GBC 模块：从起点到终点
一句话总结这篇文章的核心：介绍Great Ball Contraption模块”Soccer Shooter”从灵感设计到调试完成的完整制作过程
完整内容
今天，我们将深入探索我最新GBC模块”足球射手”(Soccer Shooter)的机械设计魅力。我们会一起探究模块中隐藏的各种机械结构和有趣的拼搭技巧，同时展示我从头到尾的完整设计过程。
在我们深入了解这个乐高Great Ball Contraption模块的制作幕后故事之前，请先观看这段视频。
灵感
在创作GBC模块时，我从各种乐高零件中获得了很多灵感。到目前为止，运动系列套装提供了最多的创意，特别是因为它们显然与GBC球有很多互动。我一直想创作一个以足球为主题的GBC模块，因为在我小时候，当地超市总会赠送这种乐高足球袋装拼砌包。我总是很兴奋妈妈购物回家，希望能得到一袋。
在完成我的篮球模块之后，我发现将GBC球与人仔结合在乐高展会上非常受欢迎。那么，为什么不尝试用不同的运动来尝试同样的公式呢？然后我偶然发现了30488这个零件，这样我就可以开始第一个初始概念了。
第一个概念
Berthil van Beek设计的Bing选色机
最初的想法是创建一个圆盘，上面有八名足球球员向守门员射门。我见过各种GBC builders使用的一种机制（原始机制由PG5200创作），可以将圆盘旋转八分之一圈，然后短暂停顿，这足够触发一次射门并将球加载到圆盘上。我开始动手制作，这是我的第一次尝试。
我的第一个概念
将我的初始概念与Berthil的模块进行比较，很明显我将机构旋转了90度。这个改变带来了很多问题，特别是因为触发弹簧所需的力必须来自顶部。正如GIF中清晰可见的，这种力最终会过度摇晃环。我最终放弃了这个概念，因为摇晃问题，而且它看起来会与我的篮球模块太相似。我想用新事物挑战自己！
重新设计
不得不重新开始，我决定先解决最具挑战性的问题，对我来说，那就是创建一个可靠的射击机构。由于30488零件底部只有一个销连接，我使用旋转凸轮轴来拉紧弹簧然后释放它。此外，在旁边添加一个锥齿轮可以减小机构的占地面积。
之后，我在Studio中设计了球场。我选择了亮绿色作为球场颜色，因为它很突出，与乐高体育场套装中的足球场颜色相匹配。在拼搭这个模块时，我逐渐喜欢上了亮绿色。然而，缺点是我的钱包不太喜欢。在2020年，亮绿色零件的可用性不像现在那么广泛，一些零件非常昂贵，这使得构建一个外观漂亮的足球场相当具有挑战性。
整个球场采用SNOT拼搭技术构建，这使得球更容易滚动。球场放置在瓦片上并被夹紧固定，所以不会掉出来。球场上有两个开口槽，两个射击机构将安装在那里。
模块的上部完成后，是时候将所有机械连接起来了。这被证明很有挑战性，因为需要几个动作才能将球输送到足球球员可以射门的位置。在开始拼搭之前，我更喜欢在纸上勾勒出我的齿轮系概念。草图中的红色代表框架轮廓，蓝色是球的流动路径，最后绿色是齿轮系。
不需要复杂的齿轮传动来在不同位置实现不同速度，因为除了Power Functions (PF) XL电机最初的1:5齿轮传动外，模块以恒定速度运行。为了实现这种传动，我使用了一个8齿齿轮和一个40齿齿轮。当你检查底部时，你会注意到与初始草图相比，最终产品发生了一些变化。由于空间限制，我不得不旋转球泵，并将电机移到模块后部，以便更容易操作。然而，球的流动与草图保持一致。
电机后面有一根轴通向足球场，这是为两个射手和守门员提供动力所必需的。
未安装足球场的模块
泵送球
球的旅程从入口开始，球从上个模块流入这里。入口宽度为8x8凸点，以符合”GBC标准”。两个球被引导到一个步进机构上，步进机构将它们抬起并分配到两个独立的路径，每个路径通向一个球泵。这些球泵相差180度，以避免在同一时刻需要扭矩，减少轴上的压力。
