TinkerCAD設計四足機械守宮
- Silas Hung

- 1月10日
- 讀畢需時 3 分鐘
這是一個專為學生設計的 Tinkercad 3D 建模教案,主題是「機械守宮」(Mechanical Gecko)。這個教案旨在結合生物觀察、幾何形狀認知與基礎機械概念。
一、 設計概念 (Concept)
對於小學生來說,「機械守宮」不應該過於複雜。我們將重點放在將守宮的生物特徵轉化為簡單的幾何圖形,並加入「機械感」的元素(如關節、螺絲紋路、裝甲板)。
生物特徵簡化 (Bio-mimicry Simplification):
頭部: 三角形或圓角矩形。
身體: 長橢圓形或圓柱體。
四肢: 彎曲的管狀結構,強調守宮特有的吸盤腳趾。
尾巴: 長圓錐體,可以設計成節狀。
機械風格化 (Mecha Style):
關節: 使用圓球體連接四肢與身體,模擬機器人的球型關節。
裝甲: 在背部疊加扁平的多邊形,模擬金屬護甲。
細節: 挖空眼睛做成發光感,或者在身上加入「刻線」模擬金屬接縫。
二、 設計步驟 (Steps)
請依照以下順序引導學生操作 Tinkercad:
第一階段:建立軀幹與頭部
身體: 拖曳一個 圓柱體 (Cylinder) 或 拋物面體 (Paraboloid) 到工作平面。旋轉 90 度讓它平躺,拉長作為身體。
頭部: 使用 屋頂 (Roof) 或 多邊形 (Polygon),旋轉並調整大小,使其看起來像一個扁平的三角形頭部。
連接: 將頭部與身體對齊並 群組 (Group) 起來。
第二階段:製作機械四肢 (關鍵步驟)
關節: 放置一個 球體 (Sphere) 在身體側面,作為肩膀/髖關節。
腿部: 使用 圓管 (Tube) 或 圓環 (Torus) 切割一半,製作出彎曲的腿部線條。
腳掌: 這是守宮的靈魂。使用一個小圓柱體作為手掌,再複製 3-4 個極小的球體或是圓柱體排列在前端,模擬守宮的圓形吸盤腳趾。
複製: 做好一隻腳後,使用 複製與重複 (Duplicate and Repeat, Ctrl+D) 功能,做出另外三隻腳,並使用 鏡像 (Mirror) 功能翻轉對側的腳。
第三階段:機械尾巴
分節構造: 不要只用一根長圓錐。請學生使用 圓錐體 (Cone),切成一小段一小段,或者使用多個縮小的圓柱體串聯起來。
彎曲感: 稍微旋轉每一節的角度,讓尾巴看起來像是正在擺動,增加動感。
第四階段:添加機械細節 (裝飾)
眼睛: 在頭部兩側放置圓環或圓柱體,做出像機器人鏡頭一樣的眼睛。
背部裝甲: 使用 半球體 (Half Sphere) 或 薄的方塊,貼在背部,模擬太陽能板或金屬背甲。
刻線 (進階): 使用「孔 (Hole)」屬性的細長方塊,在身體表面輕輕切出線條,製造金屬拼接的縫隙感。
三、 注意事項 (Precautions & Tips)
在教學過程中,針對小學生常犯的錯誤或操作困難,請注意以下幾點:
視角控制是基本功:
小學生常會忘記旋轉視角,導致物體在正面看是對齊的,側面看卻浮在半空中。
提示: 不斷提醒學生使用滑鼠右鍵旋轉視角,檢查物體是否真的貼合(特別是腳和身體的連接處)。
善用「對齊 (Align)」工具:
手動拖曳很難置中。教導學生選取頭和身體,按下鍵盤 L (Align),點擊中間的黑點,讓模型工整對稱。
物體重疊要足夠:
如果是為了 3D 列印而設計,各個零件之間的重疊部分(Overlap)必須足夠多。如果只是輕輕碰到,列印出來後模型會散架或斷裂。
檢查: 確保球型關節「吃進去」身體裡至少 1/3。
避免懸空 (Overhangs):
如果這個模型要列印,守宮的腹部應該是平貼地面的。如果想做站立姿勢,需要提醒學生 3D 列印會有支撐材的問題,建議先從「趴著」的姿勢開始設計。
群組與顏色:
最後完成時,全選並 群組 (Group, Ctrl+G)。
小技巧: 群組後模型會變成單色,如果學生想保留原本多彩的設計,可以在顏色選單中勾選 「多色 (Multicolor)」。
範例引導話術 (給老師)
「各位同學,真正的守宮皮膚軟軟的,但我們要做的這隻是來自未來的『機械守宮』!想像一下,它的腳不是肉做的,而是強力磁鐵;它的背上不是鱗片,而是太陽能板。現在,請打開 Tinkercad,我們先從它的機械身體開始造起!」































留言