感谢邀请。又是一道我喜欢回答的问题。（定期更新）
由于是定期更新，所以趁着今天有时间在前面建一个索引目录，让更新内容更直观
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2017.11.21-首次回答，共三节，编号1，2，3
2017.11.22-首次修改，修改位置：第1节（加入了复刻版指南车照片） / 为了便于区分，所有标题使用粗体字，
2017.11.28-第二次修改，增加安提基特拉机械介绍内容，编号4。这次修改中涉及了部分天文学名词，如果有不准确的地方，希望知乎相关能人能够指正
2017.12.18-第三次更新。机械首饰盒。编号5。
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就像提问者一样，我同样也对那些精巧神奇的小机构非常着迷。
所以虽然搜集素材非常辛苦费时，但过程仍然让人甘之如饴。
我的这篇文章，还望本专业看客能够喜欢。更希望让其他非专业的看客能够了解到，我们所处的世界中，原来隐藏着许多至简至美的小机构，是他们让我们的生活变得更美好。
指南车又叫司南车，发明人传说是周公或是轩辕黄帝。史料可考的可以追述到三国时期。这个设备应该算是最古老的差动齿轮装置，直到今天我们仍然能在汽车差速器上找到类似结构。（见图1）我看了下设计图，核心原理基本没变。真悲哀...
我到网上找了半天也没有看到满意的爆炸图或者结构图。所以索性回家试着用乐高积木拼了一个。（见图2）可能非专业的童鞋看上去和原始的木质指南车结构不太一样，但运作原理是一样的。只不过个别部位的传动方式略有区别而已。也就是说你可以把齿轮组换成皮带，直齿轮换成伞齿轮等等
那么这个东西是如何运作的呢？，请看图3。如图所示，橘黄色旗子代表指南针方向。旗子下部连接一个伞齿轮组（蓝色圆环内，主要是为了改变立的传递方向，使旗子能左右摆动而不是上下摆动）。图中橘黄色箭头标出的深灰色部分是差动齿轮的外壳。两个绿色箭头所代表的齿轮组作用是将轮胎的旋转传递到差动齿轮上。需要注意的是，这两个齿轮组各自都需要使用相同齿数的齿轮配对。之所以左右齿轮组一个是两个，一个是三个，这是为了让差动齿轮组内部的两个小伞齿轮旋转方向相反，转速相同。那么如果车是沿着直线前进，差动齿轮组内部小齿轮正好是相互反向同速旋转，所以外部的深灰色外壳是不会转动的。一旦小车转弯，那么弯道内侧的轮子就会比外侧的轮子转速慢，差动齿轮就会反向补偿转角，传递到小旗子上体现出的就是旗子的转动方向正好和车子转向相反，角度相等。所以旗子指向的方向会始终不变。
估计你们已经蒙了，还是上动图吧。（分别是直行，左转和右转）
很遗憾，我没有齿数相同的伞齿组，所以小旗子反向转的稍微有点快。强迫症患者表示接受不了呀。
下面就是这货的核心，差动齿轮了（见图4）
2017.11.22 修改内容
今天吃饭时说起拿玩具拼了个指南车的事。母上淡淡的说道：哦，指南车呀。我柜子里有个等比例缩小复刻版的。我十几年前装的。我........整个人都不好了，66666。就是这个了，哪个朝代的版本我不太清楚，应该是等比例还原。呃，拍照的时候没擦灰，弄得哪哪都是大手印子 。差动器是用行星齿轮实现的。废话少说，打着擦灰保养的名义，我又把我们家东西拆了...
