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乐高机械组
LEGO玩具主打描绘机械传动的产品系列 来自维基百科，自由的百科全书
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乐高机械组（英语：LEGO Technic）是乐高一个以描绘机械传动为主，且贴近于模型描绘对应真实世界交通工具机械传动功能的系列。与其他通常使用乐高积木拼接成型的其他乐高系列不同，乐高机械组主要是以齿轮、十字轴与连接栓零件来构建。同时，以乐高机械组元素构建的模型较其他的乐高系列模型也有着更多的功能，更稳定的模型结构，与更加具有挑战性的拼搭历程。乐高机械组的主要零件起初是机械组内专用，随着机械组的发展，机械组零件亦开始出现在其他系列当中，以辅助构建或引入机械传动的玩乐功能。
乐高机械组也会与众多的品牌方合作，推出等比例缩小的载具模型，有时候亦会发起1:1还原挑战。自2020年起，乐高机械组是乐高众多系列当中备受乐高玩家青睐的系列之一，一些机械组产品亦斩获过玩具协会的奖项，在乐高乐园当中也有属于乐高机械组的玩乐区域。
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历史
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乐高机械组于1977年在欧洲推出，当时称为“拼搭能手（Expert Builder）”，[6]翌年，机械组以拼搭能手的名称在美国开始发售。[7]1984年，拼搭能手更名为“机械”，同年乐高开始在机械组当中使用气动元件组件。[8]
机械组人偶于1986年至2001年推出，总共推出过27款。与乐高的经典人偶相比，机械组人偶显得更加高大，机动性也比乐高的经典人偶要高。乐高也曾为这些机械组人偶量身打造专用座椅乃至于专属配饰。[9][10]
1990年，机械组更新所使用的电气系统，包括使用9V电池仓并搭载适配的电动机来取代原先的4.5V电池仓。9V电池仓需要6节1.5V碱性电池用以供电。乐高建议使用不可充电的碱性电池来为电池仓进行供电，以确保能提供稳定的9V电压。电动机则设计成电机与十字轴链接的状态，需要搭配齿轮才能发挥电动机的传动功能。同时乐高也推出一款全新的动力传导皮筋，以确保其能够承受较原先皮筋更高的扭矩与防止在长时间紧绷状态下失去弹性进而影响机械组模型机械性能。[11][12]
昙花一现的光缆系统，仅在1996年推出。光缆系统本质上只是将一些透明的塑胶软管，链接到带有LED灯的中继组件再链接至电池仓中，启动后会发出暗淡的红色灯光。由于当时的乐高集团内部沟通不畅，几乎没有人同时知道制造光缆系统组件的成本与搭载光缆系统的机械组套装定价，导致这些套装的定价最后远低于乐高集团在制造时所付出的成本，几近变成使得乐高集团破产的罪魁祸首之一。[13][14][15]
同样是在1996年，乐高于4月开始开发Mindstorm系列。[16]后于1998年9月，乐高发售第一个Mindstorms套装并搭载Mindstorms RCX可编程逻辑控制器。[17]
机械组在1999年至2000年间，亦有制造同属于生化战士系列和星球大战系列的套装。[18][19]
2009年，机械组的电气系统迎来第二次更新，更新后以电池仓、电动机和电线为主要组件的电气系统，被称为“动力马达组（Power Function）”。动力马达组推出后即取代乐高原先使用的9V与无线电控制系统。更新后的机械组电气系统包括遥控器、变压器、灯与红外线接收器等组件。[20][21][22]
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2017年，乐高机械组为庆祝机械组成立40周年，所有于2017年发售的机械组模型均额外附有一个特别印制的白色横梁，横梁上印有象征着机械组的齿轮，数字40以庆祝机械组成立40周年与“1977-2017”的字样。乐高机械组亦有发布一份特制的拼搭说明书，使用机械组于2017年发售的三个特别产品[注 1]再搭配这本特制的拼搭说明书，即可复刻机械组功能标准，包括汽车发动机、差速器、悬挂系统、转向连动与可调节座椅的开山鼻祖——于1980年发售，产品编号为8860的汽车底盘。[23][24][25]
