Friday, September 16, 2016

Plantigrade - 4

上次講到那轉動部份有些問題,事實上這樣的連動方式是不行的。假設前面那個Beam 1x3 在轉,後面那個1x3會否跟着轉呢?





上面最後的一個狀態是不確定的,而且通常只會發生以下的情況:


這時我們需要在90度的位置加上另一Beam,確保被驅動Beam 1x3不會走錯方向:






版本2的Plantigrade驅動部份就要這樣改裝一下。

Sunday, September 04, 2016

Plantigrade - 3

先看看 Plantigrade Machine 完成後的樣子:



這個 Plantigrade Machine 簡單來說是把四個 Lambda Mechanism 裝在一起,再加上四隻腳就是了。裝配的步驟如下:

把中間部份裝好:





那四個裝在前後的 Lambda Mechanism 有些不一樣的。這是其中一對前後 Lambda 從不同角度觀看:




這是另外一對 Lambda:




四個 Lambda 與中間部份裝好後的樣子:



裝配四隻腳,總共有兩款,這是第一




這是第二款:



四隻都準備好:



然後連到 Lambda 上:




然後準備兩款連接用來把對角的腳連起來,這是第一款:



這是第二款:



因為空間問題,那連接需要一高一低地裝,先裝好低的連接:


這低的連接是裝在從頂數下來第五、六個孔的位置:



然後再裝高的連接,位置是從頂數下來第三四個孔:





完成了:






這東西好不好玩?剛裝好的時候看著那些互相連動的 Beam 的確有些視覺上的享受。可是真的要它行起來就要兩手動着那些 Lambda ,完全沒有像那套動畫般有趣。還有,這次用了這個件動起來有點不順,下次要試試改用 Liftarm 1x3




下回會把這 Plantigrade Machine 改裝一下。

Thursday, September 01, 2016

Plantigrade - 2

我們先從那個簡單的 Lamda Mechanism 開始,看看那連杆的末端是否跟這圖一樣運動。

By Van helsing (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) or CC BY 2.5 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.5)], via Wikimedia Commons

圖中顯示那些長度為A, 2A, 2.5A。因為很難在Technic Beam 上弄2.5個單位的距離,所以把它乘2,1/ 2/ 2.5 就變成 2/ 4/ 5個孔的距離:



我是用以下的Technic 件裝起了 Lamda Mechanism 來試的。



按照以上孔距長度把 Beam 裝起來。



再加上這些件使它站得穩。



找一支原子筆芯,外徑約小於3mm可套入Pin 内。




在紙上劃出 Beam 末端的路徑。



因為筆芯跟 Pin 之間有空隙,所以每次劃出來不一定跟上次劃的完全刎合,但已可引証沒裝錯。



下一步就真正用Technic 件裝一個 Plantigrade Machine 出來。

Tuesday, August 30, 2016

連杆機構 - Plantigrade Machine

在眾多的機械構造當中,連杆機構(Linkage mechanism)真是千變萬化,博大精深。在翻查資料時十九世紀(18xx年)已經存在了各式各樣的連杆機構。其中一個很有趣的設計叫 Plantigrade Machine,就像四隻腳在走動似的。那個年代還沒有電池推動的馬達,所以這機構是不會自己走動的。可是光看着連杆在運動的樣子已經够「頂癮」了:

http://en.tcheb.ru/1
(注意:用IE11瀏覽器看那動畫有時是看不到,用Chrome就沒問題。)

設計這東西的人叫Tchebyshev,是俄國數學家。其實Plantigrade Machine (1878年) 的原理是基於他設計的Lambda Mechanism:
By Van helsing (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) or CC BY 2.5 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.5)], via Wikimedia Commons
這是一種叫「平面四杆」的機構(4 bar linkage),四杆在那裡呢?
- 深藍色,長度=A
- 紅色,長度=2.5A + 2.5A
- 藍色,長度=2.5A
- 還有那深藍色跟藍色之間是固定的,長度=2A

只要使到深藍色杆在迴轉,紅色杆的末端就會按那虛線運動,即是走一段直線,然後快速回到起點。如果以上的長度(那些A, 2A, 2.5A)改變了,末端的運動路徑就不一樣了。

哇!到底Tchebyshev花了多長時間才想出這東西呢?真是沒法知道。

那些年我猜想機械加工必定很昂貴,精度可能還可以的(不然那些百多年歷史的鐘錶就沒法造出來了)。如果拿着幾條木把它釘起來就可造出一些運動真不錯啊!

我當然想起Lego Technic 那些Beam,用來裝一套Plantigrade Machine 應該不難吧。下回再詳細講解。

重新開始這個Blog

我對LEGO Technic 的興趣是十年前買了Lego Mindstorm NXT 開始的。在08年打算寫個Blog記載一下做過的東西,無奈各種生活上的忙碌以至沒有繼續了。近幾年都在看一些關於機械結構(mechanism)的書及網上資料,真是驚嘆百多年前已經設計了各式各樣的機械。看着那些設計真是有一種欣賞古董的感覺,巴不得馬上動手用Lego Technic 組裝出來看看。希望這次可把這Blog復活過來,邊寫邊把學到的東西記錄下來及公諸同好。

這Blog 主要用繁體中文寫的,當中會夾雜了一些英文名詞,例如「Technic Beam」這東西我相信就這樣用英文搜尋容易過把它翻成中文。

If there are readers prefer to read this in English, please let me know.