能将一种运动转在挖掘机中，连杆机构被广泛应用于铲斗和工作臂的控制系统中化为另一种运动，是机械领域的基础构件之一通过连杆机构的设计，挖掘机能够将液压缸的直线运动转换为铲斗的复连杆机构的特点是能够传递运动和力，同时改变运动的方向、行程和速杂运动，实现精确的挖掘和装载操作度连杆机构的基本构造活动杆可以绕铰链转动的杆件，是连杆机构的主要组成部分通过多个活动杆的协同工作，实现复杂的运动变换固定点连杆机构中不动的支点，为整个机构提供稳定的参考基准固定点通常固定在机身或其他稳定结构上运动转换连杆机构可以将直线运动转换为旋转运动，或者将一个方向的运动转换为另一个方向的运动，增强机械的功能性连杆与液压系统配合液压缸伸缩液压泵产生高压油液，通过控制阀进入液压缸，推动活塞杆伸出或收回连杆传递力量液压缸的直线运动通过连杆机构转换为铲斗的复合运动，实现精确控制协同工作多个液压缸与连杆的配合，使挖掘机能够完成复杂的挖掘、提升和卸载动作认识正铲挖掘机正铲特点应用场景正铲挖掘机的铲斗朝向操作人员方向，工作时向上挖掘它采用强制切•露天矿山开采土方式，铲斗朝上，适合开挖高于停机面的土体•高台阶挖掘正铲结构使其具有更大的挖掘力和装载能力，特别适合挖掘硬质土壤和•大型土方工程岩石•硬岩挖掘作业大型矿山和采石场常使用正铲挖掘机，因为它们需要处理大量坚硬物料正铲挖掘机作业方式正向挖土1挖掘机前进到工作面前，铲斗向上挖掘物料，适合开挖高于机器的土层装载物料2铲斗满载后，机器稍微后退，使铲斗脱离工作面，准备转向卸载侧向卸土3上部结构旋转至一侧，将物料卸入运输车辆或指定区域返回准备4卸载完成后，回转至原位置，准备下一次挖掘作业正铲结构图精解铲斗特点正铲挖掘机的铲斗通常较大，开口朝上，底部有齿状切削刃，适合挖掘较干燥的土壤和岩石铲斗的容量决定了单次作业的效率工作臂结构工作臂较短粗壮，提供更大的挖掘力大臂和小臂的设计使得挖掘时能产生更大的切削力和提升力液压系统配备高压大排量液压系统，为强力挖掘提供动力支持液压缸布置方式专为向上挖掘设计，效率高认识反铲挖掘机反铲特点应用场景反铲挖掘机是目前最常见的挖掘机类型，其铲斗开口朝向机器方向，工•沟渠开挖作时向下挖掘反铲挖掘机操作灵活，挖掘准确度高，特别适合挖掘低•基础工程于机器水平面的土方•管道铺设•地下室挖掘•精细平整作业城市建设和小型工程中最常见的挖掘机类型，因其多功能性和适应性强反铲挖掘机动作演示定位准备1挖掘机移动到作业位置，调整铲斗位置，准备开始挖掘切入挖掘2通过控制小臂和铲斗，将铲斗切入土壤，向机器方向收缩，铲斗逐渐装满物料提升转向3大臂上升，同时上部结构旋转，将装满物料的铲斗移至卸载位置卸载回位4到达指定位置后，控制铲斗翻转卸料，完成后回转至挖掘位置，准备下一循环拉铲挖掘机（索铲）简介拉铲特点典型应用拉铲