Semana 2: Construir un robot que se mueva

Duración de la sesión: 65 a 80 minutos

Propósito de aprendizaje

Ahora que los estudiantes saben qué es un robot, construyen uno que de verdad se mueve. Aprenden cómo un motor hace girar un eje, cómo las ruedas y los engranes convierten ese giro en movimiento, y cómo los engranes cambian velocidad por fuerza de giro (par motor). Investigan por qué algunas bases con ruedas se voltean y otras se mantienen firmes (la fricción y la tracción dan agarre, y un centro de masa bajo y ancho da estabilidad) y conocen la tracción diferencial, en la que mover las dos ruedas a distinta velocidad es lo que dirige al robot. Después, cada estudiante construye y prueba su propia base rodante.

Resultados esperados en los estudiantes

Al terminar esta semana, los estudiantes van a poder:

Explicar cómo el motor, el eje y las ruedas convierten el giro en rodadura
Identificar las ruedas, los ejes y los engranes de una base rodante
Comparar velocidad y par motor, y cómo los engranes cambian uno por el otro
Usar la fricción y la tracción para explicar por qué las ruedas agarran o patinan
Reconocer diseños de chasis estables e inestables
Explicar cómo la separación entre las ruedas y el centro de masa afectan el equilibrio
Construir o simular una base rodante y dirigirla con tracción diferencial
Probar un diseño y mejorarlo a partir de los resultados

Ritmo sugerido

About 65 a 80 minutos. Adjust to your group - these are guides, not limits.

Paso	Enfoque	Minutos
Cómo se mueven los robots	Motor, eje, ruedas, engranes que cambian velocidad por par motor, fricción y tracción.	15 min
Mantenerse en pie	Equilibrio, estabilidad, centro de masa, diseño del chasis y tracción diferencial.	10 min
Investigación virtual del chasis	Cambiar una cosa a la vez y registrar su efecto en la velocidad, el agarre y la estabilidad.	15 min
Predice cuál base es la más firme	Adivinar qué base aguanta más tiempo en pie antes de la prueba de volcadura.	5 min
Reto de la base rodante	Construir una base que ruede derecho, se dirija y se mantenga en pie.	20 min
Pruebas de velocidad y volcadura	Registrar la velocidad, la rectitud y el ángulo de volcadura de cada configuración.	10 min
Comprobación de conocimientos	Cinco preguntas sobre movimiento, par motor, tracción, estabilidad y dirección.	8 min
Reflexión	Escribir sobre engranes, estabilidad y dirección por tracción diferencial.	7 min

Antes de empezar

Preparación del espacio

Pon a la vista ruedas, engranes y piezas de chasis (kit), o cartón, tapas, brochetas y cinta (sin dispositivos), ordenados para que los estudiantes puedan intercambiarlos rápido.
Imprime la Bitácora de pruebas del chasis y el registro de pruebas de velocidad y volcadura, uno por estudiante o por pareja.
Marca en el piso un carril de prueba de un metro y arma una rampa o una pila de libros para la prueba de volcadura.
Si usas el simulador, abre la misión del laboratorio de chasis en cada dispositivo.

Prepara con anticipación

Construye tú mismo una base rodante que funcione, para poder mostrar un ejemplo estable y detectar los problemas de bamboleo más comunes.
Haz la prueba de volcadura con una base alta y con una baja y ancha, para poder anticipar lo que verán los estudiantes.
Ten ligas de repuesto a la mano para arreglar las ruedas con poca tracción.

Materiales

Hoja de trabajo Bitácora de pruebas del chasis (imprimible)(Kit, Simulador, Sin dispositivos)
Lápiz, papel y una regla o cinta métrica(Kit, Simulador, Sin dispositivos)
Una rampa corta o una pila de libros para formar una pendiente para la prueba de volcadura(Kit, Sin dispositivos)
Un kit de robótica programable con dos motores, ruedas, ejes y engranes(Kit)
Ruedas y engranes surtidos del kit para intercambiar y comparar(Kit)
Computadora o tableta con el simulador del navegador(Simulador)
Cartón para el chasis, además de cinta adhesiva y tijeras(Sin dispositivos)
Tapas de botella o de frasco para las ruedas, y palitos de brocheta o popotes para los ejes(Sin dispositivos)
Ligas, monedas o plastilina para agregar agarre y pesoOpcional(Sin dispositivos)
Una canica o pelotita para representar cómo se desplaza el centro de masaOpcional(Sin dispositivos)

Seguridad

cautionMantén los dedos, el cabello y la ropa suelta lejos de las ruedas y los engranes en movimiento, y apaga el motor antes de cambiar piezas.(Kit)
cautionUsa tijeras seguras para niños con un adulto para cortar el cartón y los agujeros de los ejes, y mantén sin punta las brochetas.(Sin dispositivos)
cautionPrueba las bases rodantes en un espacio despejado, lejos de las orillas de las mesas, las escaleras y los desniveles.(Kit, Sin dispositivos)
infoGuarda tu trabajo con frecuencia para que al recargar el navegador no se pierdan tu chasis ni tu bitácora de pruebas.(Simulador)

Instrucciones de seguridad completas

Review these once with your group. They apply across the whole course; the notes above are what matters most this week.

