2015-08-05

如何將木樁固定在峭壁?【下】

上集以後,相信諸位讀者也跟筆者一樣,敬佩過先人的智慧以後,便拋諸腦後。畢竟,科技必須能夠應用到日常生活中,才能讓普羅大眾感受到其益處。

筆者之所以時隔大半年又重新想法那套裝置,也正是從它的應用潛力考慮的。



首先,既然該裝置原先是用來修建棧道的,筆者最先想到的當然是用作掛牆件。觀乎市面上的掛牆件,固定在牆上的方法大概就三種,一是鑲釘、鑲螺絲,二是橡膠吸盤,三是雙面膠。三種方法各有優缺點。於是筆者設想,能不能用那套裝置,設計出第四種固定方法呢?

從室內裝修的角度,筆者不希望棍子插進牆以後就拔不出來,因此,設計上必須改良。為此,筆者希望引進槓桿(其他能夠改變受力方向的機械還包括滑輪、齒輪等),以便在“木柱”上設一個“按鈕”,控制“木柱”的抽出與卡牢。

以下便是筆者改良後的裝置。構造並不複雜,只是筆者製圖技術尚待提高,加上力(chui1)臻(mao2)完(qiu2)美(ci1)的心態,一幅簡單的圖竟畫了兩三天。

上圖線條不少,看起來比較複雜。以下拆開各個零件,逐一介紹。註:圖中的虛線、實線懶得調了,讀者們將就着看。

1. 窟窿

以黑色線條表示。跟《上集》出現過的“窟隆”是一樣的,截面呈正方形,比“木柱”略大,底面挖一圓形“淺坑”(當然也可是其他形狀,此處略去3000字),坑徑比“木塊”略大,以便“木塊”掉進“淺坑”裡卡住裝置。


2. 木塊 x 2

紅色線條表示。跟上集一樣是圓柱形的,不過這次有兩塊,一塊照樣用來卡住窟窿裡的淺坑,一塊則用作“按鈕”,用以控制“木柱”是否卡住窟窿。

經適當調節,兩塊“木塊”可以是一樣長的,只是筆者懶於計算,隨手畫成了一長一短--正好可作區分,短的是“卡件”,長的是“按鈕”。

同樣為了給畫面注入生氣,也為了文字描述的方便,圓柱的一頭做成了半球形。同理,其他形狀也是可以的。

在兩“木塊”的球端各要開一道左右貫穿的凹槽,作用是讓“槓桿”卡進去,因此,槽寬要稍大於“槓桿”的厚度。此外,還要開一個前後貫穿的銷孔,孔徑要比“插銷”大一點點,以便利用“插銷”將“木塊”與“槓桿”連接。

3. 槓桿

紫色線條表示。可以想像成一根“雪條棍”,上面打了三個孔(即“銷孔”)。左右兩銷孔分別與“卡件”及“按鈕”上的銷孔對齊,兩孔插入插銷後,三個零件便固定起來;中間的銷孔既用來將“槓桿”固定到“木柱”裡,也將是“槓桿”的支點。

值得一提的是,左右兩銷孔的截面並不是正圓形,而是相當於“香腸形”--左右兩半圓之間夾着一條短短的線段。這是因為隨着“槓桿”運動,“插銷”與“槓桿”之間將會相對位移,故“槓桿”上的銷孔必須預留位置供“插銷”移位。具體形狀乃計算所得。

中間的銷孔則為正常的正圓形,其孔徑比“插銷”直徑大一點點。

還有一點,“左銷孔”到“支點”的距離,遠大於“右銷孔”到“支點”的距離(筆者的設計是相差四倍)。還記得初中物理中的力臂、力矩吧?!

4. 插銷 x 3

圖中以綠色線條表示,小得幾乎看不見。“插銷”一共需要三根,左邊的一根固定“卡件”與“槓桿”;中間一根固定“木柱”與“槓桿”,並作為“槓桿”的支點;右邊的一根固定“按鈕”與“槓桿”。

“插銷”的形狀為細長的圓柱,長度大約與兩“木塊”的截面直徑相同,可以想像成牙籤。不過不建議真的用牙籤,因為三根插銷都是受力點,萬一斷掉就悲劇了,因此起碼要用不鏽鋼,石英更佳。

5. 木柱

藍色線條表示。《上集》介紹的裝置也有根木柱,本集的“木柱”外觀上也跟《上集》的相近,截面皆為正方形的。不過有以下區別:

  1. 《上集》的木柱上切了一處圓柱形的孔洞,本次則要切兩處,以供放置“卡件”、“按鈕”兩塊“木塊”;
  2. 接上點,在筆者的設計中,兩個孔洞是完全自上而下貫通的。其實不完全貫通亦可,不過起碼要預留足夠位置供兩塊“木塊”上下移動,移動的距離是可以計算的;
  3. 木柱切開成互成鏡像的前後兩半,以便將複雜的機械放入木柱裡;
  4. 在兩個圓柱孔之間鏤出一道不規則形狀的坑道,供“槓桿”在坑道裡上下擺動。每道坑道的深度不得小於“槓桿”厚度的一半,形狀可經計算得到;
  5. 與“支點”對應的位置開一個銷孔,供插入“支點插銷”,將“木柱”與“槓桿”連接。
  6. 承上點,“支點插銷”也是唯一將“木柱”前後兩半連接的零件。實際設計時建議適當增加插銷(例如在四角位置),甚至用鐵釘等將兩半永久固定起來。


經過以上詳盡的介紹,相信諸位讀者均已對筆者的裝置有(yi1)所(tou2)瞭(wu4)解(shui3)。以下僅以最清晰的正視剖面圖為例,說明該裝置是如何工作的。

自然情況下,由於左邊的力矩大,槓桿向左邊傾斜,“卡件”卡在“窟窿”的“淺坑”內,無法從“窟窿”中拔出木柱。

而一旦按下“按鈕”,通過“槓桿”的傳導,“卡件”上升並離開“淺坑”,這時便可抽出“木柱”。

裝置介紹便到此為止了,然而那並沒有甚麼卵用。因為若要把它用作掛件,那跟釘子、螺絲一樣,都要鑽開牆壁,而且還要對鑽孔的內壁“動手腳”。既然如此,還不如用釘子!

除了掛件,筆者想到還可用作趟門、櫃門的自動鎖、公共自行車的鎖止器等等,只要設計稍加調節即可。其他的用,則有待諸位自行挖掘。

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後來又花了半天時間,學習了用AutoCAD畫3D圖,相信有助諸位理解上述裝置的構造。



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