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上期节目我利用物理中的大气压原理、杠杆原理、齿轮的机械争议和对整体摩擦力的优化,让一百毫升的真空从秒回到可以驱动八个齿轮持续转动一小时十三分。 但今天我要挑战把它的时长极限再扩大三十到四十倍,让这一百毫升的真空可以持续运转一天以上。在这其中,我又做了哪些结构优化?增加了什么机械原理?又会有哪些全新的因素影响着最终的极限时长呢? 哈喽,大家好,我是欧文。上期节目我挑战了一百毫升真空的物理极限,看看他最多能够运行多长时间。在经过各种物理和机械优化后,最终的运转时长定格在一小时十三分。节目播出后,我看到了许多同学在弹幕和评论区 蓄力,分享了各种想法和优化建议。有时候可以做成一个无需供电的小风扇,有时候可以结合着太阳能做成一个储能装置。有建议我在这个设计中加上即轮可以更方便扭转蓄力。 但我看到更多的是建议我在这个结构上加上钟表中的群众机构,他可以让整个的时长极限得到进一步的提升。甚至有同学说加上群众机构后可以跑上一整天。 实话实说,我有一点不相信,我觉得能跑个十个小时已经很夸张了,但在经过一番深入的研究和对不同变量进行调整验证后,我发现群众机构的一群一众 一停一动,简直是把机械机构的魅力展现的淋漓尽致。跑上一整天只能说是保守估计。那群众机构到底是什么?他又是如何运作的?又能让这一百毫升的真空 达到多长的运转时长极限呢?哎,同样想知道答案的还有拓足,感谢他们提供的新鲜出炉的 a 三一打印机来辅助今天的创作。这可以说是一台把高端功能和较大打印尺寸下放给入门初学者使用体验的一台机器,妥妥的新进入门级三一打印机天花板 稍后我们再详细介绍。那我们废话不多说,赶紧跟着我的视频一起来探索吧。首先第一个问题,群众机构到底是什么?具体起到个什么作用?回顾上期节目,我们会发现,在只有齿轮机构的情况下, 即使已经达到了针筒拉力的上限,但只要给他一些初始力,运转起来,最后一个齿轮就会持续不断的高速旋转。而群众机构则是通过两个看似简单的零件,把连续不断的旋转 通过纯物理纯机械的方式分解成无数的小段,以这种方式来延长运转时长,我们甚至还能调整摆动的周期,更进一步的延长运转时间。那我们就来看看他是如何通过纯物理纯机械的方式来实现这些功能的。 这个项目我用的是单摆情重,它主要分为情重轮和情重叉两个部分。情重叉上的两个小角叫叉瓦,分别是进瓦和出瓦,下面的长杆叫摆。 在针筒的作用下,琴纵轮会有一个逆时针旋转的力,加上琴纵叉后,琴纵叉会通过不停的左右摆动,把连续不断的旋转分成无数的小段。但在没有任何外力的情况下,琴纵叉又会在摩擦力和空气阻力的作用下慢 慢慢停下,这个时候把群众轮上逆时针旋转的力转换为群众插上左右摇摆的力,就能实现群众机构的持续运转。而完成这一奇妙能量转换的重点就在于插瓦上的两个斜面。我们慢动作观察一下,给群众插一个初始力, 当他到达左侧最高点时,镜瓦会把群众人顶住,然后在重力的作用下,群众叉回落。当落到斜面时,群众人的旋转会通过镜瓦的斜面给到群众叉一个垂直于斜面向下的力, 并通过轴心把这个力变成向右的摆动。几乎同时,初瓦在右侧到达最高点,再次顶住秦众人。在重力的作用下回落到斜面时,秦众人的旋转 又会通过鞋面给群众叉施加一个垂直于鞋面向右的推力,并再次通过轴心转化为向左的摆动。如此往复,这就是群众机构持续运转的关键。 ok, 搞明白他的工作原理,接下来就是挑战这 一百毫升真空的极限运转时长。我先是根据新的结构和同学们给的修改建议,在 few 损三六零里面建了个膜,然后把它三一打印出来。 