文档介绍：乐高积木的几何原理:我看到过很多同学刚刚设计机器人小车,他们首先会选择最有用的少许积木把小车搭好,兴致勃勃地编写好程序、下载,可是一松手,小车散了……但这并不影响他们的热情,他们会不停地改进,直到小车能轻松跑完全程……在这个过程中,他们已经开始根据乐高积木的各种特点,运用结构、机械原理来完善模型的结构,虽然他们并不是很清楚乐高积木的何学原理,也没有被指导过怎么做。乐高积木为什么能够很紧密地接合在一起?能完美地实现实验仿真?这不仅在于它有两千多个各种形状的积木组件,有足够的零件让你完成你的设想,更重要的是,这些积木组件都按同一标准严格设计、生产,所有积木都是可兼容的。它依据的标准就是乐高单位,而且积木有严格的质量保持,。怎样巧妙地利用乐高积木的特点——梁、块、板和孔之间的关系——完善你的结构,完成你独一无二的设计?本章包含的内容:,希望你能先掌握那些乐高积木中涉及的基本几何学原理。不用担心,我们并不是要对你进行复杂的方程式和三角法则的测试,仅讨论一些非常简单的概念和解释一些常用的术语,这样,在入门阶段就可以更容易地搭建出实际的模型。在本章,你将会发现乐高爱好者使用什么单位来表示尺寸,如何来表示积木的面积,如何将积木从不同的方位连接组合起来。我们鼓励你使用手里的乐高组件对照本章的例子自己搭建一遍。把机器人套装放在手边,以便随时挑选必要的积木,不过这一章节中的例子多数都只用到一些块和板。如果由于某种原因,这部分材料对你来说过于复杂,你不必强求自己掌握,可以跳过这一章直接进入到其它部分。在你需要的时候,你都可以回过来将这一章节当作术语表来使用。:宽度、长度和厚度。使用乐高积木的一般方法是:“嵌入式“,当表示积木的尺寸时,都要考虑这种方位,不论是将积木颠倒还是在3维空间旋转。高度是识别积木的最基本的属性,它是指积木的底部到顶部之间的距离。宽度按照我们方向上的两个尺寸中较短的一个(长度就是另外一个)。长度和宽度的表示单位是用“凸点”来表述的,也叫作“乐高单位”。这样,我们可以描述绝大多数积木的尺寸。乐高单位在1949年第一次被使用,是一个2??的积木块(如图1所示)。也可以不用乐高单位来表示乐高积木的尺寸,而采用公制(米制)单位,两个突点圆心间的宽度相当于8mm,一块积木的厚度(不包括突点的高度)。能否记住这些数据并不重要——重要的是要知道它们有不同的数值,也就是说你需要两个不同的单位来标注高度和长度。它们之间的数值比就相当重要了:(。这个比值很容易记住,如果换算成整数比就是6:5。在下一章节我们将会研究这一比值的关联。,用乐高单位来表示是1??。实际上这个乐高“立方体”根本不是立方体。Í1Í1的乐高积木砖的比例关系在乐高组件中,有一类积木的厚度是块状积木厚度1/3。其中最重要的组件就是“板”,这些板中大多数是矩形,少数具有特殊形状。将3块板叠在一起,它的厚度就相当于一块标准的积木块的厚度()。:垂直的支撑我们为什么要关心这些关系呢?要回答这个问题,就要追溯到70多年前,乐高TECHNIC生产线刚刚诞生的时候。从那时起,就设计和使用乐高来搭建由水平层组成的物体:把积木砖和板恰当的组合到一起。每个孩子都会很快知道3块板的厚度等于1块砖的厚度,这也是他们所需要知道的全部东西。但是在1977年,乐高决定以年龄更大的顾客为对象,引进一系列新的生产线:LEGOTECHNIC。它们共同的特点是带孔的1蚇的积木块,我们称之为TECHNIC积木块,或者叫作梁()。这些孔可以让轴穿过,也可以通过销子将梁互相连接起来,这样就创造了一个完美的乐高世界。,用来支撑两层或者更多层的水平位置的梁:这里我们必须记住6:5这个比值。梁上的孔与凸点一样都以相同的间距排列,但它们与凸点是以半个凸点间距交错排列的。这样,当我们把两根梁嵌在一起,水平方向两孔的间距不等于垂直方向两孔的间距,从而,不同层面上的孔就不能与之配合。换句话说,由于6:5的尺寸关系,一根垂直的梁上的孔不能够与一叠嵌在一起的梁上的孔相配合。至少不是所有的孔都能吻合。但让我们仔细观察一下:用6的倍数(6、12、18、24、30……)来计算垂直方向的单位,并用5的倍数(5、10、1