風(fēng)力怪獸原理圖：STEM課堂丨風(fēng)能怪獸：不用引擎的“永動(dòng)機”

　　原標題：STEM課堂丨風(fēng)能怪獸：不用引擎的“永動(dòng)機”

　　超有趣的STEM課堂又來(lái)啦，本次介紹的是依靠風(fēng)力就可以前行的仿生物體“風(fēng)能怪獸”，通過(guò)該課程，學(xué)生不僅能體會(huì )到動(dòng)手組裝材料的樂(lè )趣，而且能在對這種奇怪的能源怪獸的體驗中，探尋能源怪獸蘊含的科學(xué)。

　　“木牛流馬”相傳是諸葛亮與妻子共同發(fā)明的一種運輸工具，《三國志·后主傳》記載：“建興九年，亮復出祁山，以木牛運，糧盡退軍;十二年春，亮悉大眾由斜谷出，以流馬運，據武功五丈原，與司馬宣王對于渭南?！泵枋隽酥T葛亮使用了一種搬運糧草的工具，這種木牛流馬不需要飲食，可以晝夜不停的行進(jìn)。

　　“木牛流馬”如果真的像書(shū)中所描述那樣可以不吃不喝還能走，這顯然是不符合現科學(xué)上的能量守恒定律的。雖然古代的傳說(shuō)在今日并不能得到驗證，但是當代的藝術(shù)家們還是利用科學(xué)的結構，設計出了由風(fēng)能驅動(dòng)的“機關(guān)具備，一驅不還”的海邊食風(fēng)仿生獸-----風(fēng)能怪獸。

　　風(fēng)能怪獸

　　風(fēng)能怪獸源于荷蘭工程藝術(shù)家Theo Jansen創(chuàng )造的仿生物體，依靠機械原理和自然風(fēng)力移動(dòng)前行，結構巧妙之處在于合理的利用平衡性進(jìn)行物理變量的轉化，能源轉化率非常高。它們就像永動(dòng)機，就像科幻片里的怪物，可以自行活動(dòng)，自己做決定，無(wú)需引擎和電力驅動(dòng)。

　　本課程以指導學(xué)生組裝和驅動(dòng)風(fēng)能怪獸為載體，指導學(xué)生圍繞風(fēng)能怪獸的動(dòng)力來(lái)源、曲軸和齒輪的作用機理等展開(kāi)研究，探究風(fēng)能怪獸背后蘊藏的科學(xué)奧秘。該課程不僅讓學(xué)生體會(huì )到動(dòng)手組裝的樂(lè )趣，而且讓學(xué)生在對這種奇怪的能源怪獸的體驗中，探尋能源怪獸蘊含的科學(xué)

　　通過(guò)了解風(fēng)能怪獸的研發(fā)過(guò)程，熟悉機械工程的研究方法，培養學(xué)生發(fā)明創(chuàng )造的熱情，以及對待科學(xué)堅韌不拔的品質(zhì)。

　　科學(xué)：理解風(fēng)能轉化為動(dòng)能的能量守恒定律，學(xué)習風(fēng)能怪獸中的機械結構原理；

　　技術(shù)：熟悉齒輪、曲軸等常用機械結構特點(diǎn)和使用場(chǎng)合；

　　工程：制作簡(jiǎn)易的風(fēng)能怪獸，掌握搭建技能；

　　數學(xué)：根據風(fēng)能怪獸的幾何模型，計算相關(guān)運動(dòng)學(xué)特征值。

　　想自己動(dòng)手做一個(gè)風(fēng)能怪獸？點(diǎn)擊下方可以購買(mǎi)課程套件噢。

　　轉自：上海STEM云中心

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風(fēng)力怪獸原理圖：趣怪風(fēng)力行走“怪獸”

　　你還記得創(chuàng )意網(wǎng)早年介紹的一個(gè)小玩意嗎？這是藝術(shù)家Theo Jansen的作品-風(fēng)力海灘動(dòng)物，他在近15年的時(shí)間里一直專(zhuān)注于一個(gè)巨作—塑料管風(fēng)力動(dòng)物模型，這些巨型風(fēng)力怪獸可隨風(fēng)移動(dòng)，在沙灘上靈活漫步。7年過(guò)去了，3d打印技術(shù)的發(fā)展讓Jansen的“巨獸”也有了迷你版，你可以用手推著(zhù)它們前行，”怪獸“超多的腳能讓其在平滑的桌面上滾動(dòng)前進(jìn)，當然你也可以為它裝上控制方向的尾巴，只要有風(fēng)就能順風(fēng)翻滾，非常有趣。目前已經(jīng)有售，價(jià)格從幾十到幾百美元不等。

