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出版者:第1版 (2000年6月1日)

作者:多田千寻

出品人:

页数:292 页

译者:惠玲

出版时间:2000年6月1日

价格:19.8

装帧:平装

isbn号码:9787115084811

丛书系列:

图书标签:

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《巧匠心语：解构奇思妙想的机械装置》 这是一本关于机械原理、结构设计与创造力碰撞的深度探索。书中不涉及任何手工制作的玩具，而是将目光聚焦于那些驱动世界的精密机械、充满智慧的工程奇迹以及激发无限想象的科学装置。我们将一同拆解古老钟表的复杂齿轮系统，领略蒸汽机的澎湃动力如何改变工业格局，追溯宇航器精妙的姿态控制系统如何实现太空探索的壮丽篇章。 本书从宏观到微观，从基础到前沿，深入浅出地剖析各种机械装置的设计理念和运作机制。我们不会教授你如何用双手组装一个模型，而是带你走进工程师的大脑，理解他们如何将抽象的物理定律转化为实际的动力和功能。 第一部分：机械的基石——运动的语言 齿轮的交响曲： 齿轮是机械的心脏，它们如何通过啮合传递动力、改变转速、调整方向？我们将从最基础的直齿轮开始，逐步解析斜齿轮、蜗轮蜗杆、行星齿轮等复杂结构的优势与应用。书中将包含大量精美的插图和示意图，清晰展示不同齿轮组的传动比计算、扭矩传递以及在不同场景下的应用，例如汽车变速箱、精密仪器中的微型齿轮等。我们会探讨齿轮的材料选择、加工精度对机械性能的影响，以及它们如何在时间的流逝中，驱动着古老的钟表精准报时。 杠杆的力量： 简单机械的智慧，杠杆原理如何实现以小博大？我们将回顾从称砣到千斤顶，杠杆在人类历史上的重要作用，并深入分析其不同类型（省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆）的应用。书中会分析液压系统中的油缸和活塞，如何巧妙地利用流体静力学，将微小的压力放大，实现巨大的举升能力。我们还将触及机械臂的关节设计，以及它们如何通过一系列杠杆组合，完成复杂精密的工业操作。 连杆的舞蹈： 连杆机构如何将直线运动转化为旋转运动，或反之？本书将详细解读四连杆机构、曲柄滑块机构等经典设计，分析它们在发动机活塞运动、缝纫机针脚形成、甚至某些机器人手臂上的应用。我们会探讨连杆机构的自由度、运动轨迹以及如何通过改变连杆长度和连接点，实现特定的运动模式。 第二部分：动力的源泉——能量的转化与控制 蒸汽的激情： 蒸汽机的发明是工业革命的里程碑，本书将深入剖析蒸汽机的热力学原理，包括锅炉如何产生蒸汽，蒸汽如何推动活塞做功，以及冷凝器如何循环利用蒸汽。我们会探讨不同类型的蒸汽机，如往复式蒸汽机和涡轮式蒸汽机，以及它们在火车、轮船、发电厂等领域的广泛应用。读者将了解到蒸汽机效率的提升是如何与材料科学、结构设计紧密相连的。 内燃机的脉搏： 现代交通的基石，内燃机的工作循环（进气、压缩、做功、排气）将被逐一拆解。我们将分析汽油机和柴油机的工作差异，探讨燃烧室设计、点火系统、燃油喷射等关键技术。本书还会介绍涡轮增压器如何提升发动机功率，以及混合动力和纯电动汽车的动力系统设计原理，但侧重于机械结构和能量转化过程，而非具体的制造指南。 液压与气动的智慧： 液压和气动系统如何利用不可压缩的液体或可压缩的气体传递动力？我们将深入研究油泵、液压缸、阀门等组成部分，分析压力、流量、速度之间的关系，以及它们在工程机械（挖掘机、起重机）、航空航天、自动化生产线中的关键作用。本书将探讨液压伺服系统的高精度控制能力，以及气动系统在高速响应和低成本应用上的优势。 第三部分：精密与巧思——微观世界的机械之美 钟表的哲学： 古老钟表内部错综复杂的齿轮、擒纵机构、摆轮和游丝，它们是如何协同工作，精准测量时间的？本书将带领读者走进微机械的世界，理解这些精巧部件如何将机械能转化为稳定、精确的时间度量。我们会探讨不同类型擒纵机构的原理，如直齿擒纵、瑞克利特擒纵等，以及它们对计时精度的影响。 相机的光学机械： 镜头光圈的收缩与扩张，快门的速度控制，这些精妙的机械设计如何捕捉瞬间的影像？本书将揭示相机内部的机械联动机制，分析光圈叶片的设计如何控制景深，快门帘如何精确控制曝光时间。我们将探讨自动对焦系统的机械驱动原理，以及稳定器的内部减震和补偿机制。 精密仪器的灵魂： 从显微镜的调焦装置到望远镜的赤道仪，精密仪器对机械设计有着极致的要求。本书将分析这些仪器中微小却至关重要的机械部件，如蜗杆传动在望远镜跟踪中的应用，高精度轴承在测量仪器中的作用，以及它们如何实现极高的测量精度和稳定性。 第四部分：未来的脉动——前沿机械理论与展望 微机电系统（MEMS）： 硅基芯片上的微型机械，MEMS技术如何将传感器、执行器集成到指甲盖大小的空间？本书将介绍MEMS的制造工艺，如光刻、刻蚀等，并分析其在智能手机、医疗设备、汽车安全系统等领域的广泛应用。我们将探讨微型马达、微泵、微传感器等MEMS器件的工作原理。 机器人学的机械基础： 机器人手臂的自由度、关节的驱动方式、末端执行器的设计，机器人学的核心是复杂的机械系统。本书将分析人形机器人、工业机器人、无人机等不同类型机器人的机械结构，探讨它们如何通过机械设计实现行走、抓取、飞行等多样化功能。我们将关注伺服电机、减速器、关节限位等关键机械组件。 生物仿生机械： 从模仿鸟类飞行的机翼结构，到模拟昆虫运动的仿生腿，自然界为机械设计提供了源源不断的灵感。本书将探讨生物仿生学在机械设计中的应用，例如仿生材料、仿生驱动方式，以及如何从自然界中汲取智慧，创造更高效、更智能的机械装置。 《巧匠心语：解构奇思妙想的机械装置》旨在为读者打开一扇通往机械世界的大门。它不是一本简单的DIY手册，而是一次深入的学术之旅，一次对人类智慧结晶的致敬。通过对各种机械装置的原理、设计和应用的详尽剖析，我们希望激发读者对机械工程的兴趣，培养严谨的逻辑思维，并从中获得解决复杂问题的启发。这本书将帮助你理解那些驱动现代文明的看不见的“手”，认识到机械之美，并深刻体会到科学技术的力量。

