仿制『木牛流马』感悟工匠精神

重庆市巴川中学校 何清芳 刘 松

相传木牛流马是三国时期蜀汉丞相诸葛亮发明的运输工具，分为木牛和流马。史载建兴九年至十二年（231 年～234 年），诸葛亮在北伐时曾使用木牛流马运送粮草。其载重为“一岁粮”，大约四百斤以上，每日行程为“特行者数十里，群行三十里”，既不饮水，又不吃料，昼夜运转不停，为蜀国十万大军运送粮草。不过，它们确切的制作方式、样貌现在不明，后人对其亦有不同的解释。后代的“木牛流马”只是后人在揣测的基础上对其进行的仿制。在此过程中，也诞生了大量的“木牛流马”自走玩具。

先明原理——以自走玩具为例

对自走玩具兔子进行观察、探究发现，它在一定坡度的斜面上能够自动下坡，是因为自身的重心与前后脚充当的支点交替发生相对的位置变化。当兔子前脚着地时，前脚为支点，后脚翘起，其重心在支点后面，因此身体会后仰直到后脚着地（见图1）。当兔子后脚着地时，后脚为支点，则前脚翘起，其重心在支点前面，于是兔子身体向前倾，直到前脚着地（见图2）。以上步骤重复进行，就形成了步行下坡的效果。

图1

图2

初学体验——制作下坡玩偶

一、制作材料及工具

卡纸、纸板（或者木板等其他可以作为斜面的材料）、剪刀等。

二、制作步骤

1.按图3 在卡纸上画出线条，并将卡纸沿虚线剪开。

图3

2.将剪好的卡纸沿实线折叠（见图4）。然后对4 只脚进行修剪，从外侧3 毫米左右的位置向内侧剪裁，形成一个外低内高的弧形（见图5），这一步修剪非常重要。

图4

图5

三、效果展示

操作时首先要调整斜面的倾斜角度，只要细心尝试，通常都可以找到最佳的倾斜角度。同时斜面的材质也很重要，避免使用过于光滑的材料，否则玩具会直接沿斜面下滑。最好使用摩擦力大的，例如泡沫板、软木板、木工板等，它们都是不错的选择。将玩偶放到斜面上，只要轻轻向左或向右按压一下，玩偶就会左右摇摆着缓慢下坡了。

学有所成——制作简易自走纸杯

一、制作材料及工具

圆珠笔筒、纸板、竹签、纸杯、泡沫、图钉、热熔胶、美工刀等。

二、制作步骤

1. 将圆珠笔筒用热熔胶粘在纸板顶端（见图6）。

3.将粘好圆珠笔筒的纸板放入杯中，用竹签贯穿纸杯和圆珠笔筒。完成后纸板要能自由转动。此时纸板超出纸杯的杯口，用笔在纸板超出杯口约3 mm 处做记号（见图7）。然后将纸板取下来，用美工刀或剪刀裁掉多余部分。注意：务必笔直切割，否则纸杯下坡时会歪斜！

4.在纸板两侧的纸杯内壁分别粘贴两块泡沫，以限制纸板的转动角度。左边的泡沫不要超出杯口，右边的泡沫要超出杯口约3 mm，并将其底部修剪成圆弧状，作为前脚（如图8）。

5.在纸杯的左侧插入图钉（如图9），用于调整玩具的重心位置（通过图钉的数量确保纸杯的整体重心位于纸杯后侧）。如果纸板行走不便，可在下方粘上雪糕棒增加稳定性。上方可以用扭扭棒进行装饰，同时起到平衡的作用，完成后的实物见图10。

图6

图7

图8

图9

图10

三、启动技巧

先将斜面的倾斜角度调整到最佳。再将纸杯放在斜面顶端，手指从上方轻压纸杯尾部，然后松手，纸杯就会以前后两只脚交替落地的方式摇摆前行。或者在松手时，轻轻向前推一下，也可以帮助它走起来。对于新手来说，纸杯能够走出3 步以上，就算成功。当然走动的步数越多，行走效果越好。

四、问题与解决

经常发生的问题有：自走纸杯无法行走或行走步数少，常常没走几步就停止。其原因如下：

1.纸板（后脚）剪得太短，右侧泡沫（前脚）粘好后，纸板无法接触斜面，纸杯自然无法行走。

2.没有找到合适的斜面倾斜角度。

3.右侧泡沫前端（前脚）没有修剪成圆弧状，导致受到的阻力太大。

4.纸杯各部分的组装和粘贴不牢固，影响行走效果。

思维拓展

在制作“木牛流马”自走玩具的过程中，要达到好的效果，需要细心和耐心，关键是对技巧的掌握和智慧的传承。制作“木牛流马”自走玩具的关键就在于重心对平衡的控制。当使用光滑程度不同的木板作为斜面时，观察、分析玩具运动的差别与影响因素有哪些。想一想当玩具不能笔直走下坡时，影响因素可能有哪些？如何调整？

生活中的应用

重心与人类生活关系密切。在所有交通工具、机械设备的设计与研制工作中，重心位置的设计都十分重要。它的高低、左右、前后，对机械、车船、飞行器的稳度、能量损失等都有着至关重要的影响。在当代，科学家们更是利用重心创造出许多能够自动行走的机器，比如自动跟随雨伞、自动行李箱、自走座椅、平衡车、平衡椅等。