回形针小机械手工电子DIY教程
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几个月前的早晨,我带着一个奇妙的设想醒来。为了在初中和高中的科学老师面前做一个演讲,我已经冥思苦想了很久,期望设计出一种简单便宜的课堂教学小道具,既教会学生科学知识,又激发他们的创造力。
晚上,我梦到了一种回形针小机器,这个DIY就此诞生啦。
在我真正坐在一盒回形针面前着手制作这架机器之前,其实已经思考了好几个月。在这几个月里,我搞定了完整的设计和制作流程,包括机器的零件和组装方法——只需耗费少量材料和工具,过程也非常简单。除此之外,回形针的设计、组装和操作都十分有趣,甚至在建筑风格上还包含了一些艺术元素。
对于教师而言,这个DIY很适合用来教机械物理知识,比如曲柄、杠杆、支点、旋转、直线运动等等,能刺激学生们的好奇心,发展他们在机械学上的天资。
而且做一些和回形针小机器类似的东西也不难,整个班的学生都可以模仿它建造自己的回形针小机器,再将它们连接在一起,创造出千变万化的链式运动。
以下是我制作的回形针小机器的操作视频。
1 功能多样的回形针
我是一个终身手工爱好者,总爱捣鼓各种再寻常不过的东西。开会的时候把钢笔拆了又装,一遍一遍不厌其烦,吃饭的时候喜欢摆弄吸管,把它折过来折过去。不过最喜欢捣鼓的东西之一还是回形针,它精妙的设计、简洁的构造和多样的功能让我深深着迷。虽然从本质上来说,它们只不过是一段弯曲的金属线,但我知道实际上远不止这么简单。
我在DIY网站上搜索了一下,发现痴迷于回形针、用它来制作东西的大有人在,不是只有我一个。DIY社区的伙伴们制作出了琳琅满目的回形针制品,有玩具直升飞机、耳环(= =)、枝形吊灯、几何形状、开锁器、弹弓,甚至还有小型投石机,我的DIY将为这张长长的清单添上新的一行。
2 材料清单以下是本次DIY所需的材料:
○ 一盒大号回形针(1毫米直径导线制作)○ 两小片硬木,可以去当地的建材超市买硬木地板样品,不是很贵。○ 一把剪线钳。○ 一组直径0.8毫米、1.0毫米、1.2毫米的钻头。○ 一个带有切割轮的旋转刀具(用来切割钻头)。○ 一把能在硬木上钻洞的钻子,手工/自动的都可以。○ 一把尺(用来测量),一支铅笔(用来标记钻洞位置)。 3 制作弯曲夹具从成品图中可以看到,回形针要制作成曲轴、支架之类的各种零件,许多部位都需要绕圈,所以我们首先制作方便弯曲回形针的夹具。
取出1.2mm直径的钻头,用带有切割轮的旋转刀具从细长末尾处切下两段,一段长为10mm,另一段长为20mm,末端应当打磨光滑。
我们手头有两块硬木,在其中一块上钻出一个直径1.0mm、深度8.0mm的小孔,当长度为10mm的那条钻柄被推入孔中时,就会有2.0mm露在外面。继续在这块硬木上钻出相同直径、相同深度的另一个小孔,距离第一个小孔大约1.0mm远,再将剩下的长为20mm的钻柄深深插入这个小孔。这样直径1.0mm的回形针就能在两条钻柄之间稳稳固定了。
4 弯曲回形针练习接下来的几乎每个零件都要弯上一个或多个圈,所以需要借助夹具练习一下怎么才能弯出好看的圆圈。
1.用平口钳拉平一根回形针,要拉得很平,近乎直线。
2.将拉直后的回形针放入上一步制作的两根钻柄中间。
3.小心地将回形针绕着两根钻柄中较长的那根绕一圈。回形针会被较短的那根卡住,不会松脱。
4.继续绕圈,直到长钻柄上绕满四圈。
5.将绕好圈的回形针从夹具上小心取下,检查一下圆圈是否绕得匀称紧致。效果不好就继续练习,直到你觉得还行为止。
下面的视频是个示范。
5 各种零件回形针小机器里用到了很多不同的零件,比如曲柄、支架、连接器和不同长度形状的杠杆等等,这取决于你的想象力。
6 制作底座一块木板已经被用来制作弯曲夹具了,那么另外一块就要用作机器的底座。
首先在粗糙一点的反面测试一下你的设计,一切正常后再换成涂有抛光漆的那面正式钻孔,漂亮的抛光漆会让地板硬木成为回形针小机器最好的底座。
用直径0.8mm的钻头在木板上钻出一个10mm深的小孔,每个小孔可以插一根回形针支脚,只需用钳子稍稍推送一下,支脚就会非常牢固。在此提个建议,你可以在木板上按照网格模式钻出几排几列的整齐小孔,看起来就像电路板一样,有助于迅速调整或更改。不过我还是只钻了需要的小孔,看起来美观一点。
7 组装回形针小机器的制作模式不是固定的,怎么来都行。我的制作流程大概是:先做一些零件,把它们安装固定好,然后旋转曲轴,观察整体表现,确定机器是否运转流畅。如果效果的确不错就开始钻孔安装,效果不佳就换成其他的零件。
当然啦,我的小机器非常简单,但你完全有理由做一架3英尺(约90厘米)长的复杂大机器,装上数量庞大的曲轴、杠杆和枢轴。再次提醒,在此之前一定不要忘了先进行可靠的实验,不然拉直之后的回形针只能当成牙签用了。
8 进一步加工你是不是已经开始设计自己的回形针小机器了呢?继续开动脑筋,果断付诸实践吧,完工以后欢迎回到这里与我分享成果。
如果你做了一架这样的机器送给小孩子玩,他们大概能玩上几个小时。
另外,我希望能有人设计一种除了娱乐之外还具有真正功能的回形针机器,比如回形针做的Rube Goldberg(一种实现简单功能的复杂仪器)。
如果把回形针焊在一起来制作复杂部件,这种机器实现的可能性就会呈指数增长,你就有可能制作出轮子、齿轮、链条和轨道之类的东西。菲罗斯大轮盘或者小型机器人是个不错的开始。
回形针小机器是一种精致而有吸引力的机械艺术品,价格便宜,功能多样,还很考验想象力。如果你想帮助小孩子愉快地学习机械物理知识,或者自己学点这方面的知识,它不失为一种好方法。
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