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投币式摇摇马如要设计成像似会奔腾飞跃的赤兔马，其机械机构设计上就会实行摆动导杆机构，它有一种独特的魅力，就是有那种像狂野马儿飞奔的冲刺感。又因为这种冲刺感所带给儿童的潜在危险性远大于娱乐性，没有人能够放心，所以这种设计只存在于客户意识宽松的旧时代，现代社会是不被允许的，只能到博物馆里缅怀这些独特风味的老旧娱乐设施了。难不成，这种摆动导杆机构就要被时代淘汰了吗？俗话说，水能覆舟也能载舟，缘就是看中这种冲刺感，在旧款投币式摇摇马的摆动导杆机构中，先是去掉部分摆动导杆于转轴连接到马儿肚肚下的一截连杆，并保留摆动导杆于转轴与滑块之间的部分连杆，然后再将整个机构反转过来，让原摆动导杆的转轴朝下，像是顶角着下的倒置三角形，并将摆动导杆于滑块的另一端延伸出去，它竟然这般活力变身应用于牛头刨床机构设计里头，这样就成了右上图右边所示牛头刨床中的急回机构，此急回机构有如右上图左边的示意图内容。在牛头刨床的急回机构里，构件1换作机架，如果机架构件长度大于曲柄构件2长度，当曲柄整周转动时，构件4只能绕A点摆动的摆动导杆，因此就成了摆动导杆机构，而摆动导杆末端的D滑块，则会带动刀具往复运动，它能够好好地表现在牛头刨床中。这里要细讲应用于牛头刨床之急回机构最特别的地方，如右图左边滑块3，一方面曲柄2以顺时针绕固定B轴做回转运动，一方面在构件4摆动导杆上做滑行运动，如图示AD摆动导杆往右摆动，所经过的回转角度大故速度慢，这是刨刀进刀的行程，与右上图右边所示牛头刨床的刀具方向是相反的，而摆动导杆往左摆动，所经过之回转角度小故速度快，以达刨床工作时形成切削速度慢，但回程速度快之急回机构。因为我们手上没有滑块的积木，但事情还是得做，所幸在整个曲柄触发连动行程中只需完成摆动导杆机构的约八分之一圆周运动，这部分作用对动力车来讲就足够了，其它摆动导杆机构的机制存在已否都不再重要，在这里可视作行程近似观念。又，曲柄触发连动行程期间，曲柄是从摆动导杆底边呈接触式滑形状态，这相当于有一块虚拟滑块套在摆动导杆上头，让曲柄驱使摆动。藉助行程近似观念与虚拟滑块两大概念，或许可以重新作为摆动导杆机构的诠释。
就让摆动导杆机构引领我们，顺着中国高铁的引进消化吸收再创新的心法，共同一起动手操作积木。首先，从零开始思考，机构动力车在车轮、平台、动力三方面，由于有着相同平台化的底盘骨架，除了轮子不用重新发明，底盘骨架平台也不用再重新发明，就只剩下动力单方面着眼进行设计，这样就可以快速有效地把摆动导杆机构设计安装在新款车的框架里，这也是机构动力车集团军能够经济有效创新智造的奥秘，当然还要经过多番的尝试与犯错。千万别忘了，我们将藉助行程近似观念与虚拟滑块两大概念，重新诠释摆动导杆机构，以下就是创新智造出来具有摆动导杆机构特色的新款机构动力车。 上图是运用摆动导杆机构特色设计而成的新款机构动力车，这台的动力灰色中齿轮是安排在后轮轴上，因此是一台后轮驱动车。这里已经直接用智高灰色连杆积木充当摆动导杆机构里的4号构件，就是充当摆动导杆，它在上图呈水平状，刚好将其尾端当棘爪，并卡住了后轮轴上的中齿轮，这样就形成处于待命状态的情况。我们以方框骨架充当1号构件，而2号曲柄则紧贴下方，随曲柄固接出一根斜向前方的连杆，这是主动件同时也是前端触发杆，因此，在车前头押一下斜向连杆尾端会起得转动曲柄的驱使虚拟滑块作用，并藉由摆动导杆机构的转向机制，就能起得了摆动4号导杆作用，使得该导杆往上一提，这就松开了棘爪，实际情况就如下图所示。此时棘爪脱离了后轮轴上灰色中齿轮的齿牙，进而抛开束缚，现在已松动后轮轴上的中齿轮了，说时迟那时快，储能立马转换成为快速运转的动力，只见，机构动力车像一只脱缰之马往前奔驰。 教学上常见的不辩证反思。这里讲，理论与实务，这两方面都需要正反合辩证思维。先来看看理论上为何需要正反合辩证思维，就以牛顿力学来讲就十分清楚了。牛顿把物体处于一静与处于一动等正反状态，都用力的概念整合起来，还考虑了作用力与反作用力等正反作用，并融合这些全部一篮子而成就牛顿力学，显然，牛顿正是一位正反合辩证的理论大师。现在换成实务上，又为何需要正反合辩证思维呢？这里举两个本系列博文曾谈论过的例子，现在再回顾一遍就能明白了。记得在本系列博文【摇头电风扇】中，曾以逆向思考方式，将双摇杆机构动力车整个倒反过来并加以微调，就能创新设计出具有双摇杆机构的橡皮筋枪，显然，这是笔者亲身借助正反合辩证下，在实务上所进行的基本创作思维；至于另一个实务上借用正反合辩证开创发展的例子，正是本次博文所述内容。原本，冲刺感十足的投币式赤兔马与刨刀急回的牛头刨床，这两者完全是不同的正反概念。然而，如果将投币式赤兔马运作的摆动导杆机构，整个倒反过来，其曲柄旋转方向也跟着反向了，不信，可用图解法画画这两者的摆动导杆机构，再相互正反对照，有意思的现象就出现了，不只曲柄旋转方向前后反向，还有其他方向所表现的运动特性也随之跟着由正变反似的，那么摆动导杆机构经正反倒置之后，同一个方向来看，如果牛头的方向不变，现在换成马脸，其结果由原先牛头缓进急回，现在转变成为马脸冲刺缓回，其运动效果刚好是一正一反。藉助正反合辩证思维下，在理论与实务上可促进多一种开创发展的可能，这在创新时代的教学里，应是不可或缺的养分。 |
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