　　設計師：Theo Jansen 國別：荷蘭 主頁(yè)：strandbeest.com

風(fēng)力怪獸原理圖：風(fēng)力怪獸八腳怪獸機器人

　　這是一個(gè)風(fēng)力怪獸的玩具建模，此機器人本來(lái)是荷蘭的一個(gè)工程師花了20年心血做出來(lái)的，全部是機械結構，沒(méi)有電路控制，并且能夠進(jìn)行自我思考與控制，能量來(lái)自風(fēng)能和潮汐能?，F對其簡(jiǎn)化處理，設計了此玩具。此模型采用solidworks2020建模，運用多實(shí)體保存，自頂向下設計，并進(jìn)行了動(dòng)畫(huà)仿真。此模型結構復雜，設計巧妙，結構之間的連接沒(méi)有一個(gè)金屬件，全部采用機械卡扣，運動(dòng)起來(lái)惟妙惟肖，并且玩具不大，很適合和小孩一起安裝玩耍。此模型已3d打印，附有打印文件夾。并且，大家也可以對其進(jìn)行改進(jìn)，加一個(gè)舵機，甚至舵機控制芯片，使其自我控制。

風(fēng)力怪獸原理圖：風(fēng)能怪獸

　　“木牛流馬”相傳是諸葛亮與妻子共同發(fā)明的一種運輸工具，《三國志·后主傳》記載：“建興九年，亮復出祁山，以木牛運，糧盡退軍;十二年春，亮悉大眾由斜谷出，以流馬運，據武功五丈原，與司馬宣王對于渭南?！泵枋隽酥T葛亮使用了一種搬運糧草的工具，這種木牛流馬不需要飲食，可以晝夜不停的行進(jìn)。

　　“木牛流馬”如果真的像書(shū)中所描述那樣可以不吃不喝還能走，這顯然是不符合現科學(xué)上的能量守恒定律的。雖然古代的傳說(shuō)在今日并不能得到驗證，但是當代的藝術(shù)家們還是利用科學(xué)的結構，設計出了由風(fēng)能驅動(dòng)的“機關(guān)具備，一驅不還”的海邊食風(fēng)仿生獸-----風(fēng)能怪獸。

　　風(fēng)能怪獸源于荷蘭工程藝術(shù)家Theo Jansen創(chuàng )造的仿生物體，依靠機械原理和自然風(fēng)力移動(dòng)前行，結構巧妙之處在于合理的利用平衡性進(jìn)行物理變量的轉化，能源轉化率非常高。它們就像永動(dòng)機，就像科幻片里的怪物，可以自行活動(dòng)，自己做決定，無(wú)需引擎和電力驅動(dòng)。

　　本課程以指導學(xué)生組裝和驅動(dòng)風(fēng)能怪獸為載體，指導學(xué)生圍繞風(fēng)能怪獸的動(dòng)力來(lái)源、曲軸和齒輪的作用機理等展開(kāi)研究，探究風(fēng)能怪獸背后蘊藏的科學(xué)奧秘。該課程不僅讓學(xué)生體會(huì )到動(dòng)手組裝的樂(lè )趣，而且讓學(xué)生在對這種奇怪的能源怪獸的體驗中，探尋能源怪獸蘊含的科學(xué)。

　　通過(guò)了解風(fēng)能怪獸的研發(fā)過(guò)程，熟悉機械工程的研究方法，培養學(xué)生發(fā)明創(chuàng )造的熱情，以及對待科學(xué)堅韌不拔的品質(zhì)。

　　科學(xué)：理解風(fēng)能轉化為動(dòng)能的能量守恒定律，學(xué)習風(fēng)能怪獸中的機械結構原理；

　　技術(shù)：熟悉齒輪、曲軸等常用機械結構特點(diǎn)和使用場(chǎng)合；

　　工程：制作簡(jiǎn)易的風(fēng)能怪獸，掌握搭建技能；

　　數學(xué)：根據風(fēng)能怪獸的幾何模型，計算相關(guān)運動(dòng)學(xué)特征值。

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