Batteries and circuitsKit

Use only appropriate low-voltage educational equipment - no wall outlets and no household batteries wired by hand.
Never connect a battery's two terminals directly to each other.
Stop right away if a motor, wire, or battery becomes hot, and tell an adult.
Disconnect the power before changing wheels, motors, or other mechanical parts.

Motors and gearsKit

Keep fingers, hair, jewelry, sleeves, and loose clothing away from moving gears and wheels.
Do not force a stalled motor that has stopped turning - switch it off and find out why.
Make sure moving parts are secured before you run a test.

Moving robots

Test on the floor, not on a table where the robot could drive off an edge.
Keep robots away from stairs, roads, water, pets, and people's feet.
Use a clear, open test area.
Always include a safe-stop behavior so the robot halts when the job is done or something is in the way.

Tools and materialsKit, Sin dispositivos

Ask an adult for help with cutting or any sharp tools.
Use safe classroom materials - no sharp, toxic, or breakable items.
Never launch or swing an attachment toward a person.

Cómo llevar la sesión

1.Empieza con la cadena motor-eje-rueda y con los engranes que cambian velocidad por par motor, antes de que empiece cualquier construcción.
2.Haz la Investigación virtual del chasis, insistiendo en que los estudiantes cambien una sola cosa a la vez y registren cada resultado.
3.Pide a los estudiantes que predigan cuál base será la más firme y luego haz la prueba de volcadura para comprobarlo.
4.Pasa a la construcción de la base rodante, luego a las pruebas de velocidad y volcadura, y cierra con la comprobación de conocimientos y la reflexión.

Ideas equivocadas frecuentes

"Ruedas más grandes siempre significan un mejor robot": las ruedas grandes dan velocidad, pero necesitan más par motor para arrancar y pueden elevar la base.
"Bajar la relación de engranes hace al robot más lento y más débil": lo hace más lento, pero más fuerte; cambia velocidad por par motor.
"Si la rueda gira, el robot se está moviendo": sobre un piso resbaloso puede girar en el mismo sitio, sin tracción.
"Un robot se dirige con un volante": los robots de tracción diferencial se dirigen moviendo las ruedas a distinta velocidad.
"Los robots más altos son más firmes": una base baja y ancha con el centro de masa bajo es mucho más difícil de voltear.

Preguntas para hacer

¿Por dónde tiene que pasar el giro del motor para llegar al suelo?
Si quieres que este robot suba, ¿necesitas más velocidad o más par motor?
¿Por qué esta rueda patina en lugar de agarrar?
¿Hacia dónde va a girar el robot si la rueda izquierda va más despacio?
¿Dónde está el peso, y cómo podrías hacer que esta base fuera más difícil de voltear?

Adaptaciones para el salón y los equipos

Hazlo más fácil

Dales a los estudiantes una base ya construida y pídeles solo que cambien las ruedas y hagan la prueba de volcadura en la rampa, en lugar de armar el chasis desde cero.

Hazlo más difícil

Rétalos a ajustar los engranes de su base para lograr la mejor subida por la rampa y a recorrer un cuadrado preciso usando solo giros de tracción diferencial.

Equipos y grupo completo

In pairs or small groups, give each student a role that rotates - driver (builds or types), navigator (reads the plan), and recorder (fills the worksheet) - so everyone participates. For a whole-class demo, run one shared robot or simulator on the board, have students predict together, then let groups repeat it on their own path. Groups can also mix paths: one builds on the kit while another checks the same idea in the simulator or unplugged, then they compare results.

Notas para con equipo y sin equipo

Every activity this week runs three ways - all three teach the same core idea, so pick whichever fits your room. No specific product is required.

