



本项目展示了协同工作的简单机械装置如何提升小型重物。主体结构采用粘土与木棍(配合胶水)制作。
涉及的简单机械类型包括滑轮、轮轴组合以及斜面结构。
该原型可直观呈现起重机工作原理:电动机组(齿轮传动)与机械组件(滑轮系统)的配合运作。齿轮通过传动带输送动力,其中某个齿轮与滑轮轮盘连接,最终通过滑轮间绷紧的绳索(本项目中采用丝带)传递动力来提升重物。
步骤1-4为选做内容,主要构建机械装置的支撑平台及连接斜坡。整体而言,支撑平台不影响项目核心理念——各类简单机械在统一系统中的协同运作。
制作反思
成品存在若干待改进之处:
丝带易从滑轮槽滑脱,可通过加大滑轮直径与加深凹槽改善。建议改用细绳替代丝带以保持方向稳定性。橡胶带连接处胶水过量导致无法完全嵌入齿轮槽的问题,可通过优化粘接工艺解决。
部分轴体未达预期水平,主要由于支撑结构搭建欠精确。若有人协助,支撑结构可实现更精准的装配。
经持续优化,此粘土与木构原型有望发展为更持久耐用的简单机械系统。
材料清单
- 空气干燥粘土
- 木棍
- 热熔胶枪
- 胶棒
- 纸箱
- 剪刀
- 丝带
- 橡皮筋
- 回形针
- 直尺
- 蜡纸
- 丙烯颜料
- 画笔
- 水杯(粘土调湿备用)
步骤1:制作基座(选做)



裁切两条35×15厘米纸板条。沿15厘米边两端各预留5厘米折边。上下层折边反向折叠形成箱体结构(首图展示纵向视图)。注:本方法便于观察内部支撑结构。
步骤2:制作支撑杆(选做)



将木棍贴合纸板折边标记切割点(首图)。环绕切口进行深度切割(次图)。利用桌面辅助完成精准折断(第三图)。重复制作24根支撑短棍。
步骤3:构建支撑结构(选做)



在纸板条标注网格线:纵向间距6厘米,横向间距5厘米。每格四角插入支撑短棍(第三图)。采用热熔胶交叉加固法(第五至八图),叠加三层粘土-胶水复合结构(第九、十图)。最后用丙烯颜料进行表面处理(首图)。
步骤4:封闭箱体(选做)

将备用纸板条覆盖于支撑结构。下层折边内翻,上层折边外翻。热熔胶粘接折边接合处。
步骤5:制作斜坡

裁切33×15厘米纸板条,一端预留5厘米折边向下弯折形成斜坡。通过热熔胶将斜坡与基座连接。
步骤6:制作轮盘



制作四种规格轮盘:直径5厘米(2个)、直径4厘米(1个)、直径8厘米(1个),厚度约1.3厘米。将粘土压制成饼状(第四、五图),使用木棍穿轴开孔(第七图),回形针辅助开槽(第八图)。
步骤7:整合滑轮与齿轮系统


将直径5厘米轮盘侧置,在边缘呈六边形排列插入6根1.3-2.5厘米木棍(次图)。将直径4厘米轮盘对准木棍进行压合固定(首图)。
步骤8:轮盘上色
使用丙烯颜料对轮盘进行个性化涂装。
步骤9:制作轮盘支架



标注三排支架安装位:首排轴高14厘米(支架长度16厘米±0.6厘米),二排轴高7.5厘米(支架长度9.5厘米±0.6厘米),三排轴高11.5厘米(支架长度13.5厘米±0.6厘米)。采用热熔胶逐层粘接支撑结构。
步骤10:系统总装


裁切三根轴体。将长丝带端部热熔胶固定于5厘米轮盘凹槽(首图)。截取橡皮筋进行环形连接(次图)。按首排5厘米轮盘、二排组合轮盘、三排8厘米轮盘的顺序安装系统。
步骤11:配重安装

将粘土配重球固定于丝带末端。
步骤12:成品展示



至此,原型粘土滑轮/齿轮系统制作完成。本项目着重探索粘土材质在滑轮构造中的应用与优化方案。
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