挖掘机又称索铲，是一种使用钢索牵引铲斗的挖掘机它利用铲斗•深基坑开挖自重切土，能够挖掘较深的基坑和水下土方拉铲挖掘机的特点是挖掘•水下挖掘作业距离远，可以在不移动机身的情况下完成大范围挖掘•河道疏浚工程•远距离挖掘作业•大型土方工程拉铲挖掘机在水利工程和大型基础设施建设中应用广泛拉铲结构特点钢索驱动系统拉铲挖掘机使用钢索和滑轮系统驱动铲斗，而不是液压缸直接控制这种设计使得铲斗可以通过调整钢索长度，达到更远的工作距离特殊铲斗设计拉铲的铲斗通常较重，底部有特殊切削齿，利用自身重量切入土壤铲斗设计成向操作人员方向开口，便于拉动时收集物料远距离作业能力拉铲挖掘机的工作半径可达20-30米，远超普通挖掘机这使其能够在一个位置完成大范围的挖掘工作，特别适合大型土方和水下作业挖掘机分类小结按铲斗运动方式分类按行走装置分类•正铲挖掘机向上挖掘，适合高•履带式挖掘机稳定性好，适合于机器的工作面软地面和复杂地形•反铲挖掘机向下挖掘，适合低•轮胎式挖掘机移动速度快，适于机器的工作面合多地点作业和公路运输•拉铲挖掘机利用钢索拉动铲•步履式挖掘机特殊类型，用于斗，适合远距离和深坑挖掘极端地形•抓斗挖掘机使用抓斗代替铲斗，适合抓取松散物料按功率大小分类•微型挖掘机6吨，适合狭小空间作业•小型挖掘机6-15吨，城市建设常用•中型挖掘机15-30吨，通用性强•大型挖掘机30吨，用于大型工程和矿山挖掘机操作安全要点作业区域安全挖掘机工作时，应确保作业半径内无人员活动设置警戒线，明确标识工作区域地下作业前，必须了解地下管线分布情况，避免挖断重要管线操作安全规范操作人员必须经过专业培训，持证上岗启动前检查各部件是否正常，工作中避免急转急停严禁超负荷作业，保持挖掘机稳定事故防范措施定期维护保养，确保机械状态良好严禁在不稳定边坡上作业，防止倾翻雷雨天气停止作业，防止雷击下班后将铲斗放置地面，切断电源互动问答你还见过哪些类型挖掘机？日常观察思考讨论在街边、工地你可能见过哪些不同类型的挖掘机？它们有什么特点？不同类型的挖掘机为什么会有不同的设计？它们分别适合什么样的工作环境？•城市道路施工中的小型挖掘机你认为未来的挖掘机会有什么样的新功能和新特点？•建筑工地上的大型履带挖掘机•带破碎锤的特种挖掘机如果让你设计一台挖掘机，你会加入哪些创新元素？•水上作业的两栖挖掘机课堂小实验杠杆原理实验准备1每组学生准备一把直尺、几个夹子和一些小重物（如橡皮、硬币等）搭建杠杆2将一个夹子固定在桌边作为支点，直尺放在夹子上形成杠杆力量测试3在直尺两端放置不同重量的物体，观察杠杆平衡条件尝试移动支点位置，感受力臂变化对杠杆的影响联系挖掘机4讨论杠杆原理如何应用在挖掘机的连杆机构中，以及如何通过杠杆原理放大力量教师演示组装简单连杆结构演示材料演示步骤•教学用连杆模型套件