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机械组的电气系统第三次更新发生于2019年，更新后的电气系统称为“Powered Up”，含义是“为乐高玩具注入能量”。Powered Up可在智能手机端安装CONTROL+应用程序后，开启蓝牙透过编写代码的方式发出各式指令，实现远程控制模型。与电力系统相比，Powered Up由于使用蓝牙而非红外线，因此可以穿墙控制，同时也有增大可控制乐高模型的范围。[26][27][28]原先使用红外线进行远程控制的动力马达组可控制距离遥控器10米之内的模型，而搭载Powered Up的模型在模型距离电话10米开外仍能控制。在应用程序CONTROL+的作业接口也有能够显示模型各参数的一席之地，且如果应用程序侦测到电动机重载后亦会强制电动机停转。[29]Powered Up与动力马达组具备一定的兼容性，将动力马达组中的红外线接收器充能后，与通电中的Powered Up颜色传感器和距离传感器进行链接并调整至正确的模式后，即可使用Powered Up组件透过发出红外线指令来控制动力马达组组件。[30]
乐高机械组为培养孩童的理工科兴趣，亦曾于2021年发起过一项挑战：乐高集团与沃尔沃集团合作，乐高集团向其俱乐部当中的孩童参与者寄送产品编号为42114的6×6沃尔沃集团铰接式卡车的机械组模型，对应沃尔沃集团建筑机械V60H。参与挑战的孩童们需要在三个月的时间内，研究出在仅使用与复用42114所含机械组组件的情况下，制造出足以产生拉动包括43吨沃尔沃集团V60H工程车、工程车上装载共45吨重的沙石与12吨重的平衡配重块在内总共100吨的拉力，并透过云端协作的方式来向乐高集团的工程师们分享拼搭方案。挑战孩童们需要设计出能够产生1万牛力道的设备。在经历2000小时的研究、拼搭与测试后，挑战孩童们最后使用728168个机械组组件与1920个机械组加大号电动机，完成拉动总共100吨工程车、沙石与平衡配重块的挑战，并使其前进50米。[31][32]
随着乐高机械组的发展与乐高集团逐渐偏好于发布面向乐高的成年人玩家产品，机械组组件与乐高积木之间已经成为相辅相成的关系。乐高积木多作为模型构建的装饰性外壳并赋予模型外观，机械组组件则作为模型的支撑结构并赋予玩乐形式。[33]
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组件介绍
乐高机械组的口号是 “Build for real”（英语："Built for real"，香港作“逼真拼砌”，台湾作“就像真的一样”） [注 2]，[35]乐高机械组的设计师们在设计机械组模型时会遵守以下三大原则：真实性[注 3]、功能性[注 4]与挑战性[注 5]。[36]在“Build for real”的框架下，
机械组模型所使用的组件，与乐高的经典系列模型迥然不同。乐高经典系列模型使用乐高积木堆砌而成，而机械组模型则由横梁、齿轮、十字轴、连接栓这四大基本要素构成。[37]在“Build for real”的框架下，乐高机械组的玩家们可以构建微小的模型，并使用机械组组件让模型即便微小但仍有仿真的玩乐功能。[38]虽然搭建机械组模型的难度比搭建乐高经典系列模型的难度高，但是高难度也随之带来高级的机械性与复杂的传动性，以及对基础物理的启迪。[5]
