当前课程知识点:创客培养:趣味力学实验与制作 > 第三章 新型不倒翁及小熊爬绳 > 3-1 新型不倒翁 > 新型不倒翁
大家好 欢迎来到创客课堂
今天的话我们要做一个不倒翁大家看看
说到不倒翁的话呢
大家可能一般想到是一个鸡蛋一样的一个形状
然后上面画上一个人的形状
是一个老头的形状
所以叫不倒翁
但是呢在我们这个创客空间的话呢
我们希望思维更加开阔
所以的话呢我们思维啊就不受这个限制了
比如说像这里面
我们可以把上面做一个踢足球的一个人
而在这儿的话呢
我们把中间做一个马踏飞燕
因此的话呢
如果你受这个启发的话呢
你可以想象中间可以放任何你喜欢的图案
因为我们前面已经说过
我们可以自己手绘图
或者从网上找图片都可以
所以的话呢 今天的话呢
我们就以这里面某一个例子
比如说这个比较简单啊
以这个为例
我们看看怎么把它设计出来
但是在讲之前的话呢
我们还是先看看设计中的一些技巧吧
我们以这个来看看这个技巧
比如说一开始的时候你找个图片
马踏飞燕的图片
把它整理 裁出来
用这个AI软件
我们已经 前面已经介绍了
把它外形取出来变成一个矢量图
但是呢这个矢量图
怎么样和我们这个装置整体连在一起呢
你看看
我们可以在这儿加一个
类似于太阳的一个图案
然后在这儿的话加上浮云
因此利用这样一些设计的话呢
可以把中间这个主要的图案的话呢
和我们的边界连在一起
而且的话呢
它既是一个美观的一个装饰
又是个连接的一个装置
所以的话这是一个设计中的技巧
好 那么真正在设计时候的话
需要考虑什么问题呢
大家知道
不倒翁的话呢
可能以前有人用鸡蛋做过
把鸡蛋掏空 蛋黄倒出去
然后呢往里面加上一个小钢珠
然后把它稍微固定一下
所以这里面要点是什么呢
就是要让它的重心降的比较低
比如说以这个为例的话呢
它这是一个圆弧
你会注意到我上面圆弧比较窄
而下面圆弧比较宽
这样一来的话
它重心就会往下降
理论上的话呢
只要它重心低于它的圆心
比如说我们这个圆的圆心在这个位置
只要它重心低于圆心的话呢
它就能在这个指定位置平衡
并且稳定
而你给它扰动的话呢
它就会不停的摆动起来
所以的话呢
我们要求的是让重心降低
那么对这个来说的话呢
我们特意设计这个比较厚
这个比较窄
就实现这个把它重心降低了
但是对这个来说的话呢
我们可以用另外一种方法
我们可以设计完之后的话
上面打些孔
我们可以来往里面加螺丝
螺丝螺母的话呢
等于是个配重
所以的话这种方式的话呢
也就说我们不用考虑太多的重心问题
就是你先做出来之后
然后再往里面通过配重
来实现调平衡
比如说现在它基本上平衡了
但是呢如果我们拆掉一个看看
我们拆掉一个螺丝螺母看看
看到就是这样一个形状
如果我们把螺丝螺母加前面的话呢
它就会更加角度变化
所以的话呢对于这个不倒翁的话呢
我们就不用考虑太多的
那个它的重心问题
而是做完之后的话呢
是通过适当的在某个位置
加上螺丝螺母的话呢来调平衡
所以两种方式 都是可以的
那么今天的话呢
我们就以这个方式来说明怎么样处理
好 下面我们看看
对于这样一个图案的话呢
我们怎么把它设计出来
那么它的话呢
实际上比较简单
这个装置的话呢有几片组成
一片是半月形的身体
这个半月形的身体
然后的话呢
下面一个是挡板
上面一个是那个
它可以认为它的主体
上面的话呢图案是自己设计的
那么下面我们看看
我们怎么把它设计出来
那么在这样的话呢
我们这个图案已经设计好了
那么我们调出其中一部分
来看看怎么设计
首先的话看这个人体
这个人体的话呢
是通过我们从网上找个图片
然后的话呢
用我们前面说的AI这个软件的话呢
把它轮廓取出来
那么特别需要说明的是的话
当我们做完之后的话呢
这个人体的话呢
它这个地方要说明
这是我们后来加进去的
就是说它的腿部
就这个地方的话呢和这个装置
半月形的装置要有一个接口
这个接口的话呢
我们设计成这样一个样子
那么这个地方
和我们前面做那个桌子
椅子时候接口是类似的
好 同样的话考虑它的尺寸关系
是一个 凸起的话呢
尺寸稍微大一点点的
比那个凹的话要大0.3毫米
我们可以量一下
好 我们量一下这个尺寸是多少
看看这个尺是10.3毫米
