v ol u m e 1
Each model includes a list of required parts and colorful photographs that guide you through the build without the need for step-by-step instructions. As you build, you’ll explore the principles of simple machines, gear systems, power translation, and more. Yos h i h i to Is og awa
®
You’ll learn to build sliding doors, grasping claws, rack-and-pinion mechanisms, and ball-shooting devices of every sort!
T h e L E G O P o we r Fun c t i o n s I de a B oo k
This first volume of The LEGO ® Power Functions Idea Book, Machines and Mechanisms, showcases small projects to build with LEGO Technic gears, motors, gadgets, and other moving elements. You’ll find hundreds of clever, buildable mechanisms, each one demonstrating a key building technique or mechanical principle.
M ach ines and M e cha n i s m s
Imagine. Create. Invent. Now, what will you build?
T he L E GO Power Functions I dea Boo k , ®
®
Machines and Mechanisms
is a LEGO luminary with 46 years Y o s h i h i t o
of building experience. In addition to running Isogawa Studio, Inc., he reg ularly holds LEGO workshops, lectures at schools and science museums, and creates LEGO models for events and exhibitions. He is the author of the LEGO ® Technic Idea Book series
I s o g a w a
and The LEGO ® MINDSTORMS ® EV3 Idea Book (No Starch Press), as well as many Japanese-language LEGO titles.
T H E F I N E S T I N G E E K E N T E R TA I N M E N T ™ w w w.nostarch.com
This book is not authorized or endorsed by the LEGO Group.
Shelve in: Hobbies/LEGO
$24.95 ($28.95 CDN)
Y o s h i h i t o
I s o g a w a
Contents Introduction · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1
PART 1 • Basic Mechanisms Transmitting rotation · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4
Gearing down (powering up)· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 10
Gearing up (speeding up)· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 30
Changing the angle of rotation · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 42
Powering up with worm drives · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 52
Using turntables · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 66
Gear systems · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 76
Tilting the angle of the axle · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 84
Changing the angle of the axle freely · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 90
Universal joints · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 96
Transmitting rotation with chains and treads · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 106
Transmitting rotation with rubber bands · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 110
Rack-and-pinion gears· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 114
Swinging mechanisms· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 124
Reciprocating mechanisms · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 134
Cam mechanisms · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 142
Gear systems with whole number ratios · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 154
Attaching a battery box · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 172
Attaching an infrared receiver· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 178
vi Contents
PART 2 • Arms, Wings, and Other Movements Flapping wings· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 182
Gripping fingers · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 188
Lifting things · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 204
Shooting things· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 214
Automatic doors · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 226
Moving arms· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 238
Spinning fans · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 250
Drawing pictures · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 262
Complex movements via rotation· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 284
Using attachments to change motion· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 294
Combining modules · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 304
Parts list · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 312 Contents vii
PART 1
Basic Mechanisms 4
52
90
114
154
10
66
96
124
172
30
76
106
134
178
42
84
110
142
Transmitting rotation #1
3
4
×2
×2
Gear ratio 8:8 = 1:1
#2
3
×2
16:16 = 1:1
4 Transmitting rotation
×2
#3 ×2
16:16 = 1:1
#4
24:24 = 1:1
×2
3
×2 Transmitting rotation 5
#5
3
×2
×2
40:40 = 1:1
#6 3
×2
36:12:36 = 3:1:3
6 Transmitting rotation
×2
v ol u m e 1
Each model includes a list of required parts and colorful photographs that guide you through the build without the need for step-by-step instructions. As you build, you’ll explore the principles of simple machines, gear systems, power translation, and more. Yos h i h i to Is og awa
®
You’ll learn to build sliding doors, grasping claws, rack-and-pinion mechanisms, and ball-shooting devices of every sort!
T h e L E G O P o we r Fun c t i o n s I de a B oo k
This first volume of The LEGO ® Power Functions Idea Book, Machines and Mechanisms, showcases small projects to build with LEGO Technic gears, motors, gadgets, and other moving elements. You’ll find hundreds of clever, buildable mechanisms, each one demonstrating a key building technique or mechanical principle.
M ach ines and M e cha n i s m s
Imagine. Create. Invent. Now, what will you build?
T he L E GO Power Functions I dea Boo k , ®
®
Machines and Mechanisms
is a LEGO luminary with 46 years Y o s h i h i t o
of building experience. In addition to running Isogawa Studio, Inc., he reg ularly holds LEGO workshops, lectures at schools and science museums, and creates LEGO models for events and exhibitions. He is the author of the LEGO ® Technic Idea Book series
I s o g a w a
and The LEGO ® MINDSTORMS ® EV3 Idea Book (No Starch Press), as well as many Japanese-language LEGO titles.
T H E F I N E S T I N G E E K E N T E R TA I N M E N T ™ w w w.nostarch.com
This book is not authorized or endorsed by the LEGO Group.
Shelve in: Hobbies/LEGO
$24.95 ($28.95 CDN)
Y o s h i h i t o
I s o g a w a