鲁达 作为执行部分的一个关键是，如何解决“执行中”的误差。
今天，我们重点来说轮子。会涉及很多关键词！
学完后对生活常识也一定是有帮助的！我可以保证以后你看到汽车的轮子，就知道车大概贵不贵了。
对了，老丁不是说过不谈轮子了么？为什么又提及了？
普通的列表式说明文，当然，我觉得没用。但《设计篇》，讲的是学习设计要思考到的方方面面，作为执行部分的一个重点，如何认识你所选用的轮子，当然是一个很科学，很重要的知识点！
当然不可能把乐高的几十种轮子全部拿出来讲讲……但我们要学会一些认识事物的规律。
1、设计师 = 科学家 + 艺术家
老习惯，先要白话一段，此段大家可以省略直接跳到标题2来看“主要内容”。
我们这个设计篇的课程，主要还是以教学内容为主的。设计是一个很难学的东西。
设计师们，基本上是：艺术家+科学家。比如，达芬奇。
科学性就是“可行性”的保证；艺术性是“体验性”的保证。所以这里面就会有哲学和非哲学的命题出现。
我们很多时候，在接受某一个知识时，要做到吸收，这是“非哲学学习阶段”。在这个时候如果刻意的找理由，凭经验，或者觉得自己都懂，那么只有两种可能。
1、真的懂，不需要学；
2、假的懂，以为自己懂；
这就像是很多人说小学生学习要先学会“学习方法”一样，我个人从教10余年，很负责的说，这是句“屁话”！
小学阶段，就是要大量的练习来完成基础能力的训练的，这是“非哲学学习阶段”。而学习方法，一定是建立在基本能力运用的基础上产生的更高层次的理解问题的能力，这个每个人适合的都不一定相同，所以是个“哲学命题”。
还没弄清非哲学命题（有标准），就开始讨论哲学命题（没有标准），根本就是无效的学习！
举个例子：
看我文章的时候，就是非哲学性的。看完后，你的感悟和操作经验，就是哲学性的。所以，学完之后，就可以提出自己的各种质疑。
而面对自己的质疑，就可以用双手去测试、去尝试。这样就能找到答案，也同时能培养自己的批判性思维。
也很期待大家给我这样类型的反馈。
再举个例子：
当我们教学到某一个结构的使用方法或者合适场景教学内容时。大家可能会根据自己的经验得出一个判断标准。即，合理或者不合理。
非批判性思维的结论，都是：我试过，这个没效果；在EV3的场景下，这个东西用不上；等等……那么这种都是没有复制性的无效答案。
批判性思维的结论，都是：我试过，这个由于xx原因，所以效果并不好；当我尝试xx，效果有所提升；更换了测试环境，效果明显；在原来环境中用xx方式，效果优于xx。
这种才是极其有含金量的批判性思维结论。再结合别人的一些经验分享，自己尝试，就可以形成自己的思维方式。
这点，在设计类的课程学习中，极为重要。
2、结构设计与轮子的特性
关于轮子，乐高里面提供了各种各样的型号。
那么，到底在什么场景下，选择什么样的轮子，才是比较合适的呢？
或许你会认为，那么小的东西，不至于吧~
其实这是个错误的思想，轮子的选用，在很多比赛的时候，起着决定性的作用！
因为轮子的选用，跟你的结构特性，息息相关。
PS：下文中，我写的“轮子”指轮毂和轮胎的结合，多指轮毂；“轮胎”指轮子的胎皮。
1、并不是选用的轮子越大，移动的速度就越快。
轮子的一头连接着电机，轮胎本身接触着地面。这就形成了两种力，动力和阻力。由轮子的轴形成支点，动力和阻力在这个时候，形成了一个“第三类杠杆”。
第三类杠杆的特性是：1、始终费力。（费的不多，趋近于不费）2、可以增加杠杆的动能。简单说，就是力量越大，动能越大。
就像打棒球的时候，手捏的地方接近于杆尾，支点也在杆尾，而阻力在杆头上。虽然这样手产生的动能和阻力（机械利益）永远小于1，但可以让杆尾少量转动，却带动阻力臂高速的移动。
你要让棒球杆挥动的轨迹越长，速度越快，就需要越大的动力。
再换个更简单的理解方法：这是一种能让“力量”，变成“运动距离”的杠杆。
在移动相同的距离时，轮子的尺寸越大，就表示在动力臂与支点距离不变的情况下，需要的扭矩越大，而轴的转动角度越小。
而我们电机的最大扭矩是恒定的，如果选用的轮子太大，加上移动结构本身的重量，就会因为扭矩输出跟不上，从而导致轴的转动效率反而降低的现象。这个时候，你就要考虑通过齿轮组合增加扭矩。