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横梁是构成机械组模型的奠基石，横梁类似于乐高经典系列的长条积木砖，并且中间具有可以咬合连接栓与可使十字轴穿过的孔位，一个横梁零件上所具有的孔位数目恒为奇数，最长的横梁有15个孔位。[39]机械组当中还存在一类薄横梁，这种横梁只有半个横梁的厚度。奇数的薄横梁最早出现于1997年，翌年机械组出现偶数薄横梁，偶数薄横梁恒以薄横梁的方式出现，且所有薄横梁均无凸点。[40][41]自1977年至1999年，机械组所使用的非薄横梁都带有凸点，2000年之后的机械组模型则开始使用无凸点横梁进行构建[注 6]。乐高使用无凸点横梁来进行模型构建很可能是因为原先所使用的凸点横梁，无法准确构建乐高星球大战系列内的角色[注 7]。[19]乐高机械组的拼砌说明图纸当中有以凸点的长度来为各种长度的横梁编号，当出现需要使用横梁进行拼搭的环节时，在当页也有1:1的尺寸印刷，以便玩家检查横梁长度的正确性，透过带凸点的乐高积木进行测量横梁长度亦是可行之道。[37][42][38]
齿轮作为乐高机械组模型的常客，起到传输与管理旋转动力的效用。自1977年乐高机械组问世以来，绝大部分机械组模型的功能都需要齿轮的机械传导完成，因此齿轮在机械组的重要性可见一斑。[10]1980年，机械组设计出一种新的齿轮组合，由一个28齿的环形大齿轮与三个14齿的伞齿轮构成。两个伞齿轮透过十字轴链接到环形大齿轮的两侧，第三个伞齿轮则安装在环形大齿轮内部为伞齿轮预留的位置，三个伞齿轮为环形大齿轮的行星齿轮。所有齿轮均可传导链接十字轴的转动，并可以在一定程度上模拟差速器的功能。[43]
机械组模型当中不仅有齿轮本身，乐高机械组的设计师们还有设计适配于齿轮传导的结构。例如机械组在1981年设计出一种齿条与连接栓相结合的结构，这个结构在与齿轮链接传导齿轮的转动性时，还运用平行四边形的不稳定性带动两侧连接栓向同侧转动。利用这个结构，可以在机械组的车辆模型上实现方向盘与轮胎连动的功能。[44]齿轮的变种蜗轮，于1986年开始成为机械组组件的一部分。[9]
1993年，机械组开发出一个转动环组件，这个组件先与脊状十字轴连接器再与十字轴链接后可以滑动，转动环也可以与齿轮啮合。机械组的设计师们将转动环与两组齿轮结构相搭配，默认状态是转动环组件位于组件中央，不与两组齿轮结构当中的任意一组啮合。当透过链接到转动环的拨片拨动转动环时，转动环同一时间仅能与一组齿轮结构啮合并传导转动。这种结构使得在机械组中设计出变速器成为可能，亦提供多样化的机械传动选择。[45]两年后机械组设计出蜗杆传动结构，透过这个结构可以实现24倍的减速。[46]
乐高集团建议在拼搭机械组模型时不要将齿轮过紧啮合，因为需要一些空间以供齿轮移动或转动。[37]
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十字轴是机械组当中进行机械传递的基本单位，横截面为十字形。使用十字轴进行机械传递的优点是防止机械组组件滑脱、容易拼搭且确保居于横梁孔位正中央。十字轴的尺寸与凸点相同，并依长度有着不同的编号，除长度2以外的十字轴恒为黑色，奇数长度十字轴恒为灰色。[47]在1997年，乐高机械组引入带沟槽的长度2十字轴，虽然沟槽会降低机械组模型的结构强度，但是沟槽的存在意义是为方便拆卸。此前由于长度2十字轴的长度过短而很难拆卸，而有沟槽之后的长度2十字轴可以使用指甲来进行拆卸。[40]2005年，长度2的十字轴颜色由黑色变更为红色，使其更易查找。[48]自2003年起，奇数长度的十字轴开始出现在机械组的模型当中。[49]
十字轴具有三个变种，第一个变种最先出现于1995年，在十字轴的一端具有挡板以及一个凸点。若与横梁搭配使用，则可以创造出一个单独的凸点与不会从横梁中滑脱的可旋转轴。[46]第二个变种自1999年起开始在机械组模型当中，并恒为5.5长度。得益于其挡板可以防止轮胎的滑脱，5.5长度的十字轴被大量用于轮胎的支撑轴。[50]第三个变种与动力马达组同步出现，相较于第一个变种的不同之处在于没有凸点，挡板可以将十字轴固定，目的是为确保电动机链接轴不因时间推移而滑脱。[51]
同横梁一样，乐高机械组的拼砌说明图纸当中也有以凸点的长度来为各种长度的十字轴编号，同时配备有1:1的尺寸印刷对照。当十字轴与齿轮拼接时，乐高集团建议勿让两者过紧贴合，以确保模型搭建后的性能。[37][42]
