<p class="ql-block"> 2016 年的一款扔瓶子游戏，就是手扔瓶子，让瓶子在空中转圈后落地直立站道，没想到如今还流行在街头巷尾，得到不少年轻人的追捧。</p> <p class="ql-block"> 简单科普下：在物理学中，这被称为角动量守恒。物体的角动量取决于其角速度（旋转时的速度）和惯性矩。当没有外部扭矩作用在物体上时，必须保持其角动量。水瓶里含有液态水，可以在瓶内自由晃动，改变质量分布。液体的重新分配会减慢瓶子的旋转速度，使其立即着陆。总结来讲，就是使用适量的液体来减缓瓶子的旋转，瓶子失去旋转速度会看起来像在某个水平位置静止。然后，确保以接近垂直的方式下落，最后顺利着陆。当然，还需要考虑到流体动力学、抛射物运动、向心力和重力等因素。</p> <p class="ql-block"> 要这样扔一个水瓶，需要水瓶里有合适的水量，然后经过大量练习 掌握技巧。</p><p class="ql-block"> 然而人抛不能保证每次都能成功，因为人力度、角度随机性很大。但机器就不同，能保持很好的一致性，能否也让机器来参与“抛瓶子”呢？</p> <p class="ql-block">【手残党的制作就此开始了！】</p><p class="ql-block"> 先做个简单点的，能“抛”出瓶子的机构就行。PVC水管是制作这类玩艺的绝佳材料，因为有很多优点：易获取、易加工、有一定的强度、型号配件丰富等。</p> <p class="ql-block"> 买来3公分的PVC管，一条十几元，有3米，足够用了。摆开工具——开工！</p> <p class="ql-block">按设计草图，将PVC管锯成相应的长度。</p> <p class="ql-block"> 将锯好的PVC管组装起来，跟拼接积木一样好玩。</p> <p class="ql-block"> 这是初步制作好的“抛瓶”机构，是手动触发的。</p><p class="ql-block"> 试了多次，只是偶尔成功，抛瓶的力度、角度等参数变动还很大，没有达到想象中的一致性！</p><p class="ql-block"> 继续改进…</p> <p class="ql-block"> 第二版，改进设计，用全电动控制，排除手动干扰，希望能达到很好的一致性！</p><p class="ql-block"> 做个卷扬机，用于拉紧抛瓶器。</p> <p class="ql-block"> 利用减速电机，带动丝杆，用来调节弹簧的力度，也就是调节抛瓶子的力度。</p> <p class="ql-block">用Ardiuno主板，连接手游遥控器，通过遥控器控制抛瓶机的收起、力度和发射，避免直接手动操作。在各顶参数不变的情况下，希望能达到很好的一致性：一次成功，次次成功！</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"> 连接硬件，主板、遥控器、驱动器和减速电机等。</p> <p class="ql-block"> 编个小程序，用于遥控控制抛瓶机，可以遥控设定参数，更精确、更稳定。</p> <p class="ql-block"> 组装测试。</p><p class="ql-block"> 经多次测试，虽然尽量保持外部因素不变，但还是没达意期效果，成功率并不高！</p> <p class="ql-block"> 经仔细分析，可能是卷扬机放线组力大，不均匀，导致每次发射条件不统一，变动大。</p><p class="ql-block"> 再改进，升级第三版！主要改进拉力机构和触发机构。</p> <p class="ql-block"> 减速电机直驱丝杆拉紧弹簧，提供抛力。</p> <p class="ql-block"> 舵机驱动触发机构。</p> <p class="ql-block"> 连接电路测试。</p> <p class="ql-block"> 调试各机构工作装态。</p> <p class="ql-block"> 这是第三版的完成图。</p> <p class="ql-block"> 总结：</p><p class="ql-block"> 经过几测改进和测试，制作的“抛瓶子”机，效果并不是太理想，可能是手工制作，误差大；另一方面原因是所学知识有限，不能够从物理原理方面来精确计算“抛物线”。</p><p class="ql-block"> 马上开学了，期待开学后在物理课上学到相关的物理知识，从物理原理方面重新分析，精确计算，再改进机器的设计，希望下次能做出“百分之百”抛投成功的“抛瓶机”。</p>