前言
在乐高课程中，从2岁到100岁，搭建是不可或缺的重要一环，甚至占据整节课的一多半时间。
纵观围绕建构而衍生的全部知识点，除了依托具体作品而产生的语数生的等常识普及外，剩下的知识点可以说是贯穿整个年龄段，彰显老师专业性，区分一个乐高老师是否合格的衡量标准。
这些知识点划分下下来，不外乎为拼搭技能、机械机构、几何结构、物理常量几个方面。因为不论是乐高教师还是乐高知识，现阶段尚未出现权威培训和教材体系，导致每个机构每个老师基本上是自成一派，摸石过河，尤其是机械结构中的连杆机构，很多老师只知道连杆，连结构和机构都区分不清，更别提对连杆机构的划分。
客观世界中，具现物质的建构归根结底只有平面和空间。乐高搭建当然也逃不出，任何模型终究要归溯到平铺和垒高两个方面。所以连接各种积木的技能，比如平铺、互锁结构、两点固定等是最基本也是最先需要掌握的知识，而在齿轮、杠杆等机械机构之前必须要有物理常量知识的铺垫学习，比如运动、力等，毕竟机械结构最基本的功能就是传递运动活力。
长期以来，致力于对拼搭技能、机械机构、几何结构、物理常量等体系内的子系及元素的归纳整理阐释，可能依然有欠缺，依然不完善，依然有错误，但这已经不是现阶段个人靠查阅资料和闭门造车可以完成的工作了，所以想分享出来，和大家一起讨论，指出不足之处。
构件
从运动角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立运动单元体组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。
从加工制造角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立制造单元体组合而成零件，这些独立制造单元体称为零件。
构件可以是一个零件；也可以是由一个以上的零件组成。
机构
机器的主体部分由许多运动构件组成，用于传递运动和力。由一个构件作为机架（机构中的固定构件；一般机架相对地面固定不动）、构件间能够相对运动的构件系统称为机构。
原动件：按给定已知运动规律独立运动的构件。
从动件：机构中其余活动构件。其运动规律决定于原动件的运动规律和机构的结构和构件的尺寸。
机构常分为平面机构和空间机构两类，其中平面机构应用最为广泛。
运动副
运动副是两构件直接接触并能产生相对运动的活动联接。
机构中各个构件之间必须有确定的相对运动，因此，构件的连接既要使两个构件直接接触，又能产生一定的相对运动，这种直接接触的活动连接称为运动副。
平面运动副：按照相对运动的形式分类，构成运动副的两个构件之间的相对运动若是平面运动则为平面运动副，若为空间运动则称为空间运动副。
转动副：两个构件之间只做相对转动的运动副被称为转动副。
移动副：两个构件之间只做相对移动的运动副称为移动副。
低副：按照运动副的接触形式分类，面和面接触的运动副在接触部分的压强较低，被称为低副。低副一般有转动副，移动副，螺旋副。
高副：按照运动副的接触形式分类，点或线接触的运动副称为高副，高副比低副容易磨损。高副有车轮与钢轨，凸轮与从动件，齿轮传动等。
低副机构：机构中所有的运动副均为低副，称为低副机构。
高副机构：机构中至少有一个运动副是高副，称为高副机构。
铰链机构
铰链又称合页是用来连接两个固体并允许两者之间做相对转动的机械装置。铰链由可移动的组件构成，或者由可折叠的材料构成。
我们可以把只能围绕某一轴线做相对转动的机构称为铰链机构。
连杆机构
连杆机构指由若干（两个以上）有确定相对运动的构件用低副联接组成的机构。
连杆机构若是简单理解就是几根长杆连接在一起，由主动杆依次带动，最终带动输出杆的运动。
平面连杆机构
所有构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面连杆机构。
优点：
1. 低副接触压强小，耐磨损；
2. 易于加工；几何形状能保证本身封闭。
3. 转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。
缺点：
1.低副中存在间隙，数目较多的低副会引起运动累积误差；
2. 设计比较复杂，不易精确地实现复杂地运动规律。
最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，称为平面连杆机构。
铰链四杆机构
所有平面运动副（低副）均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式。
机架：用来固定连架杆。
连架杆：直接与机架连接的构件称为连架杆。
连杆：不直接与机架连接的构件称为连杆。
曲柄：能做整轴回转的连架杆。
摇杆：只能在一定角度（小于180度）范围内摆动的连架杆。
