

这个教程会教你如何制作,更重要的是,自己设计一个迷你小直升机。原理其实很简单,我们的小直升机靠尽可能快速地旋转螺旋桨来起飞。为了驱动这个直升机的螺旋桨,我们会用一根绳子,拉动缠绕在连接螺旋桨的杆子上,从而让螺旋桨转起来。
在这个教程里,我会带你一起用Tinkercad软件设计3D打印的螺旋桨,并讲解整个设计过程。我的最终目标是让它飞得尽可能久一些。我也会尽量解释一下我的一些设计理念和思路。有了这些信息之后,你也能自己设计出属于你的迷你直升机,我挑战你设计出更厉害的螺旋桨,打破我目前的飞行时间记录!
必要用品
要制作这个迷你小直升机,你需要准备以下这些必要用品:
- 牙签(或鸡尾酒签)
- 一段绳子
- 口香糖(或者胶水)
- 一台3D打印机
(考虑到很多人家里没有3D打印机:你也可以用纸盒剪出螺旋桨。虽然需要一点创意,但效果一样可以很好!)
第一步:设计:螺旋桨中间部分



打印完螺旋桨后,中间部分需要套在牙签上。
在Tinkercad中,我们从一个空白的3D设计开始。第一个形状是一个简单的圆柱体,作为迷你直升机的中心。这个圆柱体要有能让牙签穿过的孔,并且足够结实,能支撑住所有的螺旋桨叶片。
我使用半径为4毫米(直径=8毫米)、高度为8毫米的圆柱体。放置好之后,在灰色圆柱体基础上选择“孔洞”形状,并把它精确放在正中央,这样就不会造成不平衡。你可以点击屏幕左上角的立方体切换到“底部视角”来对齐位置。孔洞的半径是2毫米(直径=4毫米),高度也是8毫米。
这部分越轻越好,因为如果中间太重,迷你直升机就会很快掉下来。所以我建议中间部分只要够用就行,尽量做小一点。
第二步:设计:螺旋桨叶片



接下来就是迷你直升机的“发动机”——螺旋桨叶片。它们向下推空气,从而把直升机往上托。
我在Tinkercad中添加一个立方体,然后调整高度和长度,变成一块扁平的长方形,这就是叶片的基础形状。拖动它靠近中间圆柱时,确保叶片刚好接触到中心部分。不用担心它会盖住中间的孔,系统会自动帮你保留那个孔。
下一步是确定叶片的角度。角度越大,推动空气的效果越好;但角度越小,空气阻力就越小,可以让直升机旋转更久。因此我选择了45度的角度。
你可以点击屏幕左上角的立方体,切换到侧面视角,方便设置叶片角度。
第三步:设计:添加所有叶片


接下来就是复制叶片,想加几个都可以。我选择了4个叶片,我觉得这是一个很好的平衡点——结构够牢固、动力也足够,而且整体又不会太重。
你可以复制粘贴第一个叶片,然后倾斜到合适的角 度,再移动到正确的位置。
记得从底部视角检查所有叶片是否完全对称,否则迷你直升机就飞不稳。
你可以尝试改变叶片数量、角度、长度、宽度和厚度,看看哪种组合效果最好。
第四步:设计:螺旋桨环


为了让螺旋桨不容易损坏,并加强与叶片之间的连接,我们可以给叶片外围加一个环形结构。
先从形状菜单中选一个圆管,准确地放在中心位置。通过调整半径和壁厚,把环固定在合适的位置。
除了增加强度之外,这个环还能提升迷你直升机的惯性。惯性越大,储存的能量越多,螺旋桨就能转得更久。所以适当加重这个环,可能有助于延长飞行时间。
不过要注意不能做得太重,不然迷你直升机反而会直接往下掉……
第五步:设计:手柄


手柄的作用是方便你在转动螺旋桨的时候握持。
它的设计很简单:一个半径5毫米的圆柱体,中间有一个半径3毫米的孔(比螺旋桨中间稍大一点,减少摩擦)。总高度是55毫米,正好适合手掌抓握。
第六步:打印!

接下来就是打印叶片了。我用的是Cura软件来设置打印参数,打印机是Ender 3 V2。
我的打印设置是:PLA材料,低质量模式(加快打印速度),2层外壁,3层顶部填充,填充率40%。整个打印过程大约需要40分钟。
第七步:组装:杆

我们将用口香糖把牙签和螺旋桨固定在一起。如果你把口香糖嚼一会儿,它会变得很有黏性,非常适合用来固定螺旋桨。我之所以用口香糖,是因为牙签可能会断,而用口香糖的话,更换起来非常方便!
第八步:连接绳索


很重要的一点是,绳子不能牢牢绑死在迷你直升机上,因为它要在你拉完之后能顺利脱开。否则绳子本身的重量会影响飞行。
具体做法是:先把一小段绳子沿着牙签放好,然后把剩下的绳子一圈一圈缠上去,这样就可以保证绳子不会松脱。
完成第一圈后,继续缠绕剩余的绳子。我用的绳子长度大约是90厘米。
第九步:测试:让它飞起来!
现在终于可以试飞啦!
把迷你直升机装进手柄,缠好绳子后用力一拉,它就会飞上天啦!
一开始可能不太熟练,但多练习几次,我也达到了从大约1.5米高处飞起后持续飞行约3.6秒的成绩。你能通过改进设计打破这个纪录吗?试试看吧,欢迎留言告诉我你的成果!
补充一下:有朋友指出,把绳子绕在手柄的**下方**而不是上方,会让直升机飞得更直。
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