1.组装基座和固定支点•简易液压模拟装置（注射器+软管）

2.安装主连杆和次级连杆•安装工具和连接件

3.连接液压模拟装置•挖掘机工作原理示意图

4.调整连杆长度和角度

5.测试连杆运动效果通过实物演示，让学生直观理解连杆机构如何在挖掘机中发挥作用小组活动认识挖掘机零件零件识别分组准备小组成员共同识别各个零件的名称和功能，对照零件清单进行核对将学生分为4-6人小组，每组发放一套挖掘机模型零件包组装预演功能讨论尝试将零件按正确顺序排列，为后续组装做准备讨论每个零件在挖掘机中的作用，以及它们如何协同工作组装准备检查零配件熟悉装配顺序在开始组装前，每个小组需要仔细检查零配件是否齐全，包括:组装前应认真阅读说明书，了解装配顺序和注意事项一般的组装顺序为:•底盘和履带组件

1.底盘与履带系统组装•上部旋转平台

2.动力总成安装•大臂、小臂和铲斗部件

3.连杆主机构装配•液压缸模型和连接销

4.铲斗与动作杆安装•驾驶室和装饰件

5.驾驶室与外壳组装确认所有零件完好无损，避免组装中出现问题

6.最后调试与检查组装第步底盘与履带1准备底盘安装履带轮连接履带将底盘主体平放在工作台上，确保表面平整稳按顺序安装驱动轮、导向轮和支重轮，注意轮将履带片依次连接，绕过所有轮子形成闭环固检查底盘上的连接点是否完好子方向和间距均匀使用连接销将轮子固定在调整履带松紧度，确保能够正常转动但不会脱底盘上落组装第步动力总成2发动机电池组加入连杆与油泵预装/根据模型类型，安装相应的动力源电动模型需安装电池盒和开关；手安装模拟液压油泵和主要传动装置，为后续连杆机构做准备动模型则安装手摇装置或模拟发动机将模拟液压管路预先连接到对应接口，但暂不完全固定，留有调整空确保动力组件与底盘牢固连接，放置在指定位置并用螺丝固定间在动力总成和底盘之间安装旋转支撑，确保上部结构能够顺畅旋转组装第步安装连杆主机3安装大臂底座1将大臂底座安装在上部旋转平台上，确保连接牢固，能够承受后续操作的压力连接大臂2将大臂与底座铰接，安装对应的液压缸模型注意大臂的方向和角度，确保安装正确安装小臂3将小臂与大臂末端铰接，安装连接小臂的液压缸调整小臂位置，使其能够自由活动连接动力源4将预先安装的液压管路连接到各个液压缸上，确保连接无误，线路整齐组装第步拼装铲斗与动作杆4铲斗组装连接铲斗与小臂将铲斗部件组装完整，包括铲斗本体、切削齿和连接耳使用连接销将铲斗安装在小臂末端，确保连接牢固但能自由转动检查铲斗的开合机构是否灵活，必要时可添加少量润滑油提高活动性安装控制铲斗动作的连杆和液压缸，调整连杆长度，使铲斗能够完成预期的动作检查整个工作装置的活动情况，确保大臂、小臂和铲斗之间的协调运动顺畅组装第步驾驶室与外壳5安装驾驶座安装驾驶室玻璃将驾驶座安装在上部平台指定位置，添加小心安装透明塑料片模拟的驾驶室玻璃，操纵杆和控制面板，模拟真实驾驶室内注意不要划伤表面，确保视野清晰部外壳与装饰安装发动机舱盖、防护栏杆等外壳部件添加贴纸、小旗等装饰，增加模型的真实感和美观度结构检查与调试活动部件检查电机功能测试组装完成后，需要对各个活动部件进行全面检查对于电动模型，进行通电测试•大臂和小臂能否顺畅上下移动•检查电池安装是否正确•铲斗能否正常开合•测试开关功能是否正常•上部结构能否自由旋转•观察电机运转是否顺畅•履带能否正常转动前进•测试各动作控制按钮的响应如发现卡滞现象，检查连接点是否过紧或有零件干涉调整电机速度和动作时间，使操作更加接近真实挖掘机挖掘机动作模拟演练基本动作练习1练习控制大臂上下、小臂伸缩、铲斗开合等基本动作，熟悉各控制机构的功能模拟挖掘2使用沙盒或软泥，模拟挖掘动作正确放置铲斗，切入物料，然后提升并转向精准卸料3练习将挖掘的材料准确卸入指定容器中，控制旋转角度和卸料时机组合动作4尝试同时控制多个动作，如边提升边旋转，模拟真实挖掘机的工作流程小组比赛看谁组装最快比赛规则•每组4-6名学生，共同完成挖掘机模型组装•所有小组同时开始，计时至模型组装完成并能正常演示•组装质量和速度同样重要，出现功能问题需返工修复•小组成员需分工合作，每人负责不同部分评分标准•组装速度（40%）完成全部组装所需时间•质量表现（30%）各部件安装牢固度和活动顺畅度•团队协作（20%）分工明确，配合默契•创新表现（10%）在基本要求上的创意改进组装错误案例解析连杆安装错误常见问题连杆方向装反，导致动作方向错误；连杆长度调整不当，影响活动范围解决方法仔细对照说明书检查连杆方向，根据功能测试调整连杆长度，确保动作正确液压缸位置不当常见问题液压缸安装位置偏离，导致力量传递不足；缸体与连接点不垂直，增加摩擦解决方法重新定位液压缸，确保其安装位置与连接点正确对应，减少不必要的摩擦和阻力履带张紧度不适常见问题履带过松容易脱落；履带过紧增加摩擦，难以转动解决方法适当调整履带张紧度，确保履