Kit

Hoja de trabajo Bitácora de pruebas del chasis (imprimible)
Lápiz, papel y una regla o cinta métrica
Una rampa corta o una pila de libros para formar una pendiente para la prueba de volcadura
Un kit de robótica programable con dos motores, ruedas, ejes y engranes
Ruedas y engranes surtidos del kit para intercambiar y comparar

Simulador

Hoja de trabajo Bitácora de pruebas del chasis (imprimible)
Lápiz, papel y una regla o cinta métrica
Computadora o tableta con el simulador del navegador

Sin dispositivos

Hoja de trabajo Bitácora de pruebas del chasis (imprimible)
Lápiz, papel y una regla o cinta métrica
Una rampa corta o una pila de libros para formar una pendiente para la prueba de volcadura
Cartón para el chasis, además de cinta adhesiva y tijeras
Tapas de botella o de frasco para las ruedas, y palitos de brocheta o popotes para los ejes
Ligas, monedas o plastilina para agregar agarre y peso
Una canica o pelotita para representar cómo se desplaza el centro de masa

Solución de problemas

Problemas frecuentes de las actividades de esta semana y qué intentar.

La base se curva en lugar de ir derechoKitTry: Revisa que las dos ruedas estén bien apretadas y que los motores giren a la misma velocidad; una rueda floja o motores disparejos hacen que se curve.
Una rueda gira pero la base no se mueveKitTry: La rueda está patinando: hay poca tracción. Prueba con una rueda que agarre mejor o con una superficie más áspera.
Todas las configuraciones se manejan igualSimuladorTry: Asegúrate de haber cambiado el ajuste y de haber vuelto a ejecutar; cambia un solo ajuste a la vez para que el efecto se note.
La base siempre se voltea en las curvasSimuladorTry: Baja el centro de masa o ensancha la base, y luego toma la curva un poco más despacio.
La base rueda chuecaSin dispositivosTry: Alinea los ejes para que queden paralelos y que las ruedas sean del mismo tamaño de cada lado.
Las ruedas se arrastran en lugar de rodarSin dispositivosTry: Puede que el eje esté atorado. Haz el agujero un poco más grande para que el eje gire libremente.
Siempre se desvía hacia un ladoKitTry: Puede que un motor sea más rápido o que una rueda esté floja; iguala la velocidad de los motores y aprieta las dos ruedas.
Se va de frente cuando frenaKitTry: El centro de masa está demasiado alto o demasiado adelante; baja el peso y córrelo hacia atrás, sobre las ruedas.
La base solo avanza derecho, nunca giraSimuladorTry: Pon valores distintos en la velocidad de las dos ruedas; con velocidades iguales siempre va derecho.
La base se voltea en las curvasSimuladorTry: Baja el centro de masa o separa más las ruedas, y luego gira con más suavidad.
Rueda chuecaSin dispositivosTry: Los ejes no están paralelos o las ruedas son de distinto tamaño; endereza los agujeros y empareja las ruedas.
Las ruedas patinan sobre la mesaSin dispositivosTry: Enrolla una liga alrededor de cada rueda para darle tracción.

Respuestas de la comprobación de conocimientos

Las respuestas se muestran aquí solo para la persona adulta; la hoja de trabajo del estudiante las mantiene ocultas.

1. Diagnostica el problema de diseño.
Respuesta correcta: El centro de masa está demasiado alto
Por qué: Alto y pesado por arriba significa un centro de masa alto, y eso se voltea en las curvas rápidas. Baja el peso o separa más las ruedas.
2. ¿Cómo hace un motor que gira para que un robot ruede por el piso?
Respuesta correcta: El motor hace girar un eje, y el eje hace girar las ruedas
Por qué: El motor hace girar un eje, el eje hace girar las ruedas que lleva puestas, y esas ruedas al girar hacen rodar al robot.
3. Cambias los engranes de un robot para que sus ruedas giren más despacio. ¿Qué ganas y qué pierdes?
Respuesta correcta: Ganas par motor (fuerza de giro) y pierdes velocidad
Por qué: Los engranes cambian velocidad por par motor. Hacer que las ruedas giren más despacio da más fuerza de giro para subir o empujar.
4. Las ruedas de un robot giran rápido, pero casi no se mueve sobre un piso liso y resbaloso. ¿Cuál es el problema?
Respuesta correcta: Poca tracción: las ruedas patinan en lugar de agarrar
Por qué: Los pisos lisos dan poca fricción, así que las ruedas tienen poca tracción y patinan en el mismo sitio en lugar de hacer avanzar al robot.
5. ¿Cuál base de robot es la más difícil de voltear?
Respuesta correcta: Una base baja y ancha con las piezas pesadas cerca del suelo
Por qué: Una base baja y ancha mantiene el centro de masa bajo y dentro de las ruedas, y eso la hace difícil de voltear.
6. En la tracción diferencial, ¿cómo gira a la izquierda un robot de dos ruedas?
Respuesta correcta: La rueda izquierda gira más despacio que la derecha
Por qué: En la tracción diferencial el robot gira hacia el lado de la rueda más lenta, así que frenar la rueda izquierda lo dirige a la izquierda.