根据同学们给的建议,我在第一个齿轮上加上了即轮,现在直接扭转就可以蓄力,非常方便。但加上情重差后,他并没能像预想的那样摆动起来。 同学们,我发现应该是最后一个齿轮的力不够啊,我现在稍微给他注一点点力,他就能摆动起来了。 而且我发现我用的力越大,他就能摆动的越快。 ok, 接下来我们只需要找到一个零戒指的力,让这个摆可以慢慢的摆起来, 他摆的越慢,时间就会越久。根据上一期节目的思路,我可以通过加粗拉绳的轴来加大最后一个齿轮的扭力,但是无论我用多粗的轴,这个力总是感觉差一点。 然后我在想,与其不断的加大杠杆追求力的极限,不如我们减少一个齿轮,减小其中的摩擦力、材料受力等各种能量损耗,在七个齿轮的情况下, 找到一个新的受力平衡条件。于是我稍微修改了一下设计,重新打印了主体框架。同学们现在是七个齿轮的 装上情重差之后,无需任何的外力,他就可以自己摆动起来。接下来呢,我们就要找到一个零戒指的力,让这个摆动的频率更慢一点,这样的话运行的时间也会更长一点。 那除了改变这个轴的粗细,来减小这个最后一个齿轮的力,让它摆动的更慢,我们还可以用更长的摆来实现摆动频率更慢的效果。 在重力加速度的影响下,摆越长,摆动的频率就越慢。以针筒上的一小格为单位,我粗略的记了一下时,在只有齿轮的情况下跑了八秒, 加上群众机构后,十厘米的摆跑了二十一分钟,二十厘米的摆 跑了三十五分钟,三十厘米的摆跑了五十分钟, 从八秒到五十分钟。我算了一下,三百七十五倍,太夸张了。在经过不断的验证后,他的极限运行百常来到了九十五厘米。 九十五厘米能运行多久呢?最终测试前,请允许我先介绍一下这台同样让人感到兴奋的拓竹 a 一三一打印机。 a 一是拓竹针对三一打印入门者推出的一款机型,且它几乎具备 为了拓足 pes 和 sec 中的大部分高级功能。二百五十六乘二百五十六乘二百五十六毫米的打印尺寸全自动校准,可以同时打印四种不同颜色或者材质的零件, 或是打印一个试色手办。 但拓竹三 a 打印机给我印象更深的是他们强大的三 a 打印生态系统。拓竹拥有初到即巅峰的切片软件 bamboo studio, 可以实时监管打印的 a p p 软件,随时跳过打印失败零件的固件功能, 遇到三级打印问题可以快速找到解决方案的 做足危机支持库和优质的模型网站 maker world 随时下载打印喜欢的模型,它甚至还有模型生成器,我们可以用它来设计一些简单的标牌和花瓶。 a 的出现则是让更多的人有机会接触到拓足这个丰富且强大的三一打印生态圈。 ok, 回归正题,接下来我们来预测一下这一百毫升真空的极限运转时长是多少。同学们先来预测一波, 我感觉可能能达到四十个小时左右。 ok, 九十五厘米的轻重摆各就各位 预备开始。 ok 现在跑了一小格,大概走了一小时十一分。这里一共有五十个小格,保守估计能跑够五十个小时。 现在从一百跑到九十,已经跑了五个小时十三分了,根本没有停过。现在跑了二十三个,在五 五十四的位置已经二十四小时了。太夸张了,这个群众机构已经四十八小时两天了,还有个七八个左右, 五十六小时十八分,剩最后一格了,但是这个群众轮已经不动了,没有力气了,只剩下最后一点惯性在这稍微摆着。 同学们,这太夸张了,仅仅两个简单的结构就从一小时十三分扩大了快五十倍,五十六个小时都快两天半了, 这就是物理和机械的魅力啊!如果你想了解更多好玩有趣的创意,学习更多与三 a d 打印有关的知识,别忘了关注欧文来造,这里会有更多好玩有趣的项目等着你哦!最后,欧文来造,我能做到,你就能做到,我们下期见!