你可能会想，什么是球泵？嗯，这是一种机制，你将球在管子中堆叠在一起，从底部添加一个球将它们向上推。这是在GBC模块中获得高度的非常有效的方法，而且机构不需要太多空间。
Sam Friesen设计的球泵
我使用了Sam Friesen创作的设计，非常紧凑可靠。我做了一些小改动；例如，我用软管子替换了条型零件，因为足球场是倾斜放置的。
在构建GBC模块时，你必须始终考虑墨菲定律，特别是如果模块会射门。球总是会找到你意想不到的地方。这就是为什么在选择合适的齿轮传动比时，我确保模块运行速度高于GBC标准要求的强制1 BPS（每秒一球）。此外，我希望球场稍微倾斜，这样如果球没有进入球门，它们可以滚回入口。
经过大约80到100小时的拼搭，这就是模块的初始版本。我为2022年挪威特隆赫姆的PKH 2022活动构建了它。活动前两周我参加了当地LUG聚会，这提供了测试模块的绝佳机会。我在下面的旋转图中添加了更多拼搭过程的图片。
测试，测试，再测试……
你问不同的GBC builder，对这个”测试”部分的看法差异很大。完成GBC模块后最令人满意的就是它在首次亮相活动中完美运行。不幸的是，这种结果往往更多是例外而不是常态。特别是这个模块，我遇到了各种需要修复的问题，需要多次重建，因为零件断裂，卡在球泵中等等。我会逐一讲解我的修改，这样你就能从这些修复中学到东西。
弹簧断裂
我遇到的第一个主要问题是，在运行大约10到16小时后，30488零件的弹簧会断裂，导致模块中弹簧松动，模块无法工作——如果你在活动中吃午餐，这可不太妙！这个问题必须解决。
修复方法是使用橡皮筋和43372零件设计一个全新的射击机构。通过旋转轴，射击机构被拉回然后释放，最终在球场顶部形成一个射击人偶。这个改变带来了更齐平的设计，因为射击机构隐藏在足球场下方。
到了2023年，乐高开始发布更多亮绿色的零件，这帮助减少了射手部分的间隙。
软管问题
我球泵中的软管弯曲过度（相当讽刺！），导致球无法停留在射手前面，而是找到了出路。我不得不在软管内部插入一些铁丝来解决这个问题，以加强它们。
万向节 / CV接头
运行这个模块所需的扭矩最初相当大，特别是在我修改射击机构之前。我遇到了问题，导致几个万向节断裂，这是一个需要解决的重大问题。解决方案是将万向节更换为CV接头，因为与标准万向节相比，它们可以承受更大的扭矩。此外，减小CV接头的角度有助于缓解问题。
虽然这些调整看起来很小且容易实施，但重要的是要注意，一些重大问题只有在模块运行超过10小时后才会出现。因此，我必须在活动中测试我的修改，在家里做进一步调整，然后在下一次活动中重复这个过程，依此类推。这个迭代过程花费了我大约2年时间，但现在我终于对模块满意了！
进球得分
最后，我想强调，这个GBC模块对于活动来说相当复杂和具有挑战性。如果你正在考虑进入GBC拼搭领域，我不建议从创建自己的模块开始，特别是如果它们涉及像这样复杂的机构或众多移动部件。
相反，我建议从更简单的模块开始，学习其他人已经完善的机制和技巧。这种方法将提供坚实的基础，然后再 tackling 更复杂的构建。你可以在以下网站找到一些易于拼搭的模块：
最后，你是否好奇我是如何在视频中实现那些很棒的相机移动和转场的？信不信由你，这完全是用乐高零件完成的！在下一篇文章中，我将详细介绍我是如何构建完全由乐高零件组成的相机滑块的。敬请期待！
BrickNerd最佳奉献 - 原文最初发表于2024年2月21日。
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