機構動力車

機構動力車

運用制式積木創新一種教學載體的動力車,其動力來源可以是橡皮筋、高壓氣體、水火箭等等,並運用平台化與模組化技術,讓底盤骨架平台與輪子都不用再重新設計,能集中探討在此積木式動力車裡頭機構設計相關議題,進而對接機械原理的機構設計。

機器人是由機械、計算機、電機、電子、數學等不同領域協同創造出來的,雖然有著例如臂型、六足等各式各樣的形態姿式,如將機器人支解開來,除開與電相關設施以外,基本上是一堆經機構設計而成的機械構件,這些是構成機器人活動的骨架,倘若機構設計不妥當,機器人動作就會卡卡不靈光,因此,機構設計可說是重中之重,所以,如要學習機器人製作,從零開始學習這個「機構設計」核心關鍵能力,將是個紮實起頭的基本功。然而,實際上往往機器人教授者的專長,並不是機械背景,而有機械背景又懂得機電整合人才卻十分稀少,在這種時空背景下,機構設計往往就被忽略了。這學習上的空白,會成為機器人製作者永遠的痛嗎?難道沒有解困之辦法嗎?其實方法是有的,但若要求做為大量推廣之用,就必須符合經濟、簡單、有效、多樣、安全等,以及容易取得的原則,其中,運用量大便宜的制式積木,就不失為一個良好切入點,於是,創作設計出一整套富創意多種款式的機構動力車集團軍。學複雜東西有個訣竅,就是先把複雜東西分解開來,形成較簡單的部分,然後縮小範圍降低難度,分別就每個較簡單的部分進行各個擊破,在分進合擊的策略運用下,最後就能把複雜東西學起來了,這是個人的學習心得。學習機器人製作,算起來是複雜東西,因此可將「機器人」拆成「機器」-「人」兩部分,接著縮小範圍針對「機器」下手,然後就能從零開始學習這個「機構設計」核心關鍵能力,這就構成了本機構動力車的主題。

為了要在積木式皮筋動力車裡頭集中探討機構設計的議題,構想就把想要開發的全系列車款的底盤統一為一個平台,則同樣底盤的多款式動力車,除了輪子不用重新發明,底盤骨架平台也不用再重新發明,如此便能讓每款車運行機制的機構設計方面能有所不同,希望每回新發款作品都能夠善用平台、除去裝飾、專注機構、強化設計、加速學習,如能這樣就非常值得供人研究與學習,並為此新期許的新機種,特創新設計出統稱為「機構動力車」集團軍的全系列車款。例如,雖然市面上沒見過有用到蝸牛凸輪的玩具車,但還是可以把達文西鐵匠里特有蝸牛凸輪的機構,創新設計融入到機構動力車裡頭,可充當物理、人文、科技、機械、歷史等綜合性的學習范兒。不要小看了積木,它還能幫助"指南車在物理學中幾何相位的套用"之研究,用積木製作的指南車進行二維的高斯-博內公式(Gauss-BonnetFormula)的一個操作式證明 。

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