為什麼水運儀象臺的水車轉動,可以帶動正面報時的人偶、以及上層的渾象與渾儀運轉呢?答案就是齒輪。雖然齒輪的原理很簡單,但是很多小朋友或小小朋友可能沒有真正玩過齒輪,或許就聽不懂為什麼水運儀象臺會「轉」的原理。所以我想要推薦一組齒輪的模型,可以讓爸爸媽媽實際帶著小朋友一起操作,來認識齒輪的原理。
水運儀象臺的齒輪傳動原理,可以參考「水運儀象臺為什麼會「走」?」這篇文章。
我推薦家長可以購買樂高(LEGO)Education 幼兒簡易機械組(9656),這一套是大顆粒的積木,很適合給小朋友操作。只不過這套積木好像已經停產了,家長可以在拍賣網站用「樂高 9656」當關鍵字搜尋,就能找到相同規格的積木。
會用到的零件包括:
- 底板,建議買128孔的大小。
- 基本通孔積木,建議買2×4的3通孔積木。
- 8倍十字棒。
- 8齒齒輪2個,代表樞輪前端的齒輪(D)和天柱上輪(B)。
- 24齒冠齒輪,代表天柱下輪(C)。
- 40齒齒輪,代表撥牙機輪(A)。
- 手搖把,代表轉動的樞輪。
(以上是基本元件)
齒輪和積木的組裝可以參考下面影片,景片中我是用比較短的十字棒,這樣齒輪會擠在一起比較難觀察,所以上面的材料裡我是推薦比較長的十字棒。影片中深藍色和淺藍色的2×4基本積木,都可以換成紅色2×4的3通孔基本積木。
組裝完成之後,爸爸媽媽除了可以帶小朋友操作,還可以讓小朋友重新組裝成各種不同的齒輪傳動組合,非常有意思。其實樂高比較小尺寸的積木還有賣許多不同種類的齒輪,可以組構成更多不同的齒輪傳動構造,值得買來讓小朋友動手動腦玩看看。
以上就是我推薦用樂高積木的齒輪組,來帶領小朋友認識水運儀象臺運轉原理的材料。