按照连架杆是否可以做整周转动，铰链四杆机构可以将其分为三种基本形式，即曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构。
曲柄摇杆机构
具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。曲柄做匀速圆周运动，摇杆做往复摆动或直线往复运动。
当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构将圆周回转运动变为往复摆动。
当摇杆为主动件时，曲柄连杆机构将往复摆动变为圆周回转运动。
切比雪夫连杆机构：曲柄摇杆机构延伸应用，常被用于模拟机器人的行走。
双曲柄机构
两连架杆都为曲柄，同时做360度圆周运动，平面连杆机构中最短杆与最长杆长度之和 <= 其余两杆长度之和，如下图所示，取AD为机架时，主动杆AB作匀速圆周运动，从动杆CD作变速圆周运动，构成双曲柄机构。
双曲柄机构的作用为将等速圆周运动转化为变速圆周运动。常用在惯性筛中，利用从动杆CD的变速将沙子等流体筛出去。
双摇杆机构
铰链四杆机构中两连架杆均为摇杆，称为双摇杆机构。
机构中两摇杆可以分别为主动件。
当连杆与摇杆共线时，为机构的两个极限位置。
双摇杆机构应用实例:起重机机构
平行四边形机构
两转动副转向相同，两对边构建长度相等且平行的双曲柄机构。即相对杆始终保持平行﹐且两连杆的角位移﹑角速度和角加速度也始终相等。
平行四边形机构的四个杆处于一条直线时，从动件运动不确定（可能出现左右摆动，从而变成曲柄摇杆机构），所以平行四边形机构中常增加一平行杆。
乐高平行四边形机构应用：利用多个平行连杆可以构建出可伸缩的结构，我们在遇到问题需要抬起物体或者摸高等任务时，都可以利用这种连杆结构去构建
反向平行四边形机构
在双曲柄机构之中，连杆与机架的长度相等，两个曲柄的长度相等且转向相反，也称反向双曲柄机构。反向双曲柄机构特点是当主动曲柄作匀速圆周运动时，从动曲柄作匀速圆周运动，但方向与主动曲柄相反。
乐高反向平行四边形机构应用
滑块
滑块是在模具的开模动作中能够按垂直于开合模方向或与开合模方向成一定角度滑动的模具组件。
直线导轨
主要由滑块和导轨组成，滑块主要应用于滑动摩擦导轨。用于直线往复运动场合，且可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。
导轨的作用是用来支撑和引导运动部件的固定构件，直线导轨运动是按给定的方向做往复直线运动。依按摩擦性质而定，直线运动导轨可以分为滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨等种类。
衍生铰链四杆机构
铰链连杆机构演化成衍生铰链四杆机构。
转动副演化成移动副形成的机构有曲柄滑块机构、正弦机构等。
选取不同构件作为机架形成的有转动导杆机构、摆动导杆机构、移动导杆机构、曲柄摇块机构、正切机构等。
滑块摇杆机构
滑块沿着固定导轨做直线往复直线运动。
当滑块为主动件，滑块的直线往复运动带动摇杆，实现摇杆的往复摆动。比如伞的开合。
当摇杆为主动件，摇杆的往复摆动驱动滑块的直线往复运动。比如和机轮的升降。
曲柄滑块机构
是用曲柄和滑块来实现圆周运动和直线移动相互转换的衍生铰链四杆机构。当曲柄为主动件，滑块作为输出件时，曲柄滑块机构的作用是将匀速圆周运动（等速回转运动）转化为直线往复运动；当滑块作为主动件，曲柄作为输出件时，机构的作用是将直线往复运动转化为圆周运动。
乐高曲柄滑块机构应用：这里使用轴作为滑块，角膜连接块作为导轨的。
复核机构
复合机构是指由两个以上的机构同时在一处用转动副相联接构成的机构。
剪式升降机构
平行四边形机构和滑块摇杆机构组成的复合机构。
乐高剪式升降机构应用
曲柄滑块摇杆机构
曲柄滑块机构和滑块摇杆机构组成的复合机构。
曲柄为主动件做等速转动，带动滑块往复直线运动，滑块在带动摇杆往复摆动。
乐高中曲柄滑块摇杆机构应用
导杆
机构中与其它运动构件组成移动副的运动构件。和导轨的区别在于，导轨是固定构件，导杆是运动构件。
曲柄移动导杆机构
由一个曲柄、一个移动滑杆和一个移动导杆组成的导杆机构。
铰链点在无穷远处的平面四连杆机构。
将圆周运动转换为往复运动，也可反过来把导杆的线性运动转为旋转运动。
曲柄移动导杆机构在乐高中的应用
曲柄摆动导杆机构
由一个曲柄、一个摆动滑杆和一个移动导杆组成的导杆机构。滑杆仅能在某一角度范围内往复摆动。
在导杆机构中,如果滑杆能作整轴转动,则称为回转导杆机构.
如果导杆仅能在某一角度范围内往复摆动,则称为摆动导杆机构。
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