想知道老美怎么防止核武器自爆？看一下你家的老虎鉗

瀏覽：10184 作者：來源：時(shí)間：2023-01-01 分類：

幾張圖帶你了解柔性機(jī)構(gòu)和可展機(jī)構(gòu)

本文來自微信公眾號(hào)：把科學(xué)帶回家（ID: steamforkids）

核彈威力驚人，很可怕，萬一不小心擦槍走火，豈不是要引起世界恐慌？有什么辦法避免意外發(fā)生呢？

有一種方法，就是采用這樣的裝置避免地震等震動(dòng)讓核彈不經(jīng)意走火——

這是啥？

其實(shí)，這是楊百翰大學(xué)（Brigham Young University）的機(jī)械工程學(xué)教授 Larry Howell 為美國(guó)軍方開發(fā)的保險(xiǎn)和解除保險(xiǎn)裝置（S&A）。它屬于一種叫做柔性機(jī)構(gòu)（compliant mechanism）的機(jī)械機(jī)構(gòu)。

Larry Howell 介紹，大家一般認(rèn)為，機(jī)器里有一些會(huì)隨著環(huán)境噪音的變化而運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部件是件不妙的事情，但是他的團(tuán)隊(duì)卻要把大家都討厭的事情變成一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。

來看看這個(gè)柔性機(jī)構(gòu)可以輕松抓東西。長(zhǎng)得有點(diǎn)面善是吧，因?yàn)槟慵业睦匣Q和它有差不多的原理。是的，老虎鉗也屬于柔性機(jī)構(gòu)哦！

不過這個(gè)小工具卻可以把人在把手上施加的力量放大約30倍。

柔性機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)相比有不少優(yōu)勢(shì)。

首先，柔性機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相對(duì)更簡(jiǎn)單，因此一般更加輕巧，制造也更方便，成本更低廉。這讓柔性機(jī)構(gòu)尤其適用于對(duì)重量很敏感的應(yīng)用，比如航天工業(yè)。

比如上面提到的柔性“老虎鉗”，可以像這樣從模具里擠出來，然后再切割。

而且，柔性機(jī)構(gòu)都比較耐用，運(yùn)動(dòng)也更為精準(zhǔn)。

比如下面這個(gè)類似于指甲刀的小玩意兒在疲勞測(cè)試（fatigue testing）中的表現(xiàn)強(qiáng)大，它可以被玩1百萬次而不會(huì)壞。

如果要用硅這樣脆的材料來制造零部件，柔性機(jī)構(gòu)就是很好的選擇。

再來看看這個(gè)好玩的玩具。

這個(gè)像大象的屁股被戳的時(shí)候，象鼻尖的部位是不動(dòng)的。

看起來很好玩，在風(fēng)洞里測(cè)試材料的時(shí)候就可以用上這個(gè)機(jī)構(gòu)，防止材料隨風(fēng)飄擺。

柔性機(jī)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于它們的大小可調(diào)，你可以把它們?cè)斓煤艽?，也可以利用光?span id="x1djbjj7df7v" class="text-remarks" label="備注">（photo-lithography）等技術(shù)在微觀尺度上進(jìn)行制造，用于高精尖電子設(shè)備。

像是下面這個(gè)柔性機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)速變大的情況下，它的可動(dòng)部件會(huì)因?yàn)殡x心力而向外擴(kuò)展，然后與外層的機(jī)械接觸，從而帶著一起運(yùn)動(dòng)。

在鏈鋸里就可以用上這種裝置。

Larry Howell 的實(shí)驗(yàn)室還做了許多有趣的，靈感來自于折紙的可動(dòng)機(jī)構(gòu)。

猜猜下面這個(gè)小工具是干什么用的？

它是用來在手術(shù)中抓取針頭和手術(shù)縫合線用的。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)公司和Larry Howell 的實(shí)驗(yàn)室有合作，未來可能就會(huì)用上這個(gè)折紙機(jī)械手術(shù)臂。和它的靈感來源是這款折紙——

還有這些可展機(jī)構(gòu)（developable mechanism）就是鋼鐵俠一類的科幻外骨胳的最佳搭檔。

可展機(jī)構(gòu)在手術(shù)設(shè)備里大有用武之地。

因?yàn)槭中g(shù)工具可以折疊再展開，手術(shù)時(shí)病人的傷口就不必被切得很大，這有助于術(shù)后愈合。

這個(gè)機(jī)構(gòu)可以變成輪子，在遇到障礙物的時(shí)候它可以展開變成攀巖的鉤子。

還有這種可展無人機(jī)也很有意思，比傳統(tǒng)的無人機(jī)輕巧不少。

Larry Howell 的實(shí)驗(yàn)室最近研發(fā)的這款可折疊防彈盾牌還在網(wǎng)上成了網(wǎng)紅。

這款防彈盾牌靈感來源于吉村折紙。