# 走馬機機械運作原理
> 本文為**概念說明**，搭配 `index.html` 的互動動畫閱讀。所有數值為概念值，非製造依據。
## 1. 什麼是走馬機
走馬機（又稱圓形織帶編織機、maypole braider）是一種**連續迴轉式編織機**。
多個攜紗的「紗錠座」（俗稱走馬、carrier）在一圈**起伏交錯的環狀軌道**上
**分組反向行進**，彼此不斷交錯越過；所有紗線被引向中央的**集紗口**匯集，
在匯集點交織成管狀或帶狀織物，再向上經**壓輪**夾持、由**收帶輪**捲取。
它與一般織布機最大的不同：織布機的經緯是「直線交錯」，
走馬機的紗線是「**沿圓周斜向交錯**」，因此天然形成斜紋、人字、辮子等結構。
## 2. 核心機構
| 機構 | 角色 |
|------|------|
| 手輪／馬達 | 動力來源，人力或電機輸入迴轉 |
| 主軸 | 直立軸，把動力帶到機身中心 |
| 中央傘齒輪（齒輪盤） | 將主軸扭力分配給環狀齒輪 |
| horn gear（傘齒輪盤） | 環狀排列的傘齒輪，頂面帶有起伏軌道，相鄰反向嚙合 |
| 軌道盤 | 承載 8 字交叉溝槽，引導紗錠座行進 |
| 紗錠座（走馬） | 攜紗沿軌道行進，是「會移動的紗架」 |
| 集紗口 | 中央匯集點，紗線在此交織成帶 |
| 壓輪 | 夾持織帶、穩定張力並向上引出 |
| 收帶輪 | 捲取成品織帶 |
## 3. 軌道為什麼是「8 字交叉」
若軌道只是單純的圓，所有紗錠同向等速，彼此永不交錯，就無法交織。
因此軌道被設計成**沿圓周起伏的正弦環**：
```
半徑 r(θ) = R + A · sin(k·θ + φ)
```
- `R`：平均半徑（軌道盤基準圓）
- `A`：徑向振幅（起伏深度，概念值）
- `k`：起伏數（一圈有幾個波，決定交錯區數量）
- `φ`：相位
機台使用**兩條相位差 180° 的同形軌道**：
```
軌道 A：r = R + A·sin(kθ) → A 組紗錠順時針
軌道 B：r = R + A·sin(kθ + π) → B 組紗錠逆時針
```
兩條軌道在 `sin(kθ)=0` 處相交，一圈共 **2k 個交錯點**。
A、B 兩組紗錠反向行進，在每個交錯點**彼此越過**——
這正是「交織」的來源：每一次越過，就是一次經緯交錯。
> 在動畫中開啟「顯示軌跡」，即可看到紗錠沿起伏軌道行進、
> 並在交錯點互相穿越的路徑。
## 4. 走錠數（紗錠座數量）與奇偶分組
「走（錠）」指圓形軌道上的紗錠座／走馬數量。本展示沿用 **24 錠上限**：
- **偶數走**：4 錠起、每次 +2 → 4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24。
- **單數走**：3 錠起、每次 +2 → 3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23。
### 分組規則
紗錠分為 A／B 兩組、反向行進：
- **偶數走**：A／B 兩組各半（4 錠 = 2+2、16 錠 = 8+8）。
- **單數走**：無法平均分兩組，採 **A／B 組相差 1 錠**的概念配置，
多出的一錠**依序歸入 A 組**（3 錠 = 2+1、5 錠 = 3+2、23 錠 = 12+11）。
> ⚠ 單數走**不代表**能平均拆成兩組；它是「兩組相差 1」的概念配置。
> 圖面上紗錠仍**均勻分布於圓周**、兩色交替，僅分組數量不同。
### 與起伏數 k 的關係
展示沿用「**N = 2k**」的概念關係（N 為錠數、k 為起伏數）：
```
k = ceil(N / 2)
```
- 偶數 N：k = N/2（如 16 錠 → k=8、24 錠 → k=12）。
- 單數 N：k 取 ceil，約當 A 組數（如 5 錠 → k=3）。
k 同時是 **horn gear（傘齒輪盤）的概念數量**；調整錠數時，
動畫與俯視總成圖中的撥盤數量與軌道起伏會一併更新。
## 5. 交錯如何變成織帶
1. 每個紗錠座拖著一根紗線，全部紗線向中心集紗口收攏。
2. 當 A 組紗錠越過 B 組紗錠時，A 的紗線就**壓過**（或穿過）B 的紗線。
3. 隨著軌道盤持續迴轉，交錯點沿圓周移動，交織動作**連續發生**。
4. 壓輪以穩定速度向上引出，把交織好的結構「凍結」成織帶；
引出的速度決定了織帶的**節距**（花紋的疏密）。
換句話說：**軌道形狀決定交錯規則，引出速度決定花紋疏密，色紗排列決定視覺花樣。**
## 6. 傳動順序
```
手輪／馬達 → 主軸 → 中央傘齒輪（齒輪盤） → horn gear 環（相鄰反向嚙合）
→ 軌道盤帶動紗錠座 → 紗線於集紗口交織 → 壓輪引出 → 收帶輪捲取
```
相鄰 horn gear **反向嚙合**，使整圈軌道盤形成交替的起伏運動，
推動紗錠座沿 8 字軌道行進。主軸同時（經另一組傳動）驅動壓輪與收帶輪，
因此「軌道迴轉」與「向上引出」是**同一動力源的兩個輸出**，
兩者的速比決定了織帶的節距與緊密度。
## 7. 為什麼不同軌道＝不同花樣
- **起伏數 k**：決定一圈有多少交錯區，影響花紋的「格數」。
本展示 k 由走錠數推導（k = ceil(N/2)），見第 4 節。
- **分組與配色**：同組同色、或左右鏡射排色，決定斜紋的視覺方向。
- **分段反轉**：若軌道（或等價的排色）在縱向分段使斜向相反，
斜線會在段界折返，形成 V 字（chevron）或菱形（diamond）。
- **引出節距**：拉快引出，花紋被拉長；放慢，花紋變密。
四種方案的具體對照請見 `track-pattern-mapping.md`。
## 8. 張力與品質要點（概念）
- 各錠張力需**均勻**，否則布面歪斜、起皺。
- 斷紗會立刻中斷交織規則，需停機接紗。
- 集紗口高度與壓輪夾力影響帶體緊密與寬度。
- 以上皆為定性說明；實際參數需依實機與紗材打樣驗證。