而我们知道，齿轮增加扭矩的同时，一定是减速的。所以当需要高速的时候（比如WRO比赛）轮子的选用，其实有一定讲究。
这就是选择轮子的第一层问题考虑。
2、你真的认识轮胎的各种特性吗？
在乐高提供的各种轮子中。有胎皮软硬，大小，花纹，形状的各种区别。
而他们其实是有一定规律的。这里我们要知道一点，在轮子滚动的时候，胎的抓地力（通过胎与地面接触的面积和花纹决定）就是牵引力。
所以一般来说，我们把它们分成几类：
PS：这里会提到的一些关键词，如花纹、宽度等等，请继续往下看文章，我们在后文可以帮助大家理解一些。
越野类：
胎皮较硬，块状花纹，胎面有大弧度，在承受压力后（扁下去），可以让轮胎更多的接触到各种复杂情况的地面。垂直的、侧面的，这样就可以让摩擦更充分获得更大的牵引力。但这样一来，也就需要更大的扭矩来带动。
普通类：
轮胎的胎面成接近直角的状态，较软，有纵向花纹也有横向花纹，接触平地很充分，比如我们一般的比赛场地都比较平整并且是磨砂的，所以使用这个形状的轮胎，牵引力就会很好。
高速类：
常见的有摩托轮（大而窄），以及布加迪套装带的那种轮子（宽而薄），有多条纵向花纹（正常的车子用于排水），可以提供跟轮子滚动方向相同的抓地力，适合用在光滑的场地上高速使用。整体受的摩擦阻力比其他轮子小。
沙地轮：
又宽又大，增加了与地面垂直的接触面积，减小了移动结构重力对于地面产生的压强。跟越野轮比，胎面角度更像普通轮，这是为了减小压强和防止轮胎在一些小坑里面下陷。
所以，我们在一般比赛的时候，会选择普通轮，这种轮子在现实生活中也是常用的形态，俗称“全路况轮胎”，基本适合比赛场地的“路况”。
而有些结构也会用摩托轮。（看下图轮胎花纹分类）
这样可以追求速度，毕竟比赛的场地还是相对光滑的。但这种结构不适合大型框架，原因很简单，在很多很多的反复测试下，轮子承受着不符合其承受力的框架重量，老化的速度非常快。
以至于很多队伍对于摩托轮胎皮的消耗量，非常大……
另外还有其他关键原因，请继续读下文。
3、 轮胎和轮毂选择的两个标准
在设计中，如何选择合适的轮子呢？
我们在设计的一开始，就会决定一些“大”的方向。
比如，框架是大还是小？
再比如，移动执行部分的布局是多边形还是三角布局？
这些大的方向，就足够我们去提前挑选合适的轮子了。
话说，乐高在这方面的仿真做的还是很好的。
我们来理解几个关键词，就知道为什么了。
1、轮胎宽度和形状
轮胎宽度，有两个作用。
第一，是增大或减小摩擦力；
第二，是增大或减小压强。而这两点的目的其实是相对统一的。
越是窄的轮胎，轮胎所受的压强就越大，所以当物体重量有限（较轻）的时候，增大压强（轮胎窄）就可以使轮胎和地面的接触更充分，提供更强的抓地力。
比如，摩托车。
越是宽的轮胎，压强相对较小，适合承载重量较大的结构。
比如，卡车或者其他的一些重型车辆，轮子都会很大。
越野轮相对其他轮子的造型会特殊一些，是因为它要经常用于崎岖的路面，花纹布满轮子的正面和侧面，这样就可以在很多复杂的情况下，提供不仅仅是正常的地面接触产生的摩擦力，甚至还能提供侧面的摩擦。
但它的反效果就是，摩擦力太大，要消耗更多的动能，在路况好的情况下，不是很好的选择。要是家用车换这种轮子，油耗必然蹭蹭的往上升……贵……没必要。
2、扁平比
轮毂和轮胎是两样东西。一般来说，一种轮毂，可以安装多种轮胎。
我们就拿EV3套装中的标准轮毂来举例，型号是56908，它的尺寸是：43（直径）*26（宽度），单位mm。
这种轮毂可以安装多种轮胎！
比如，EV3的标准轮胎，型号41897，尺寸是：56*28，如下图。
这种轮毂也可以装上蝙蝠侠蝙蝠车套装76023里的轮胎，型号18450，尺寸是：81.6*44，如下图。
它们属于什么轮子呢？适合用在什么情况下呢？
我们一会看完文章可以自己来计算对应一下。
我们先来看一下下面这个轮胎，在它的侧面是有一些参数的。
如下图，43.2*22 ZR。这款轮子是9686套装里面的，型号44309。
这些数字代表什么呢？
43.2 ：代表轮胎的直径，单位mm