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说实话，我一直觉得这类手工制作的书籍，内容很容易变得枯燥或者过于专业化，但这本书完全没有这种感觉。它更像是一位经验丰富的朋友在耐心地手把手教你如何从一个简单的想法变成一个可以实际操作的“小奇迹”。我最喜欢的一章是关于光影和运动结合的部分，作者通过几个非常基础的几何形状，竟然能组合出让人目眩神迷的动态效果。这让我意识到，最复杂的机械，往往是由最简单的原理构成的。阅读这本书的过程，就像进行一场小型科学探险，每完成一个小项目，都伴随着强烈的成就感。而且，作者非常注重细节的描述，比如在连接件的处理上，他会特别指出哪种胶水粘合力更强，或者哪种固定方式受力更均匀，这些都是书本之外很难获取的宝贵经验。这对于追求完美和持久性的创作者来说，简直是福音。

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从制作难度上来讲，这本书的层次划分非常合理。初级的项目可能只需要半小时就能完成，非常适合想要快速获得成就感的新手入门；而越往后，涉及的结构就越精巧复杂，需要更细致的打磨和更精确的测量。我特别欣赏作者对“失败”的定义。他没有把制作中的小失误看作是挫折，反而鼓励读者从中分析是哪个环节的公差控制出了问题，这本身就是一种宝贵的学习过程。我记得有一次我按照图纸制作一个齿轮传动装置时，卡住了，折腾了好久。后来翻阅书中的“常见问题排查”部分，才发现是我在某个轴承的固定上用力过猛导致形变。这种注重实践反馈的教学方式，让这本书的实用价值得到了极大的提升，让人感觉作者真的理解创作者在实际操作中会遇到的所有“坑”。

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我对这类关于动手实践的书籍的要求很高，因为我希望它能真正激发我的创新思维，而不是简单地提供一个“照猫画虎”的模板。这本书在这方面做得非常出色。它提供的设计方案更像是“灵感种子”，而不是“成品蓝图”。比如，书中展示的一个利用杠杆原理设计出来的自动开合盒子的制作流程后，我立刻就联想到了用同样的原理制作一个能自动分拣硬币的小装置。这本书的价值在于，它系统地梳理了各种经典机械原理在玩具设计中的应用，让你在掌握基础之后，就能举一反三。它不仅仅是教你“如何做”，更是在潜移默化中训练你的“空间想象力”和“逻辑分析能力”。翻阅这本书的时候，我感觉自己不只是在看一本手工教程，更像是在上一堂生动有趣的工程学入门课，只不过是用最有趣的载体——玩具——来实现的。

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这本书带给我最大的感受是，制作“精巧的小机关”远比我想象的要触手可及。过去我总觉得那些复杂的自动装置是工程师的专利，需要昂贵的工具和高深的知识。然而，这本书彻底打破了我的刻板印象。它巧妙地将物理学、机械学中最核心的概念，通过那些活泼有趣的小玩具表现出来。例如，书中对摩擦力与运动关系的阐述，是通过一个能让小人自己“爬”上坡的玩具来实现的，这种直观的演示效果，比任何枯燥的公式都要来得深刻。我甚至开始尝试带着我的孩子一起制作书里的项目，这不仅成了高质量的亲子互动时间，更重要的是，我看到孩子眼中闪烁着对世界运作规律的好奇心和探索欲。这本书成功地将“动手做”的乐趣提升到了“理解世界”的高度，极具启发性和教育意义。

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这本书拿到手的时候，我简直被里面的创意惊艳到了。光是翻开目录，我就能想象出自己沉浸在那些复杂又充满乐趣的机械结构中的场景了。比如，书里介绍的那个需要巧妙设计才能让小球沿着复杂轨道滚动的装置，光是看着图纸上的分解步骤，我就忍不住想立刻动手试试。作者在讲解每一步的时候，都用非常直观易懂的方式，即便是像我这种动手能力不算特别强的人，也能大致把握住其中的原理。它不仅仅是教你如何组装，更重要的是启发你思考“为什么会这样运动”以及“怎样才能让它动得更巧妙”。我特别欣赏作者在材料选择上的建议，很多都是我们日常生活中很容易找到的，这大大降低了制作的门槛，让‘玩’的乐趣可以马上开始，而不是被复杂的材料准备工作消磨掉热情。整本书的排版设计也非常舒服，图文并茂，色彩搭配也让人心情愉悦，让人感觉制作这些小玩具本身就是一种享受。

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