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乐高气动元件是可以透过两点之间的电路移动进行气压增加，以执行各种机械功能的组件，其原理近似于液压机械。[10]乐高气动元件最早于1984年问世，并率先使用在机械组与DACTA系列当中[注 8]。[8]气动元件组件包括气泵、气压缸、气压罐、三叉气阀与气动管。[52]早期的乐高机械组玩家还需手动将长气动管切割以匹配组件所需长度，后来乐高集团在套装中匹配正确组件所需的气动管长度后，乐高机械组的玩家就毋需手动切割。拼搭说明当中也有标明各种长度的气动管，以帮助机械组玩家的搭建。[8]
截至2024年11月，乐高机械组总共生产34个含气动元件组件的模型套装。[53]
1:1复刻
自2018年以来，乐高机械组对1:1复刻对应现实世界当中的载具模型兴趣盎然[注 9]，这些1:1复刻载具有些是静态展示使用，例如杜卡迪Panigale V4、兰博基尼Sián FKP 37与标致在勒芒24小时耐力赛的参赛车标致9X8 24H Le Mans Hybrid 顶级跑车。[54][55][56]
有些由机械组组件复刻的1:1模型则可以驾驶行进，例如布加迪Chiron和麦拿伦P1。这些可以驾驶的乐高机械组 1:1复刻模型的动力均由动力马达组当中的电动机组件提供。完成这些可以驾驶的机械组1:1复刻模型，需要数十万级别的机械组组件。乐高集团在拼搭完成这些模型后也会邀请职业赛车手前来在专业赛道上测试其行驶速度。布加迪Chiron是在位于德国的埃拉-莱辛大众集团赛道上测试，录得最高时速为20公里每小时；麦拿伦P1是在位于英国的银石赛道上测试，录得最高时速为60公里每小时。[57][58][59][60]
在1:1复刻时乐高集团还会尝试完成高级挑战，例如使用放大版本的横梁并透过在1:1复刻时最大化契合1:10复刻的拼搭过程，以便于现场拼搭与缩短拼砌所需时间。[61]
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主题乐园
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在乐高乐园当中，亦有机械组的一席之地。自2001年至2012年，乐高集团会在乐高乐园的机械组主题区域当中设置名为“机械实验轨道”的过山车游玩项目。[62]乐高集团在佛罗里达乐高乐园、马来西亚乐高乐园、加州乐高乐园等地均有设置类似的过山车游玩项目。机械实验轨道以单列车厢运行，每列车厢前后可乘坐两人总共四人。[62][63][64]
自2017年起，原有运营的机械实验轨道项目统一更名为“乐高大赛（The Great LEGO Race）”，并维持原先的过山车游玩项目。[63][64]相较于原先的机械实验轨道，乐高大赛新增VR游玩选项，可以让游玩者在游玩时穿梭于乐高积木的世界当中。[65]
乐高乐园的机械组主题区域亦包括其他项目，包括“重构世界（Rebuild The World）”、“水上冲浪赛手（Aquazone Wave Racers）”、“机械龙卷风（Technic Twister）”、“乐高机器人组装与程序（LEGO Mindstorms）”与“乐高学院（LEGO Academy）”。[4][66]
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所获奖项
评价
根据乐高集团发布的报告，自2020年起，机械组是乐高集团全系列当中销量名列前茅的其中之一系列。[71][72][73][74][75]
麻省理工学院评价乐高机械组组件不仅可以成为昂贵实验器械的物美价廉替代选项，而且还表示透过乐高机械组组件DIY实验器械可以帮助小型实验室与欠发达地区的科研人员降低与时下尖端科技接触的难度。[76]
争议事件
