一波趣味動態圖，讓你秒懂機械原理，直觀有趣

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一波炫酷有趣的動態圖，教你看懂機械工作原理。最後一張很魔性~

01

伸出圓手

原理：對於機器人而言，學會如何抓握是件很重要的事情。以往，很多機械手都是類似人手的結構，通過控制「手指」的彎曲來持物。這樣的設計看起來很「自然」，但控制起來卻相當複雜。

而上圖中研究者們提供了另外一種更加簡單的解決思路。這個很有哆啦A夢風格的球形機械手看起來高大上，但材料卻很親民——它的握持部件其實就是一個填充了研磨咖啡粉的氣球。

這個氣球的後方連接著氣泵，在接觸並包裹要抓起的物體之後，氣泵啟動產生負壓抽走空氣，使圓手前端的形狀「固定」下來，就可以抓起物體了。

02

彈子鎖

原理：彈子鎖是一種經典的鎖具，現在在市面上依然很常見。彈子鎖的鎖芯內平行排列有多個孔洞，每個孔洞內有彈簧、上彈子和下彈子。在未插入鑰匙時，由於彈簧的作用，鎖體被彈子卡住，使鎖芯不能任意旋轉。

而插入鑰匙後，鑰匙上的「齒」與長短不一的下彈子長度相互適配，使上彈子和下彈子的接觸面與鎖芯和鎖體的接觸面達到重合，這時候再通過鑰匙旋轉，就可以將鎖打開了。

花絮：因為結構簡單，這種鎖的防盜性能也比較堪憂。從下圖中可以看到，通過鐵絲鉤的撥動，就可以將彈子鎖撬開：

為了提高安全係數，還是選用更加複雜的鎖具吧。

03

風扇轉頭

原理：很多風扇的「後腦勺」上都有這樣一個小機關，按下去就可以讓風扇轉頭，拔起來就可以固定風扇的方向。這實際上是蝸輪蝸桿傳動、齒輪嚙合傳動以及曲柄搖桿機構的共同作用。當按下控制軸之後，位於電機後方的渦輪與蝸桿接觸，在蝸桿的帶動下轉動：

蝸輪蝸桿傳動原理示意圖

而下方帶動電扇轉頭的部件則可以看成是一個曲柄搖桿機構。在蝸輪蝸桿傳動的帶動下，下方的齒輪隨之旋轉，而與之相連的搖桿又可以在它的帶動下在一定角度內進行擺動，由此達到讓風扇來回擺頭的目的。

曲柄搖桿示意圖

04

星型發動機

原理：在物理課本上，我們學到過最基本的活塞發動機，空氣和燃料的混合物進入氣缸並被點燃，推動活塞運動，而曲軸和連桿又會把活塞的直線運動變成圓周運動：

而如果把一組基本元件輻射狀組合起來，就得到了上面的星型發動機。在星型發動機中飛輪產生的慣性聯結了多個曲柄滑塊機構，使整體結構運動平滑。公眾號：江南機電城（每天推送機電、機械等方面知識、新聞資訊、行業業務員營銷的方法）

在渦輪發動機出現之前，很多飛機上採用的都是這樣的星型發動機：

花絮：當我們把活塞基本元件通過不同方式組合時，就產生了不同類型的往複式活塞內燃機結構，這些複合結構能提供更強的動力。除了星型發動機以外，也有直列、水平、V形等多種組合方式。

直列四缸發動機

水平四缸發動機

動力強勁的V6發動機

05

防抖雲台

原理：機械防抖雲台，中文音譯叫斯坦尼康系統，它最早作為攝像機的穩定器被設計出來，只不過在上圖中人們又找到了它的新功能——放啤酒。

系統通過陀螺儀、加速度計等感測器來檢測物體在上下、左右、前後三個軸向上的角度和運動變化，處理器得到反饋後進行運動分解計算，為了保證物體的空間坐標不發生變化，三個關節部位的伺服電機會向著物體移動的反方向進行運轉，從而進行精確的運動糾正。

花絮：說到防抖系統，人們大概還會聯想到雞頭：

在鳥類中，類似的現象實際上很普遍，當身體移動時，它們通過頭頸部的補償運動來保持視覺的穩定。雞、鴿子等鳥類走路時「點頭」的現象其實也是為了讓頭部在大部分時候保持基本靜止。