中文 | English

【自造筆記】Automata凸輪教材

▋Automata

「Automata」中文可譯為「自動機械」 ,通常指非電源供應作為動力來源,以手動上緊發條或手動旋轉軸帶動機構內部的長軸,將安置在長軸上的凸輪、齒輪及從動零件做出所設定動作的機構。電影《雨果的冒險》中會寫字的機器人就是一個複雜的Automata。

不務正業工作室最早被大家注意到的作品「玉兔搗藥」是我們的第一個Automata,之後也陸陸續續研究並製作了相關的其他作品,也很幸運地收到一些邀約希望我們去授課,因此開發了一個Automata教材,先來看一下介紹影片吧!

這組教材的簡單基座下,可以在不同難易度之間做彈性的發揮,小學可以做單純的凸輪上下移動,高中可以發揮更複雜的旋轉動作,對於有興趣的學生也可以引導他們做連桿結構,搭配每個人自由發想的故事與角色,可以做出超多獨一無二又有趣的作品。

 

▋基座的基本結構

課程中我們會給學生使用的動作主要是小雞示範品的三種動態,下面一一做介紹。

  1. 右邊的是最基本的上下移動的動作(下圖左上),但不同的凸輪造型會產生不同速度的動態,學生可以依照角色的特性來選擇搭配的凸輪造型,課堂上會鼓勵學生自己設計凸輪的造型,備用的凸輪會準備偏心圓形、偏心蛋形、偏心蝸牛形、以及正心六角形(下圖右上)。這組動作雖然只是簡單的上下移動,但是其實活用不同凸輪表達角色動作就足以製作蠻豐富的故事。
  2. 中間的是單向旋轉的動作,是使用一個正心的大圓形,再從動件下旋轉的摩擦力帶動上面的角色做單向旋轉。(下圖左下)
  3. 左邊的是綜合前兩個動作,將兩個偏心圓形以上下錯開的方向組裝,會達到上下移動,和同時又左右來回旋轉的動作。(下圖右下)

我們後來擴充了幾個動作模組(下圖),讓有興趣的學生可以運用這些更複雜的動作在作品中。這邊也分別介紹一下三個動作:

  1. 右邊的是有關節的動作,裝上三組M3螺絲就可以達成,只是在AI繪製角色時要引導學生在圖檔內畫好裝螺絲的孔洞。
  2. 中間的是會變高變矮的動態,使用簡單的上下移動凸輪組,並在角色下方黏貼一塊布,可以用在地鼠從土裡冒出來的情境。
  3. 左邊是砍斧頭的動作,利用從動件將斧頭往上推,也可以應用成鱷魚張嘴,或是貓咪的手上下揮動抓老鼠的情境。

▋教案分享

我們曾經在高三的生活科技課程帶過這組教材,這邊簡單分享一下當時的教案大綱。

  • 單元一、凸輪介紹:這部分主要介紹基本元件的名稱,並搭配我們的凸輪教具,讓學生對各種造型的凸輪產生的動作較有概念。
  • 單元二、故事與角色設計:透過藝術家的Automata作品介紹,讓學生觀察故事與機構動作間的搭配與運用。
  • 單元三、介紹雷射切割
  • 單元四、作品設計:這邊就要開始讓學生設計自己的Automata,搭配學習單向學生說明基座尺寸並繪製草圖。
  • 單元五、Illustrator教學與操作:讓學生將自己的角色繪製成向量檔並雷射切割出來。
  • 單元六、作品實作:組裝作品。

 

▋實作注意事項

實際帶過這組教材後有一些實作上的小心得:

  1. Illustrator教學問題
    對於初次接觸這個軟體的學生來說學習起來蠻吃力的,所以在教學以及讓學生自行操作繪製角色時,花掉比預期中還多的時間。另外有的學校由於沒有Illustrator,可以改用免費的inkscape來代替使用,只是很多功能跟快捷鍵跟AI不太一樣,老師需要另外研究、適應。
  2. 膠水介紹
    關於膠水的種類選擇,影片中為求快速都是使用三秒膠來主要黏貼,但是對於實際教學來說,三秒膠是比較容易發生意外的膠水,所以會改用木工膠讓學生使用,通常不會選擇白膠,因為乾燥時間真的太久了,會增加組裝的難度。最後影片中使用熱融膠的部分,我們在教學上也是讓學生使用,熱熔膠的優點是硬化快速,如遇到需要修改的狀況,也可以簡單的把膠整塊拔除再重黏,只是熱融膠的高溫也是有一定的危險性,在使用前須再三向學生宣導正確的使用方法。熱融膠的使用說明推薦大家可以參考黃信惠老師做的投影片,畫面生動資訊也傳達得很清楚。
  3. 小學生的Automata教學可以改成更加簡化的方式,例如我們曾經帶過一個小學的自學班級,是讓小孩自己使用線鋸機切割長方形木頭,使用熱融膠固定成手製基座。或是也可以改用紙箱、竹籤等更簡單容易操作的教材,可能更適合低年齡的學生。

 

▋教材雷切檔、補充資料、學習單都會分享在嘖嘖的「訂閱集資專案」喔~

訂閱拿檔案吧! ▶︎ https://zeczec.com/projects/maker/

 

 

分享到社群

林 允涵

透過拍攝影片紀錄創作過程並提供開源設計,讓更多人對於自造運動產生興趣並開始自己動手實現自己的想法