乐高机械组原先计划于2020年8月1号发售产品编号为42113的V-22鱼鹰式倾斜旋翼机的救援机组套装，且已经得到贝尔公司与波音公司的品牌方授权，[77]但由于V-22鱼鹰式倾斜旋翼机同时部署在美军当中且参与过战事造成人员伤亡与造成人道主义危机的发生，[78]因此即便V-22鱼鹰式倾斜旋翼机着实参与过人道主义援助活动，[79]德国反战社运组织对此乐高机械组套装的发售表示抗议。[80]
德国反战社运组织对乐高集团获取贝尔公司与波音公司的品牌方授权表示抗议，同时在抗议告示当中称，在产品编号为42113的V-22鱼鹰式倾斜旋翼机救援机组套装发售后，每一位购买此套装的乐高机械组玩家都在为军工企业助纣为虐。同时表示V-22鱼鹰式倾斜旋翼机被美军经常性在阿富汗、也门以及伊拉克等地用于展开各类军事行动，因此作出“军工企业在任何时候绝不是一个玩具公司的合作伙伴”的结论。此外德国反战社运组织亦表示自抗议告示发出后，发起请愿要求乐高集团即刻终止与军工企业的合作并不染指任何军事设施，以向乐高集团施加压力。[80]
由于乐高集团在发售套装时确实有暴力避嫌现代武器现象，乐高集团也在2010年时也表示过乐高集团的基本目标是避免让乐高玩家尤其是儿童玩家透过乐高套装认识真实武器与军事装备，并在讨论乐高产品时不会提及暴力与血腥内容，亦不会让大众认为乐高集团是在美化冲突与悖德现象。[81]因此乐高集团于2020年7月21号宣布取消发售产品编号为42113的V-22鱼鹰式倾斜旋翼机救援机组套装，在取消发售的公告当中乐高集团表示，虽然发售此套装的初衷是体现救援机组的重要作用且套装中的V-22鱼鹰式倾斜旋翼机外观也体现这架飞机是用于救援用途，但是由于V-22鱼鹰式倾斜旋翼机仅军方使用，而乐高集团始终秉持着不涉足现实军事载具套装的立场，因此基于维护乐高集团的品牌价值需要，乐高集团决定取消发售此套装，[77]同时乐高集团也在官网上抹除产品编号为42113的V-22鱼鹰式倾斜旋翼机救援机组套装内容。[82]但是基于乐高集团宣布取消发售产品编号为42113的V-22鱼鹰式倾斜旋翼机救援机组套装时，距离原定发售时间仅剩10日且乐高集团并未对已生产套装进行召回[83]，因此仍有少量的套装流入市场，且售价因发售的取消而水涨船高。[81]
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轶闻
沃尔沃集团于2018年与乐高集团合作，透过机械组发布产品编号为42081的电力驱动自动驾驶机械建筑概念车LX03[注 10]，这使得机械组的此套装成为由机械组走向现实载具的第一个套装。[85]
图片集锦
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使用乐高机械组组件与乐高 Mindstorms NXT构建的好奇号模型，NXT位于图片中间偏右处 -
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乐高机械组于1990年发售编号为8064，名称为“万用电动机套装（Universal Motor Set）”的产品，可见当时的机械组模型建构是使用带凸点的横梁
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注释
- 目标是使机械组模型，尽可能还原现实当中的载具。
- 目标是在机械组模型当中，能够设计出与实体发动机运作模式相仿的设备。
- 目标是为乐高机械组玩家体验到可带来成就感的拼搭。
- 不包括乐高在2000年至2003年间将2000年之前的模型套装换汤不换药重新发售的套装。
- 2000年和2001年的部分星球大战系列模型同时也属于机械组，无凸点横梁在2003年之前多用于构建同时隶属于机械组和星球大战系列的模型，自1977年开始的机械组则于2003年开始使用无凸点横梁来进行模型构建。
- DACTA系列后改称乐高教育系列。
参考来源
外部链接
Wikiwand - on
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