人類馴服樂高珍貴畫面:普通玩具車如何進化成爬坡機器人
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這是一個用樂高製作成的玩具車,看起來似乎有些不太聰明的樣子,僅僅一個薄薄的書籍,竟然成了它邁不過去的坎。
不過,在給這個玩具車加「億點點」細節後,它,「變身了」!
別說剛纔是一本書,就是下面的書堆也輕輕鬆鬆地爬了上去:
就這靈動的身姿,精細的操作,完全可以稱之爲飛檐走壁。不過問題來了:前面的「憨憨汽車」,是怎麼進化到現在這個「汽車人」的?
進化過程還是比較好玩的,看起來就像是人類在用自己的知識馴服樂高。
這個創意來自國外一位樂高大佬「Brick Experiment Channel」,從初始玩具車開始,他不斷設置「書籍障礙挑戰」進行測試,之後逐漸改進,最終進化出了「汽車人」。
那麼,這個挑戰都有哪些?又都做了哪些改進?讓我們一起來看看。
正如我們前面所看到的那樣,這輛樂高小車看起來不太「聰明」,對於一本書,就已經束手無策了。
怎麼辦?想想辦法,救救孩子。
分析原因後發現,是汽車在爬坡中給到的咬入方向的分力很小。大佬的解決方法很簡單直接,就是:增加輪胎的直徑。
這是爲了減少咬入角。
咬入角指的是咬入接觸點與垂直的圓心角,咬入角越小,就越容易咬入。小輪胎時的咬入角幾乎爲直角,換上大輪胎後,角度就變小了,垂直分力也就增加了。
改造後的樂高小車2.0,輕鬆地爬上了書籍,換上了大號輪胎後的效果,看起來非常不錯,升級成功。
但先別高興太早了,將難度再升級,換了一本厚一些的書後,這輛樂高小車又似乎不太行了。
那繼續增加輪胎直徑?
這個道理沒錯,但是現在這招已經行不通了。因爲其實輪胎直徑,已經達到車身的極限了。
那不如大力出奇跡,來整點猛的?直接增加功率好了。先試試看增加轉矩吧。
轉矩是機械傳動軸的基本荷載,在角速度不變的情況下,增加轉矩,就可以增加功率。
實驗結果,3.0版本看樣子似乎也不太行啊。
細看分析發現,怎麼就前兩個輪子在動呢?改成四輪驅動,會不會好一些?
四輪驅動,就是將原本只有兩個主動輪改成了四個輪子都是主動輪了,這樣,應該夠「猛」了吧。
樂高小車4.0確實是夠「猛」了,而且也能上去,但問題依然存在,那就是前輪上去了,後輪卻上不去。
原來後輪跟前輪面臨同樣一個咬入角的問題,前輪上去是因爲四輪驅動加持,等到後輪獨立面對這個問題,前輪會脫離地面,又成了雙輪驅動了。
看來這也行不通,而且問題又回到了咬入力這裏。咬入力是汽車的分力,這個分力是通過摩擦力實現的。
誒對,摩擦力,這個輪胎看着摩擦係數就比較小,那就換個摩擦係數大的輪胎試試。
終於,樂高小車5.0,有驚無險地上去了,挑戰成功!
但只要厚度再稍微增加,果然又爬不上去了:
不過這次倒不是咬入力的問題,而是因爲樂高小車的底盤過低,才導致最終無法通過。要是強行爬坡,結果就會「翻車」。
底盤過低倒是不難解決,抬高底盤增加「通過角」就行了,增大輪胎直徑,或者改造汽車結構。
正如前面所提到,增加輪胎直徑是有極限的,所以這波啊,大佬是直接改造底盤來着。
這樂高小車6.0的效果,看起來可以了,甚至在書堆挑戰中,也能試一試。
不過,也只是試一試而已,並沒有挑戰成功。
什麼原因呢?
原來是因爲這個底盤直角結構改造後,重力的分配不合理所導致的,重力過多地交予後輪承擔了,「壓力山大」的後輪,就卡在那裏了。趕快改善一下重力分佈,給後輪減減負。
上面的操作,就是降低後位配重,在此之後呢,再降低一下重心。
這次改進後的樂高小車7.0,終於,成功地爬上了書堆:
甚至爬下書堆也沒有任何問題,雖然有一點點硬着陸的感覺。
這次的書堆挑戰,樂高小車7.0可以說是完美成功。
接下來,就來到了這一系列挑戰賽的最後一關:一堆書上,再多橫出一本厚書。
樂高小車:這什麼魔鬼難度?
然而就是在這麼魔鬼的挑戰下,樂高小車再次升級了,8.0最終形態——「汽車人」。
接下來,就是見證技術的時刻。首先,是可調節的中間關節:
其次,是前後分離的馬達,用以分別控制前後輪胎。
最後,加入搖桿控制,前輪、後輪和中間關節,都可以受到搖桿操控。
遙控汽車人,就此誕生!那麼,接下來就是考驗操作技術的時候了。
你看這個前輪,經過前後輪精妙地搭配操作,爬上去了,而且夾在了橫出來的書上。
最後,通過幾次「引體向上」,然後往前一拱,成功到達目的地。
不過這個汽車人的強大功能,可不止於此。除了上面魔鬼挑戰外,大佬還在各種場景下,展現了這個汽車人的厲害。
比如:豎着的書,看似困難的障礙,汽車人一招「以退爲進」,輕鬆過關:
再比如兩堆書的書縫中,汽車人像「做雙槓」一樣,就爬了上去:
之後稍作調整,輕鬆走出「困境」。
其中最變態的,還得數這個單杆的障礙了。最頭疼的,就是沒有合理的咬入角度。
這個設計非常像大家平時見過的那種橫在路面空中的限高杆,一般汽車除了繞路別無他法。
不過對於汽車人來說,問題不大,通過調整重心「向上」咬入,前輪就這樣過去了:
就是後輪不太好辦。
看完從樂高玩具車到汽車人的一路進化,感覺已經學廢了,然後想悄悄地問一句:「能給我也整一個嗎?」
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