４
生機二 B94611024 卓奕諺
４
生機二 B94611024 卓奕諺
４
生機二 b94611024 卓奕諺
為什麼人類的科技會愈來愈發達，除了因為人們的惰性和智慧之外，還有一個非常重大的原因—戰爭，為了爭奪各種資源，人們不斷的征戰，而在這幾千年的發展史中，武器的使用更是不可避免，中國古代的戰爭武器是比較物理方面的，也就是由各種機構的特性（產生強勁的力道､較遠的射程等）來製作依地形或戰略因素需要的工具，其中最常見的是弓弩､衝撞車和投石車。
弩弓是中國古代招牌武器，兼具輕盈與發射快速的優點，將弓箭發射出去的力量主要是來自於弓弦，但弩箭的發射裝置其實是一種簡單的連桿機構，首先是曲柄（手槍中扳機的構想就是來自於此），再來是兩根連桿，中間桿負責鉤住弓弦，但因為弓弦上承受很大的張力，所以中間桿必須由第三桿來扣住，那麼第三桿扣住的力哪裡來呢？只要將第一桿挖出一個槽，那麼第三桿的桿末便可當成一個稍，將兩桿卡住，再藉由機構將弓弦的力經中間桿把曲柄鎖住即可，在發射時，只要手輕扣曲柄，破壞原本的穩定性就能將箭矢射出。
p.s.西方也有弓弩的設計，而這位設計者就是眾所皆知的達文西，達文西在機構工程史上的成就並不亞於其美術作品，或者說，他所有的機構設計發明如斜面的應用（螺紋）､齒輪（吊車起重機）都是出自於他的藝術天分，他所設計的是重型的弩砲車，利用輪軸絞盤將巨大的弓弦拉開，其破壞力遠遠超過中國的弩弓。
投石車是利用槓桿原理所製成的攻城武器，由拋桿､拋架和機索三部分構成。拋桿設一橫軸，頂端連有一副皮兜，�面裝上沉重的石塊，機索由數十上百根繩索組成。發射時，投石車就利用槓桿原理，要注意的是，一般槓桿原理都是被拿來當作省力的機制，但這裡卻是用費力的裝置來設計，目的是要藉由長的抗力臂末端移動距離較長的特性，根據轉動公式，在轉速相同的情形下，較長的半徑可產生較快的線速度，而較快的速度可產生較大的衝量來摧毀 城牆，而石彈的藉慣性離心拋射，則有了無堅不摧的威力。
一段小歷史：
東漢末年，曹操在官渡之戰以少勝多，就是曾經使用了拋石車攻破袁紹軍隊的壁樓，從而大獲全勝。因為發射時聲響很大所以當時又稱為霹靂車。 在我們中國象棋當中，炮是很重要的棋子，在最原始的象棋當中，炮字是石字旁的炮，它指的就是古時的投石車。在象棋當中炮必須隔子攻擊便是根據拋石車遠端攻擊的特點設計的。
參考資料：
中國大百科全書
5
生機二 B94611024 卓奕諺
「指南車」乃是用來指示方向的一種工具，它是利用齒輪傳動原理來達到指示方向的功能，與今日的指南針—利用地磁的作用來指示南北方，兩者的目的相同，但是原理和構造皆不同。神話中寓為新石器時代黃帝所發明的。雖然關於黃帝及周公創作指南車的傳說散見於古籍中，但經由後人旁證，已知這些記載僅為傳說，其實是在三國時期由馬鈞所製作。
指南車的構造及傳動原理和齒輪傳動機構相仿。主要是以足輪轉動軸為機構的輸入軸，經由機構修正指南車的指向。其主要是利用行星齒輪和差動原理，但與一般差動原理的不同點在於，在汽車上是利用齒輪產生差動來讓內側車輪的速度較外側車輪速度慢，在轉彎時可以較順暢，但指南車所利用的是車輪本身的轉速（轉動的圈數）不同，經由差動齒輪的轉換來讓水平的大齒輪反方向轉動，"抵消"（註1）車身行徑的轉角，設計上通常是假設一轉彎角度，用這個角度計算轉盤的大小和行星齒輪輸入輸出的轉速比，進而做出能使大轉盤齒輪保持一定角度的一組齒輪。
註1：
抵消的觀念如同上課所講的重疊法，在做設計的時候可採用兩種思考方式：
第一是把連接車上木人的大齒輪當作固定（fixed），先讓整個機構轉一圈，因為實際上大齒
輪是不轉動的，所以在此大齒輪的圈數為-1，再由此計算機構的輸入輸出比。
第二種是把因車輪轉動圈數不同所造成轉動的另一水平齒輪當成不動（實際上有動，只是採
用相對運動原理），在一步步的去推齒輪的尺寸。在真正的設計上，第二種是目前比較常用的，因為實際上是要以車輪的轉速差來調整。
 |
指南車在機構上的構思非常精密，是人類史上第一個有記載的齒輪應用，但在實際上指南車的實用性並不大，因為在製造時用了齒輪間只有純粹滾動的假設，實際上齒輪間可能會有滑動情形，而且車輪與地面也需保持純滾動，此外如果地面凹凸不平的話，會造成車輪行經的路徑加長，進而改變了木人的指向，所以在使用上有很大的顧忌，不過它的構造及作動原理已被廣泛使用在各種機構中。
有興趣的人可以去下面這個網頁看看，是用小時候常玩的樂高做的喔！
改良樂高指南車的參考網頁