那么这个地方的话
未来是要接在这个地方的
它的挡板上这个地方
我们看这是10
所以的话我们还是满足
以前说的规律就是说
凸起的话呢
比那个凹的话要大0.3毫米
这样的话正好挤进去
那么再看它的宽度的话
这个凹槽的宽度是2.3
而我们这个板子的厚度的话呢
是2.5左右
所以的话呢可以把它挤进去
好 所以也就是说
要注意这个地方一个接口
其次的话注意这个地方为什么
足球里面的话用的是红色呢
那是因为我们要切的时候话呢
我们希望它这个足球里面
一些小块先切出来
先掉下去
我们反过来想一想
如果是整个轮廓切出来之后的话
掉下去的话呢
那里面足球这个地方呢
这些小孔啊就切不着了
所以的话呢
我们有一个先后次序问题
在我们这个问题中的话呢
就利用颜色来控制它
好 这个是人体
那么下面我们看看
以这个地方为例
它怎么设计呢
我们把它拷出来
我们看看 我们再单独来看一下
那么实际上它做的时候
应该比较简单
它首先是把一个圆画出来
然后分成两半
比如说我们随意画一个
因为我们现在是随意画它尺寸
并不是特别重要
首先画一个圆
然后的话呢把它分成两半
我们利用它的捕捉功能
就是
抓住它的那个过圆心这一点
这样的话分成两半了
那么下面的话呢
我们来画它这个接口
就这个地方接口
这三个接口的话呢都是一样的
所以我们以一个为例来画
我们可以先量一下尺寸是什么
是10和2.3
所以的话呢
我们画一个10 2.3
好 OK
那么它放什么位置呢
在我们这个问题中
放在什么位置并不是特别重要
你把它偏一点
居中一点都没关系
只要你相应的 你这个改了
你的那个挡板也改了就可以了
那么假设我们把它放到某个位置
放完之后的话呢
镜像一下
好
那么上面的话呢也要有一个
这一个的话呢
我们可以把它这样也拷贝一下
注意拷贝时候的话
我们选它的中点为基点
然后的话呢
比如说我们先放这儿
然后再往上移一下就可以了
移什么位置的话呢
也是根据你自己感觉
这个位置不是特别重要
你稍微偏下一点上一点都没关系
好 比如我们偏这儿
那么这样一来的话呢
上半部分的孔就出来了
那么还有这里面圆孔的话是加配重的
那么这个就更随意了
我们知道这个圆孔的直径的话呢
是按照螺丝来定的
螺丝的话直径是4毫米
所以我们就定一个4毫米的一个圆
比如说我们先画一个圆
我们这是半径的话就除以2就可以了
2它直径是4
我们把它放到某个位置
比如说移动它
先居中放一个
我们按照居中来放
好 然后呢我们可以来复制
复制的时候就是说放多少的话呢根据需求
比如说我们放个10
再放20 30 这都可以
这根据你自己觉得排的比较好看就排
做就可以
那么把它复制一下
镜像
好
当然我们这个图跟左边这个图的话
微微有点小区别
它的疏密是都不一样
但这并不是主要的 只告诉你
你可以很容易把它做出来
好 有了这个之后的话呢
我们可以把它再可以选一部分复制
比如说选这个
这一个复制一下
好
那么复制完之后
如果你觉得要修改一下
你可以把它修改一下就可以
好
就类似这样的方式的话呢
就把这个配重的这个孔做好了
那么下面的话呢
只要把这个整个的镜像就可以了
好 你看
通过这样的方式的话呢
可以在很短时间
就会把这个装置的两边
那个半圆形做出来了
那么类似的话呢
其它这个地方的像这个横档啊
这个身体的接口部分的话
都可以很快的做出来
好 那么下面的话呢
我们就把它存盘
然后进行切割
切割完之后我们再拼装一下
那么说到不倒翁的话呢
它有一个概念就是平衡和稳定
以及它的重心的问题 就三个概念
一个重心 平衡和稳定
那么重心的话呢比较好理解
比如说我们有一个物体
它重心怎么定呢
我们可以来这样定
就是拿个手这样放着
这么找 交点处的话
这个地方就是它的重心
也就是说我们现在拿一个手放这儿
它就可以能够平衡
这就是重心的位置
那么如果这个物体不是一个均质的
比如说我们特意
比如把这边放个螺丝放里面
它就已经不是均质的
但是还是可以用这个方法来找
我们还是可以这样找
你看它就不会在中间了
它就会稍微偏一点 偏到这儿
好 在这个位置会是一个重心位置
所以的话 利用这种方式的话
可以找出它的重心来
