有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

伸出圆手

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

原理:对于机器人而言,学会如何抓握是件很重要的事情。以往,很多机械手都是类似人手的结构,通过控制“手指”的弯曲来持物。这样的设计看起来很“自然”,但控制起来却相当复杂。而上图中研究者们提供了另外一种更加简单的解决思路。这个很有哆啦A梦风格的球形机械手看起来高大上,但材料却很亲民——它的握持部件其实就是一个填充了研磨咖啡粉的气球。这个气球的后方连接着气泵,在接触并包裹要抓起的物体之后,气泵启动产生负压抽走空气,使圆手前端的形状“固定”下来,就可以抓起物体了。

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

花絮:也有DIY爱好者用气球和注射器做出了简化版的小圆手,在这里可以看到DIY教程:

弹子锁

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

原理:弹子锁是一种经典的锁具,现在在市面上依然很常见。弹子锁的锁芯内平行排列有多个孔洞,每个孔洞内有弹簧、上弹子和下弹子。在未插入钥匙时,由于弹簧的作用,锁体被弹子卡住,使锁芯不能任意旋转。而插入钥匙后,钥匙上的“齿”与长短不一的下弹子长度相互适配,使上弹子和下弹子的接触面与锁芯和锁体的接触面达到重合,这时候再通过钥匙旋转,就可以将锁打开了。

花絮:因为结构简单,这种锁的防盗性能也比较堪忧。从下图中可以看到,通过铁丝钩的拨动,就可以将弹子锁撬开:

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

风扇转头

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

原理:很多风扇的“后脑勺”上都有这样一个小机关,按下去就可以让风扇转头,拔起来就可以固定风扇的方向。这实际上是蜗轮蜗杆传动、齿轮啮合传动以及曲柄摇杆机构的共同作用。当按下控制轴之后,位于电机后方的涡轮与蜗杆接触,在蜗杆的带动下转动:

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

蜗轮蜗杆传动原理示意图

而下方带动电扇转头的部件则可以看成是一个曲柄摇杆机构。在蜗轮蜗杆传动的带动下,下方的齿轮随之旋转,而与之相连的摇杆又可以在它的带动下在一定角度内进行摆动,由此达到让风扇来回摆头的目的。

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

曲柄摇杆示意图

星型发动机

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

原理:在物理课本上,我们学到过最基本的活塞发动机,空气和燃料的混合物进入气缸并被点燃,推动活塞运动,而曲轴和连杆又会把活塞的直线运动变成圆周运动:

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

而如果把一组基本元件辐射状组合起来,就得到了上面的星型发动机。在星型发动机中飞轮产生的惯性联结了多个曲柄滑块机构,使整体结构运动平滑。

在涡轮发动机出现之前,很多飞机上采用的都是这样的星型发动机:

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

花絮:当我们把活塞基本元件通过不同方式组合时,就产生了不同类型的往复式活塞内燃机结构,这些复合结构能提供更强的动力。除了星型发动机以外,也有直列、水平、V形等多种组合方式。

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

直列四缸发动机

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

水平四缸发动机

有趣的机械动图,一起看看,我们身边就有很多应用的地方

动力强劲的V6发动机


分享到:


相關文章: