大數(shù)據(jù)文摘出品

作者：kazuha

樂(lè)高被玩出花是不是已經(jīng)不新鮮了？

比如這個(gè)叫大衛(wèi)·阿吉拉爾（David Aguilar）男孩因右臂發(fā)育不良，就自己利用樂(lè)高來(lái)制作了義肢。

或者是用樂(lè)高DIY一個(gè)高精度電動(dòng)顯微鏡。

但是文摘菌敢說(shuō)，這次的樂(lè)高也絕對(duì)能讓你大吃一驚。

看到了嗎，這水中矯捷的身影，一個(gè)漂亮的U型回轉(zhuǎn)然后急速剎車(chē)，再沉著冷靜地向上浮去。

再看實(shí)際演練過(guò)程中，“船長(zhǎng)”一臉鎮(zhèn)定地操作，即使是在自然環(huán)境中也沒(méi)有絲毫退卻的意思。

就是你想的那樣，這個(gè)潛艇正是利用樂(lè)高制作的。

該視頻在YouTube上也是引起了熱烈討論，兩三天觀看人數(shù)就已經(jīng)接近3萬(wàn)人次。

這不，有網(wǎng)友就直呼，“又是一個(gè)大師之作！”

也有網(wǎng)友表示，鏡頭清晰度令人震驚，對(duì)于低成本水下遠(yuǎn)程拍攝來(lái)說(shuō)，這也是一個(gè)很好的概念驗(yàn)證。

接下來(lái)，就和文摘菌一起揭開(kāi)這個(gè)樂(lè)高潛艇的面紗~

樂(lè)高和樹(shù)莓派竟是“絕配”！

做好準(zhǔn)備，開(kāi)工！

我們先備上一個(gè)60毫升的注射器，將樂(lè)高齒輪架（零件編號(hào)3743）放在注射器桿旁，末端的灰色部分可以幫助固定機(jī)架線。

在此基礎(chǔ)上要將齒輪用力推到齒條上，以確保其它們就不會(huì)亂動(dòng)。在這里可以放置兩個(gè)8齒齒輪（10928）從兩側(cè)推動(dòng)桿，這也可以幫助固定齒條。

然后要用注射器的一個(gè)手柄把齒輪按桿的方向縱向固定住，這個(gè)過(guò)程需要大量的試錯(cuò)和實(shí)驗(yàn)。

樂(lè)高變速箱（6588）有24:1的齒輪減速比。它需要一個(gè)蝸輪 (4716) 和一個(gè)24齒齒輪 (3648) 才能工作，除了將扭矩增加24倍、減少摩擦外，它還非常緊湊，很適合用在潛艇上。

樂(lè)高電機(jī)選用的是EV3中型電機(jī)，里面的轉(zhuǎn)速表可以用來(lái)跟蹤注射器位置，將其與樹(shù)莓派連接上。這里可以剪斷一條EV3電纜，在末端壓接杜邦母線連接器。

接下來(lái)需要用到Python來(lái)讀取轉(zhuǎn)速表，兩個(gè)轉(zhuǎn)速計(jì)信號(hào)可以根據(jù)哪個(gè)信號(hào)首先變?yōu)?來(lái)了解旋轉(zhuǎn)方向。

tachoPower = DigitalOutputDevice(20)tachoA = DigitalInputDevice(16)tachoB = DigitalInputDevice(19)
tachoAValue = tachoA.valuetachoBValue = tachoB.valuedef tachoA_rising():    global tachoCount    global tachoAValue    global tachoBValue    tachoAValue = 1    if tachoBValue == 0:        #A in rising edge and B in low value        #  => direction is clockwise (shaft end perspective)        tachoCount += 1    else:        tachoCount -= 1def tachoA_falling():    global tachoAValue    tachoAValue = 0def tachoB_rising():    global tachoCount    global tachoAValue    global tachoBValue    tachoBValue = 1    if tachoAValue == 0:        tachoCount -= 1    else:        tachoCount += 1def tachoB_falling():    global tachoBValue    tachoBValue = 0
tachoA.when_activated   = tachoA_risingtachoA.when_deactivated = tachoA_fallingtachoB.when_activated   = tachoB_risingtachoB.when_deactivated = tachoB_falling
tachoPower.value = 1

注射器范圍設(shè)置在3毫升至45毫升之間。

SYRINGE_POS_MIN     = 3     #syringe ballast min pos [ml]SYRINGE_POS_MAX     = 45    #syringe ballast max pos [ml]SYRINGE_TACHO_COUNT = 19000 #tacho count from syringe min to max posSYRINGE_HYSTERESIS  = 360   #motor+gearbox+syringe backlash/hysteresis [tacho counts]
#calculate syringe positionif tachoCount > trueTachoCount:    trueTachoCount = tachoCountelif tachoCount < trueTachoCount - SYRINGE_HYSTERESIS:    trueTachoCount = tachoCount + SYRINGE_HYSTERESISsyringePos = SYRINGE_POS_MIN + SYRINGE_POS_MAX * \             trueTachoCount / SYRINGE_TACHO_COUNT  #[ml]

通過(guò)游泳池測(cè)試運(yùn)行的注射器位置數(shù)據(jù)可以看到，有效操作范圍約25毫升，大約是注射器的一半。

不就是造一個(gè)船體嗎（狗頭

接下來(lái)可以制作船體部分了。

預(yù)先準(zhǔn)備好兩個(gè)有機(jī)玻璃亞克力塑料圓柱體，外徑11厘米和10厘米，長(zhǎng)度均為25厘米，厚度均為3毫米。

再還沒(méi)有把它們焐熱的時(shí)候，先從小圓柱體上鋸下2厘米長(zhǎng)部分。

在一塊由苯乙烯-丙烯腈制成的塑料板上取下2塊大小合適的圓形切片。

然后需要將切下來(lái)的圓柱體粘到圓形切片上，注意粘合需要防水且牢固。

然后需要對(duì)其進(jìn)行防水密封，這里可以使用O型線圈。

安裝蓋子也是一個(gè)挑戰(zhàn)，你必須得用指尖把O型圈推到縫隙中，否則它就會(huì)滑出來(lái)。秘訣是，先進(jìn)入蓋子的底部，然后用力將整個(gè)蓋子向下推，擠壓O形圈，同時(shí)將頂部翻入。

還需要在蓋上開(kāi)一個(gè)洞來(lái)讓水進(jìn)出注射器。此外，還需要使用外部水來(lái)測(cè)量深度。鉆好孔后，將兩根4毫米直徑的樂(lè)高氣動(dòng)軟管（21825）穿過(guò)孔。

在進(jìn)行組裝時(shí)，螺旋槳電機(jī)必須位于背面才能與磁力聯(lián)軸器連接；注射器需要空間才能完全延伸，可以安裝在電機(jī)下方或上方；電池很大，可以安裝在前蓋附近，也可以用手指方便進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作。

在螺旋槳的選擇上，主螺旋槳可以使用4x4.5的Diatone Bull Nose，在螺旋槳兩側(cè)貼一塊雙面膠帶，將帶有軸孔的圓形樂(lè)高板（4032）推到兩側(cè)，在車(chē)軸上添加樂(lè)高半襯套 (4265a) 以保持兩端安全。
轉(zhuǎn)彎螺旋槳可以樂(lè)高螺旋槳3葉片3直徑軸孔（6041）。

接下來(lái)就可以……繼續(xù)蓋蓋子了。

首先在蓋子的兩側(cè)貼了一條低摩擦膠帶，磁鐵上添加硅潤(rùn)滑劑，用棉簽清除臟污，添加磁耦合，插入樂(lè)高，主要添加了一個(gè)8齒齒輪 (10928) 和一個(gè)用于轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳的軸，以及一個(gè)連接件 (48496)，用兩個(gè)錐齒輪 (6589) 進(jìn)行L形轉(zhuǎn)彎。

再裝上壓力傳感器和激光距離傳感器，就可以準(zhǔn)備出海了！

開(kāi)上我心愛(ài)的小潛艇

帶著我們做好的潛艇上路吧！

在水箱測(cè)試中，不管是壓力傳感器還是激光距離傳感器，都能正常工作。

在泳池測(cè)試中，由于可施展空間更大，不管是轉(zhuǎn)彎還是用螺旋槳加速前進(jìn)，也都能很好地得以驗(yàn)證和演算。

在完成了初步測(cè)試后，我們還可以把潛艇放在自然界的河流里進(jìn)行最后的模擬測(cè)試。

在這段長(zhǎng)達(dá)200米的行進(jìn)中，潛艇不僅能躲過(guò)各種障礙物正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還拍攝到了非常清晰的水下圖景。

給我們的“船長(zhǎng)”一個(gè)大特寫(xiě)：

盡管看上去十分炫酷，但是作者也很真誠(chéng)的給大家拔了播草。作者表示，前前后后整個(gè)構(gòu)建過(guò)程太過(guò)復(fù)雜，可能花了300個(gè)小時(shí)左右。

同時(shí)目前還存在由于密封嚴(yán)密且需要平衡內(nèi)部壓力，端蓋部分尤其復(fù)雜；轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳太弱；潛艇在以最高速度行駛時(shí)不會(huì)直線行駛；測(cè)速脈沖有時(shí)會(huì)丟失，需要修復(fù)注射器位置參數(shù)等問(wèn)題。

盡管目前已經(jīng)做了4個(gè)版本的樂(lè)高潛艇，作者還在想對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，比如改造端蓋使其更易于安裝并添加鎖定機(jī)制，更換無(wú)線電控制板，拆下激光距離傳感器，增加轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋槳尺寸或齒輪比等等。

文摘菌的腦子已經(jīng)被這個(gè)樂(lè)高潛艇炫酷暈了，不知道大家對(duì)這個(gè)小潛艇有什么看法，歡迎在評(píng)論區(qū)留言討論~

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https://brickexperimentchannel.wordpress.com/rc-submarine-4-0-blog-post-series/https://www.youtube.com/watch?v=KLEH8RJsYgI