重心的位置大概在这儿
重心是什么呢
就是说可以认为物体
把它所有的重量集中在某一点
在这一点的话呢
支撑它的话它可以平衡
好 那么对于这个不倒翁的话呢
首先重心知道之后
它涉及到平衡问题
那么什么是平衡呢
我们来看个例子
那么假设我们这个
一个很细长一个杆在这儿
它立在这儿的话呢
它相对我们地面处于一个静止状态
我们可以认为它是处于平衡
那么比如说在这个物体
它表面的话呢是一个曲面
它放这儿也可以处于平衡
所以平衡的话呢
可以认为是它相当于
我们一个参照物
通常是地面
处于一个相对静止状态是平衡
那么什么是稳定呢
这个里面就说
如果给它一个干扰
比如说给它一个干扰
这个倒下去了
它就是平衡但是不稳定的
所谓不稳定是怎么定义的呢
第一就是说当它受一个小干扰之后
它会离开它的平衡位置
远离平衡位置
这是不稳定
如果它能在平衡位置附近晃动
或者不动 那就叫稳定
比如说我们看这个小的
这个表面是个曲面
我们给它干扰一下
它可能会晃起来
但是晃的话
它不会变成这个样子
所以的话呢 它是属于
在这个附近的话是稳定的
所以我们在做这个不倒翁之前的话呢
先要对它的重心平衡和稳定
有一个初步了解
然后的话呢
我们再去设计我们不倒翁
我们图啊
已经把它调出来了
好
下面的话我们准备切割
我们下面可以看看它是怎么切割的
这是松鼠 然后这两个
是半月形的不倒翁的主体
这是挡板 这是横档
好 下面我们看看
好 下面我们看看
已经切好之后的话我们把它拆下来
每个片的话我们当时
留了一个小小的断点没切透
掰下来就可以了
掰下来
好
这是它那个不倒翁那个主体
然后上面图案的话呢
可以根据需要你可以放哪都可以
我们等会儿两个都尝试一下
好 这是这个人
然后这个松鼠的话呢
比较那个就是比较薄
所以的话要仔细一点
把它弄下来
好 那么下面的话呢
我们来看看我们先把那个不倒翁
这个半圆形的话先做起来
这个很简单
你看先把这个横档接上
因为我们是那种算的时候
就是算好的
所以的话很快接上来而且那个
应该还是挺紧的
再把它这个挡板接上
好 再把这边接上就可以了
这边接上的话呢
我们把它先对齐
然后再用力
好 然后把它用点力气
好
下面我们看看这个半月形
已经做好了 它本身的话
实际上也是不倒翁啊
但是它只是比较简单
那么下面的话呢
我们可以把这个图案装上去
注意我们这个地方有一个专门的接口
这个接口的话呢
正好是和这个地方的孔相匹配的
把它插进去就可以了
所以的话呢
这样插进去之后
当然这两个是一样的
插进去之后的话呢
现在如果不考虑配重的话呢
这个人就
因为它腿往这边偏嘛 所以重
所以的话前面加螺丝就可以了
好 那么我们看看如果不加这个
而将它换一个 换个小松鼠
这个小松鼠挺可爱的
好
把它加进去看看怎么样呢
这个小松鼠的话呢
感觉它重心比较偏中间
因为它不像这个
这个人的话呢 明显的话呢
是往后面偏
这个小松鼠放这儿
我们看看 稍微偏一点点
偏一点点的话可能加一个螺丝就可以了
好 是不是挺可爱的
这个小松鼠
OK 所以的话我们可以很容易的
做出我们自己喜欢不倒翁来
而且这个不倒翁的话呢
最主要是我们突破了思维限制
不再是人的形状
而是可以做你喜欢的任何图案都可以
好 今天到这儿谢谢大家
-1-1 创客历史
--创客历史
-1-2 创客历史-案例
--创客历史-案例
-1-3 AutoCAD命令与使用
-1-4 AutoCAD修饰命令
-2-1 激光切割机
--激光切割机
-2-2 桌椅制作
--桌椅制作
-3-1 新型不倒翁
--新型不倒翁
-3-2 小熊爬绳
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-5-2 逆行风车
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-7-2 小玩具
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-8-2 寻找四叶草
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