创意玩机械:旋转动画转盘它还有个学名叫“费纳奇镜”
编辑:admin 发布时间:2023-04-04 浏览:77

  动画片一直备受小朋友们的喜爱。可是,在动画片发明之前,小朋友们怎样打发时间呢?如果哪时侯的小朋友想要看动画片,就得自己动手制作一个“费纳奇镜”,自己“动手播放”动画片啦。今天,萌萌老师就用米兔积木的零件带你搭建一个积木版的“费纳奇镜”。

  这个神奇的装置叫做费纳奇镜,它发明于十九世纪,是现代电影的雏形。我们今天搭建的积木版费纳奇镜和十九世纪的结构是一样的,都是由一块挡板和一片转盘组成,挡板上有狭缝,快速转动转盘,我们就能够从挡板的狭缝中看到动态的图像了。

  为什么转动转盘就能够看到移动的画面呢?这是运用了“视觉暂留”的原理。视觉暂留原理是指视网膜对于光线的接收有一定的暂留时间。当我们看到一个图形时,视网膜就能接收到来自图像的光线,当图像消失时,它的形象还能短暂停留在我们眼中。费纳奇镜应用的就是这个原理,将静态的图像轮番挡起来,只要遮罩的速度足够快,我们就会感觉图像是动态的。

  尽管现代电影的技术得到了极大地发展,但基础原理还是跟十九世纪的费纳奇镜是一样的。电影由一个个静态的画面组成,每一个画面称之为1帧。当图片快速更新的时候,我们就会感觉到画面是动态的,这种更新的频率被称为帧率。帧率越高,视觉效果越流畅。

  为了让图片快速移动,我们在制作费纳奇镜时就必须要提高转盘的转动速度。然而,电机输入的转动速度是固定的,这时候我们就可以用齿轮变速机构提高转盘的转速。

  红圈所示的地方正是齿轮变速机构。你是否对这个机械结构感到眼熟呢?对的,萌萌老师设计的“汤圆饺子机”也用到了同样的机构。

  但与汤圆饺子机实现的减速功能不同,费纳奇镜所用的齿轮变速机构实现的是加速功能。仔细观察你会看到,费纳奇镜是大齿轮带动小齿轮转动,而汤圆饺子机是小齿轮带动大齿轮转动。同样是大齿轮和小齿轮的啮合,但不同的传动方式产生的效果却是很不一样的。

  这就是我们今天要学的一个概念——传动比。在两个啮合的平面齿轮中,传动比是指主动轮齿数和从动轮齿数的比值。

  如下图所示,下面三个齿轮是主动轮,齿数分别是16齿、24齿和40齿,它们分别与同一个8齿的从动轮啮合。他们的传动比分别就是2:1、3:1和5:1.

  如果主动轮转了1周,那么从动轮会转动多少周呢?我们试一试就知道了,16齿齿轮转动1周,8齿齿轮就要转动2周;24齿齿轮转动1周,8齿齿轮就要转动3周;而40齿的齿轮转动1周,8齿齿轮就要转动5周

  换句话说,传动比=从动轮转速:主动轮转速。也就是说,我们设计高传动比的齿轮变速机构能提高转速,低传动比齿轮变速机构能降低转速。在费纳奇镜的制作中,我们把24齿齿轮和8齿齿轮啮合,传动比为3:1,也就是它将电机的输入转数提高了3倍。

  萌萌老师将费纳奇镜的搭建方法分享给大家,在科技学堂公众号回复关键词“费纳奇镜”,即可下载萌萌老师制作的详细搭建说明书和动画演示模板。

  完成费纳奇镜支架的搭建后,你只需将模板答应在A4卡纸上,裁下画盘和挡板,用双面胶粘贴在两根转轴上,加入电机,就可以看到连贯的动画啦。

  除了我们提供的模板,你还可以在每个扇形的格子里画上你想的动画的帧。可以是飞鸟、花开花落、弹动的皮球等。你会画上什么呢?留言告诉我们吧。

  通过费纳奇镜和之前的活动,我们已经学习了齿轮传动的很多知识,我们来总结一下吧。

  今天我们还学习了传动比的概念,学会通过观察齿轮的齿数来判断传动的速度。接下来,我们来小试身手,做个练习吧!

  这是“汤圆饺子机”的齿轮变速机构,由8齿、24齿和40齿三个齿轮啮合而成,其中8齿齿轮是主动轮。返回搜狐,查看更多