本节参考文献：
https://www.youtube.com/watch?v=mAqAZLbCXQ4
http://www.i3done.com/model/84627.html
我家柜顶母上大人的木头车
也叫阿基米德式螺旋抽水机。我第一次见到这东西还是在一个达芬奇发明展上，模型很精致，都是当地的中学生利用课余时间做的。外壳一半是木质一半是透明的有机塑料，便于参观者观察内部动作。当时拍的照片我找不到了，回头哪天找到了再传上来。开始以为是达哥的发明，后来才知道原来历史比我想象的更加悠久。有人说是居住在尼罗河畔的埃及人的发明，有人说是由阿基米德最早创造的。众说纷纭，无从考证。（见图5）
总之，阿基米德螺旋管主要被应用在灌溉和取水活动中。结构非常简单，是由一个中空长筒加上一个带摇柄螺旋器组成。当河岸上的人摇动手柄，河中的水便会随着螺旋升角进入管子。操作者每转一圈手柄，两个螺旋间的水便提升一格。降低了古人从河中取水的劳动强度，增加了效率。
你看，我觉得科技进步的原动力才不是好奇心呢，是懒！！懒癌晚期啊，好不好…
题外话：另外我看了这个设备在当代的应用，尼玛除了加了个电机真真的毫无变化呀。喂，阿老先生的棺材板快要盖不住啦！！
本节参考文献：
https://zh.wikipedia.org/wiki/阿基米德式螺旋抽水机
https://www.youtube.com/watch?v=X-oo11B1a7Y
最近总是被女儿缠着一起做手工。于是索性自己也买了一本给成年人的手工书，打算坐旁边一块做。收到以后发现这书简直是为我等量身定做的啊。（见图6）
内容简单的分了几个部分，除去打印好的手工制作页外，还有关于每个作品的功能，名称，安装说明。But，后面高潮来了。里面还对每个作品的机构原理，运动轨迹学，模型力学也做了非常详尽的分析。这特么妥妥的机械科普读物啊这，叫你手工书真是委屈您了，阁下…
（见图7，8）
首日成就达成，就是这么架子，旁边一个定轴加上两个连动杆。（见图5）
虽然看起来超级简单，可是它在现实中的应用可是相当不简单的。看着眼熟对吧。是的，发动起气缸用的就是这个构造，只不过把曲柄换成了曲轴而已。没有它搞不好我们现在出门还骑马呢… （见图10）
我今天翻箱子的时候恰好找到一个我忘记拆掉的乐高气缸模型。曲轴就是图11里把所有气缸连到一起的那个轴。图12是正面图。这就是传说中的V12引擎，腻害了。
还有一个耳熟能详的应用就是健身房的椭圆仪。
一些大众不熟悉的比如压缩机，冲床，锯床也是应用的这个机构。同时，由于末端输出速度不恒定，我们还可以利用这个特性达成慢速输出，空程快回的效果。比如锯床。
本节参考文献：PAPER MODELS THAT MOVE-14 Ingenious Automata - Walter Ruffler
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2017.11.27更新内容
4：安提基特拉机械
听说这个名字的那一瞬间，扑面而来的就是一股浓浓的二次元风。感觉这种名字后面接的应该是天基轨道炮什么的才押韵...然而，它并不是。
安提基特拉机械是现今为止人类所发现的历史最悠久，也是最复杂的科学计算机械。（约公元前150年至100年间）用途为计算天体位置。第一个齿轮碎片于1902年在希腊的安提基特拉岛附近的沉船中，被考古学家维拉里奥斯所发现。如图13
由于年代久远，设备的大部分已经损坏或者遗失了。但即使如此，通过现代科技逆向工程所复原的这一青铜机械据推测至少也是由30个以上的齿轮组组成，甚至有些学者认为齿轮组的数量多达72个。如图14
目前，人们共发现了该装置的82个碎片，现存放于希腊雅典国家考古博物馆。复制品分别在美国和德国的博物馆展出。如图15（喂，写穿越文的各位大大们，看到没，就猪脚那水准，估计扔公元前也不算个啥...）
具体使用方法为：在曲柄端（已遗失）输入端输入日期，输出端可自动显示出天文历中日月行星的变化。
其中最主要的功能分别为：
显示包含日，月，黄道十二宫的阳历
指示阴历变化规律
计算交食周期
计算显示奥林匹亚周期。（泛希腊运动会就是按照这个周期举行的。分别是奥林匹克，皮西安，尼米亚，地峡运动会）
意义：首先，这个机械装置应用了大量紧凑设计。虽然是青铜产品，但其技术含量直追近代钟表制造水平，证明了当时希腊文明拥有极高的制造能力。另外，除了高度发达的制造能力外，高超的天文学水准和数学造诣也是这一装置必不可少的前提。甚至后两者更为重要。
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2017.12.18更新内容
5. 机械首饰盒。
这次更新偷个懒，并不是前人的发明。
前两天送给老婆的礼物。木质的机械首饰盒。整体类似中国古代的榫卯结构。买来的时候是零件，需要自己拼装。不需要任何粘合剂和金属连接件。
成品我觉得非常漂亮和精致，所以和大家分享下。废话少说，上图片
又是一年的年关，这几天毫无意外忙的飞起。只能忙里偷闲写点东西。都好几天没有完成阅读和单词量任务啦。T_T 好消息是圣诞放假计划专心在家看资料，学习，写东西。最近在准备回答一篇关于RFID的文章，正在收集素材，希望圣诞节期间能够问世吧。
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文章会随着我收集到的素材定时更新。整理资料和验证好累的，所以不要着急哟。如果能抬手点个赞就更好了。谢谢各位老板
未完待续。。。