22 ：代表轮胎的宽度，单位mm
ZR：轮胎的结构代号，高速的结构，就用ZR表示
这些数据在真实的汽车轮胎上，也都有！
如下图，这就是保时捷911使用的普利司通轮胎。
305 ：代表轮胎的宽度
30：即30%，指“扁平比”
ZR19：代表轮毂的直径
102Y：代表最高速度等级，最高可达300公里/小时！
如下图：
扁平比，我们不熟悉，所以有必要了解一下，因为这个跟我们的设计选用很有关系！
9686科技套装配的轮毂型号是56154，尺寸是：30.4*20。
如果配上上文中：43.2*22 ZR 的这款轮子。
那么它的扁平比，就是：（43.2-30.4）÷ 2 ÷ 22 ≈ 29%
计算公式如下图：
车胎扁平比在生活中是一种根据车辆规格、车子性能而配套的轮胎重要参数。
它的作用是，能够对应不同的车辆性能需要，而进行匹配，以保证汽车性能的充分发挥。高有高的好处，低有低的好处。
扁平比越高，意味着轮子的厚度越厚。这样一来，轮子就会自带很强的避震能力。同时高扁平比的轮子，还能够在复杂的路面上提供胎壁侧面的摩擦力。这就能够让车子在复杂情况下也能够前进。
看出来了吧，越野车、沙地车的轮子都是这种高扁平比的。
比如，上面我们说的9686套装的那种轮毂，也可以安装型号为55976的越野轮胎，尺寸是：56*26，扁平比为49%。我们要知道，这个扁平比在乐高的轮子里已经是非常高的存在了。
但高扁平比轮胎的坏处也很明显，它会造成车身不稳定，这样在转弯的时候，如果移动结构上方比较重，就会很大影响到结构的平衡性（就像有个弹簧）。造成转弯不精确，等等现象的产生。
低扁平比的轮子，性能上就完全不同了。由于扁平比低，所以轮子的反弹效果比较少，轮毂直接紧贴地面，意味着地面的情况可以更直接反馈到移动结构上。这样就会让移动结构在平整路面的情况下得到很好的抓地力和操控性。
这种轮子一般都用在高端的跑车上，这个道理跟我们现实生活中是一样的。比如这辆蓝色的“大黄蜂”。
但扁平比低的坏处也很直接，轮胎缺乏弹性空间，胎壁薄，减震效果差，也不能够保护轮毂。所以，俗话说超级跑车不适合在中国的很多公路上飞驰不单单是因为堵车，马路上的一块石头，都有可能让你爆胎，造成很严重的交通事故。至少也有可能会让轮毂变形。
大家可以看一下下面两个真实车型，再感受一下：
雷克萨斯LX570（SUV）
轮胎：275/50 R21
兰博基尼Hurcan Performante（跑车）
轮胎：245/30 R20/（前胎）305/30 R20（后胎）
当然，你可以很明显的看到，轮毂大，扁平比低的车子，看着更帅……
比如下面两辆车子，都是君威，上面的是标配，下面的是顶配，外观造型一样。
但由于发动机和配置的不同，轮子选用就不同，明显下面的比较帅，不是么？~
4、设计思路总结
所以总结一下：
1、作为最终的执行部分，轮子和轮毂的挑选也是有讲究的，要根据实际情况来选择轮胎和轮毂。
2、不同的轮毂可以搭配很多种轮胎。轮毂主要决定了杠杆的大小，轮毂越大，需要的动能越大。
3、轮胎也有选择的标准，扁平比是个很好的参考数据，路面复杂，用扁平比高的轮胎，路面平整，用扁平比低的轮胎。
4、根据设计需求对应你的选择，把三种条件融合在一起考虑：速度要求，路面情况，结构重量。
举例1：高速，路面平整，结构轻，那么必然用，大轮毂+低扁平比的轮毂和轮胎组合。如布加迪套装里面的这种土豪级零件配置……
举例2：低速，路面崎岖，结构重，那么就要用，小轮毂+高扁平比的轮毂和轮胎组合。因为小轮毂可以提供扭矩，高扁平比可以应对崎岖路面。如Technic系列的各种工程车……
举例3：WRO比赛场地，平整，追求速度，推荐大轮毂+低扁平比（速度更快），或者小轮毂（移动更精确）+低扁平比的组合。根据解决方案的情况来配置。
无论如何组合，设计的目的，都是为了让轮子的选择和解决方案的特性相结合，以达到最好的操作性和稳定性的配合。
这就是跟轮子选择有关的，设计思路参考。
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下期见！
全文完，感谢阅读。