李冰李金坡

(北京市通州区运河中学 北京 101100)

2010年7月初，笔者参观成都“武侯祠”时，见到了许多能工巧匠做的“木牛”“流马”，萌生了自己也做一个的想法.于是认真研读了历史文献和众多专家学者的研究文章，并参考网上的一些 “木牛”“流马”实物图片，形成了自己的想法，做出了 “木牛”“流马”模型，如图1.按其行走的方式，取名为“摆动式步行机”.

图1 “木牛”“流马”实物模型

1 摆动式步行机的构造与运行机理

摆动式步行机的主要部件：车厢、车辕、车轴、一对活动腿脚(可以绕轴转动)、一对固定腿脚(与车厢固定在一起)，如图2所示.脚的底部做成弧形，使整车成为一个不倒翁.车箱中间有隔板，将车厢分成前后两部分，以便前后合理分配装载物.调整车的重心，使车在不同斜坡路面都呈不倒翁状态，以便在不同路面上都能“省力”行走.

图2 摆动式步行机结构示意图

步行机车轴安装在车的中轴线上端.前后“车足”组成的弧形顶端也在中轴线上，与重力作用线“重合”.根据杠杆原理，用很小的力便可以搬动车辕使其前后摆动.拉动步行机迈步前行时，支持力作用线偏离重力作用线不大，仍可以用很小的力驱动步行机.

一般步行机行走时重心会上下移动，需要外力克服重心做功.另外，步行机行走时一“动”一“停”，运动过程中的动能不能充分利用.摆动式步行机底部弧形的长脚很好地解决了这一问题.行进中利用摆动，将动能转化成重力势能贮存起来，回摆时再转化成动……