在SOLIDWORKS 中复刻源自《辛普森一家》的脑洞发明

Carlos3D 正在使用 SOLIDWORKS、3D 打印与工程技术，将《辛普森一家》里各类脑洞发明进行实体复刻，其中包括霍默的电动锤以及巴特的弹弓。

 图片与设计由卡洛斯・雷耶斯（Carlos Reyes）提供

我为什么要在 SOLIDWORKS 中复刻源自《辛普森一家》的各类脑洞发明（一个接一个实现奇思妙想）

我很久之前就想把《辛普森一家》里一些天马行空的发明做出来。直到今年二月，我前往休斯顿参加**3DEXPERIENCE World**大会，和其他 SOLIDWORKS 用户交流，马修・霍尔提议我做一套《辛普森一家》创客项目。他提到这部动画里有海量内容，充斥着各式各样新奇的小装置。

我成长于八九十年代，深受《辛普森一家》幽默风格的熏陶。九十年代初，剧中流行金句、周边商品、热门歌曲（谁还记得《巴特曼舞曲》？）、巴特狂热风潮席卷各处。这部剧集对美国日常生活、电视、政治与宗教的讽刺，已经成为流行文化重要组成部分。

有了复刻这些古怪发明的想法之后，我便一头扎进去，回看老剧集。在第十季《常青台的奇才》这一集，霍默幡然醒悟，自己还没有做出过一件令自己引以为傲的作品。我们人生中或多或少都有过类似的时刻，不是吗？于是他立志要成为托马斯・爱迪生那样的发明家。可他搞出来的发明全都状况百出：集成马桶的椅子、响个不停的警报器、往脸上喷射化妆品的机器。玩笑背后有一段令我产生共鸣的内核：一个人审视自己的人生，决定要动手创造点东西，即便做得并不完美，也要在自家车库开始尝试。

于是我整理出一份《辛普森一家》发明清单，把剧中所有我想尝试实体化的奇特物件全部汇总。卡通动画里万事看上去都轻而易举，而现实项目要经历大量反复试错，会遇到各式各样难题。

从小项目起步：滑板

在着手机械类项目之前，我打算先做些简单项目热身。我尝试制作一块滑板，但切割位置没有把控好。我和朋友们测试的时候，滑板几乎当场断裂。我原本以为滑板不需要太多规划，就草草完成设计。这件事充分说明，即便是我认为很 “简单” 的项目，依然有可能出错。

电动锤

霍默的中年危机那一集催生了整套项目清单，本集出现的电动锤，工程实现难度是最高的。动画中，这把锤子挥锤力道远超常人想象，也是喜剧笑点的来源。

我需要抉择选用电机还是螺线管。电机可以输出平滑连续的旋转运动，很适合输出稳定力，但无法实现锤子所需要的短促爆发式击打动作。而螺线管可以储存能量，并且瞬间全部释放，实现迅猛冲击，更贴近动画里夸张的挥锤效果。于是我选用螺线管方案。

第一版选用的螺线管输出功率不足，无法产生有效的挥摆冲击力。因此我重构整套机构，选用功率更大的螺线管以储存更多能量；重新设计联轴器，让能量可以更高效传递至摆臂；同时加长摆臂，实现幅度更大、冲击力更强的挥锤动作。绝大多数创客项目，我都是遵循 “制作‑测试‑重构” 这套流程。

一次调试就取得成功的项目

清单上有部分脑洞发明，不需要反复迭代调试。

谁能忘记春田镇核电站的反派老板伯恩斯先生？霍默就在这家核电站上班。他是企业贪婪与权力的化身，身边总跟着忠心助手韦伦・史密瑟斯。伯恩斯先生十指交扣，拖长语调说出 “太棒了” 是剧中辨识度极高的名场面。我做了一点趣味改造，把一块 Arduino 开发板和我的 YouTube 订阅数做联动，每新增一位订阅用户 ——欢迎点击此处订阅！，装置就会触发，播放那句 “太棒了”。

另外两个项目灵感来自第七季《巨型霍默》一集。有一个令人印象深刻的镜头：霍默盯着电脑屏幕，到处找现实并不存在的 “任意（any）” 按键，这已经成为流行文化中的经典梗。我制作了一个实体键帽，上面印有 “any” 字样。做完之后又做了另一版，键帽上印有人物头像，双击或者三击键帽就可以启动应用程序。现在我快速敲击三下，电脑就会打开 SOLIDWORKS 软件。

在同一集的后半段，居家办公的霍默改造了一只饮水鸟玩具，让它反复按下 Y 键，这样就不用一直坐在电脑前手动确认安全校验。考虑到液体和 3D 打印并不兼容，我改用**伺服电机**替代真实饮水鸟。现在它就摆在我的桌面上，我吃薯片的时候，它每隔几秒就随机滑动我的手机屏幕。这个装置完全没有实际用处，但抓住了霍默原本想法的精髓。

最后我做了一个按钮，内置小型扬声器，按下就播放霍默的经典口头禅 “呃哦（d’oh）” 的 MP3 音频。有时候，创造一件东西本身带来的乐趣，就足以成为动手的全部理由。

概念可行性验证

我做的部分《辛普森一家》发明，核心目的就是验证现实可行性。

我手头闲置了一台电机，于是产生一个想法：能不能把它改造为发电机？理论上完全可行，用手转动电机轴就可以产生电能。但纯靠手去转动几乎不具备实用性，网上大多数人都是用电钻来驱动，这就背离了 “自主发电” 的初衷。于是我直接调用 SOLIDWORKS 的齿轮库，手动搭建一套齿轮传动机构放大运动。这套装置最终可以输出大约 5 伏特电压，足够给手机充电或者驱动小型风扇。用这么一套过度复杂的装置给手机充电看上去很荒诞，但这个项目的意义就在于攻克设计难题，并且实测从废旧电机中获取真实可测量的电能。

弹弓是另一个简单的概念验证项目。巴特的弹弓是剧中标志性道具，代表他叛逆又调皮的性格。对于刚接触 SOLIDWORKS 的新手，这种兼具趣味与实用功能的 3D 打印件，就算是初学者也可以尝试制作。

从 “呃哦” 到大功告成：复刻辛普森发明带给我的收获

每一个项目都始于同一个问题：我能不能把《辛普森一家》里的荒诞发明，在现实世界做出来？想要开展这类趣味项目，你不需要豪华的工坊，也不需要长年累月的从业经验。你只需要一个好创意，不怕失败，并且愿意动手解决遇到的各类问题。

完成第一批辛普森主题项目之后，我想挑战一个难度更高的目标：一件由 AI、3D 打印与机电一体化技术驱动的全功能机器人，灵感来源于丽莎・辛普森的一项发明。我把它命名为 Lingua，这个项目值得单独写一篇文章介绍，后续我会分享它的故事。

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关于作者卡洛斯

我是卡洛斯・雷耶斯，网上大家称呼我 Carlos3D，工程师、创客，同时也是 SOLIDWORKS 创客版大使。我使用 SOLIDWORKS 已经超过十年。几年前，我没有做任何备考就参加了**CSWP（SOLIDWORKS 专业认证工程师）**考试，想测试自己的水平，结果顺利通过。

我分享的内容大多是道具与 cosplay 作品：钢铁侠战甲、质子炮、全套曼达洛人战甲，还有用跳蚤市场淘来的旧悬浮滑板改造的绿魔滑翔翼。