带能够顺畅转动但不会轻易脱落动手实录学生展示自己的成果各小组展示自己完成的挖掘机模型，介绍组装过程中的心得体会和创新点教师记录每组作品的特点，鼓励学生相互学习，分享成功经验和解决问题的方法连杆机构实测实验实验准备1准备几组不同长度的连杆部件，以及记录纸和测量工具更换连杆2在模型上更换不同长度的连杆，每次更换后固定其他变量记录数据3测量并记录不同连杆长度下铲斗的最大高度、最大深度和最大伸展距离分析结果4比较不同长度连杆的效果，讨论连杆长度对挖掘机工作范围和力量的影响拓展阅读连杆机构的其他应用汽车发动机自行车剪刀雨刷器发动机中的连杆将活塞的往复直线自行车的脚踏板、曲柄和链条组成剪刀是典型的连杆机构，通过杠杆汽车雨刷器利用连杆机构将电机的运动转换为曲轴的旋转运动，是能的传动系统，利用连杆原理将人力原理放大手部力量，实现切割功旋转运动转换为雨刷的摆动，清除量转换的关键部件转化为车轮转动能挡风玻璃上的雨水工程机械知识拓展推土机起重机主要用于平整土地和推移物料，前部装有专门用于垂直提升和水平移动重物的设大型推土铲，通过履带行走与挖掘机不备结构上与挖掘机的主要区别是使用吊同，推土机主要进行水平推移作业，而非钩或吊具代替铲斗，并具有更长的起重臂挖掘和更大的承重能力压路机用于压实路面的专用机械，前部装有大型钢轮或橡胶轮与挖掘机的主要区别是不进行挖掘作业，而是通过自重和振动实现压实功能挖掘机绿色智能新科技电动挖掘机智能化与远程控制现代环保理念推动了电动挖掘机的发展电动挖掘机使用大容量电池代现代挖掘机越来越智能化，配备GPS定位、自动避障、作业区域限制等替传统柴油发动机，具有零排放、低噪音的优势功能最新的电动挖掘机续航时间可达8小时以上，满足大部分工程需求，并可远程遥控技术使操作人员可以在安全区域操控挖掘机，特别适用于危险通过快速充电技术缩短充电时间环境作业，如灾区救援、核污染区域等部分先进挖掘机已实现半自动化操作，能根据预设程序完成简单重复作业挖掘机趣味冷知识世界最大挖掘机挖掘机在影视作品中德国制造的巴格尔293型挖掘机是世《变形金刚》系列电影中的铲土机界上最大的挖掘机之一，高达96米，就是一台变形后的挖掘机，名叫挖地重达14,200吨，相当于2,000头大象虎的重量！日本动画《工程车辆变形机器人》它每小时可挖掘240,000立方米的物中，挖掘机是主角之一，可以变形为料，相当于填满96个奥运会标准游泳机器人战士池！挖掘机竞技比赛在一些国家举办挖掘机技能大赛，参赛者需用挖掘机夹取鸡蛋、叠积木等精细操作，展示极高的操作技巧在日本，熟练的挖掘机操作手甚至能用铲斗打高尔夫球入洞！互动小游戏拼图挑战游戏规则教学目的屏幕上显示一台分解的挖掘机结构图，学生需要将各部件拖拽到正确位•加深对挖掘机结构的记忆置完成拼图•提高空间想象能力系统会记录完成时间和正确率，鼓励学生多次尝试提高成绩•锻炼手眼协调能力•以游戏方式巩固所学知识拼图难度可以调整，从简单的6-8块到复杂的20块以上，适应不同学习阶段游戏结束后，可以点击各部件查看详细信息，进一步学习挖掘机知识总结归纳挖掘机关键结构挖掘机由底盘行走系统、上部旋转平台、动力系统和工作装置四大部分组成其中工作装置包括大臂、小臂和铲斗，通过液压系统和连杆机构实现复杂的挖掘动作挖掘机类型按工作方式可分为正铲、反铲和拉铲等类型；按行走装置可分为履带式和轮胎式；按大小可分为微型、小型、中型和大型挖掘机不同类型适用于不同的工作环境和任务连杆机构工作原理连杆机构通过杠杆原理放大力量，并将一种运动转换为另一种运动在挖掘机中，连杆机构将液压缸的直线运动转换为铲斗的复合运动，实现精确控制创意延伸画一画你心中的未来挖掘机创意方向建议想象未来的挖掘机会有哪些创新功能和外观？它可能会使用什么新技•多功能组合一机多用的设计术？如何更加环保和高效？•智能化控制自动驾驶或智能辅助你可以在纸上绘制你想象中的未来挖掘机，并标注其特殊功能和创新•新能源应用太阳能、氢能等替代燃油点•特殊环境适应水下、太空或极端气候•生物仿生模仿动物结构的创新设计课堂讨论与分享有趣发现在动手实践中，你有哪些新的发现或理解？挑战与解决哪个环节让你印象最深刻？为什么？在组装过程中你遇到了哪些难题？你是如何解决的？组内成员是如何分工合作的？有什么好的协知识应用作经验可以分享？学习挖掘机知识对你有什么启发？你能想到连杆机构在生活中的其他应用吗？课后作业与鼓励观察记录知识分享课后请留意身边的工程机械，尤其是挖掘机可以在安全的距离观察它向家人介绍今天学到的挖掘机知识，可以展示自己组装的模型，讲解挖们的工作方式，记录下不同类型挖掘机的特点和工作场景掘机的结构和工作原理将观察记录整理成小报告，可以配上自己拍摄的照片或绘制的图画尝试用连杆原理解释家中的一些工具或设备，如剪刀、开罐器等，增强知识应用能力记住，工程世界中有无数奇妙的机械等待你去发现和学习！。