DIY一个自己的“海滩动物”

mtjs 2012-09-01

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Theo Jansen是谁？或许你没有听过他的名字，但你一定见过他的发明——海滩动物（Strands Beasts）。这位拥有科学背景的荷兰艺术家设计了这种以风为动、随风而行的生物，但这个看似复杂的设计其实只是运用了很简单的机械结构，就让我们自己着手DIY一个吧。

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Theo Jansen是谁？或许你没有听过他的名字，但你一定见过他的发明——海滩动物（Strands Beasts）。这位拥有科学背景的荷兰艺术家设计了这种以风为动、随风而行的生物。他的设计借助风的力量，将简单的塑料管变成了可以行走的庞然大物。看似复杂的设计其实只是运用了很简单的机械结构，就让我们自己着手DIY一个吧。

上面这段视频详细介绍了Theo Jansen的设计，他的“海滩动物”之所以可以顺利的移动是因为他运用了精巧的机械结构，看过下面这段小视频相信你也可以理解这些生物运动的原理。

风带动扇叶旋转，扇叶经过减速装置驱动圆盘，圆盘再通过连杆将圆周运动转化为前后往返的机械运动。而连杆自身的四边形结构精确地操控着腿部关节运动，前后两条腿相对的前后移动构成了最基本的运动单元，多单元的组合便可以让海滩动物自如的行进。

双向电梯

2 制作步骤

首先制作风动轴，风动轴将风扇的力量传动给主轮，主轮通过旋转带动连杆运动。由于两侧腿部的运动为交替运动，所以主轮上的钢钉应相差180o分布。

用硬纸板制作出外框，因为风动轮在单侧要连接前后双向的连杆，前后各两个连杆共四个依次穿过轴，因此后部连杆的位置要较前侧宽出两个连杆直径的距离。

纸壳外框被上下夹板固定形状，中间的凹槽是预留给风动轮的宽度，以保证连杆可以紧贴外框且平行于中轴垂直剖面。

钢钉，作为固定连杆的装置需要其位置保持水平方向的稳定，所以再外框内侧加装一支吸管以固定钢钉的水平位置。吸管通过热熔胶被固定在外框上。

加装内部吸管后即可为外框封顶。

为外框上色。

接下来制作扇叶：用剪开的乒乓球作核心，将烧热的铁丝均匀排布在圆周上作为扇叶的外框。

将扇叶的外框固定在风动轴上，调好两侧铁丝的相对位置，用热熔胶将乒乓球固定在风动轴上。

最后将扇叶用胶布加装到铁丝外框上。

最后用吸管与大头针组装出四条腿就大功告成啦！

“行走”模拟图

虽然制作出来像模像样的，然而无论吹多大的风，这个“小家伙”依然一动不动。其实在设计之初就考虑到要对风动轮进行减速后再传动给机械腿，只是苦于没有齿轮，抱着试一试的心态就这样做了出来。吸管之间的摩擦力、风动轴与外壳间的摩擦力相比风扇可以提供的动力来说要大得多，如果想要自己制作的话可以考虑加装用齿轮进行减速传动。最后，为了弥补一下小小的遗憾，制作了这张足以以假乱真的GIF图，通过这张图倒是可以清楚的看出腿部的运动机制。

一个很不错的Flash，可以让你清楚的看出他的运动。

你可以按下P键以使它运动；R键转向；H键隐藏后面的部分。

不难看出，这个机器人的腿是几种基本的形状组成的，其中的三角形具有稳定性，因而几乎不发生形变；而两个四边形在中间的节点的带动下发生形变，从而带动腿的运动。