让保龄球“站”起来

• 作 者: 潘荣辉
• 出 处: 科学24小时
• 发表日期: 2015年4期
• 关键词: 保龄球 绳子 轮轴 直径 螺丝 底板

　　为了普及保龄球运动，许多厂家都开发了简易的保龄球玩具，但是这种简易保龄球瓶被撞倒以后，需要玩家一个个地扶正，非常麻烦。那么，我们能不能改进一下这种玩具，让所有保龄球瓶都能一次性站起来呢？
　　设计分析
　　怎样才能让保龄球瓶一次性复位呢？我们不妨借鉴牵线木偶的原理，也许能有所突破。
　　方案构思
　　利用绳子控制保龄球瓶有两种方式：上提式和下拉式。
　　【上提式】
　　在每个保龄球瓶头部栓上一根绳子，再将所有绳子穿过支架。只要提起绳子，倒下的保龄球瓶即可在原地快速立起。
　　【下拉式】
　　在每个保龄球瓶底部固定一根绳子，再将所有绳子穿过底座。只要拉动绳子，倒下的保龄球瓶即可立起。通过比较，我们发现上提式的保龄球瓶倒下后，其顶上的绳子极易混在一起，而下拉式就不存在这个问题。因此，我们选择了下拉式。
　　工具
　　钢锯、螺丝刀、电钻、游标卡尺、直尺、铅笔等。
　　材料
　　木质保龄球瓶6只，长200mm的无弹性绳子6根，400mm×380mm、厚3mm的平面底板1块，长400mm、直径6mm的铁棒1根，100mm×10mm×8mm的长方体铝块1块，20mm×20mm的方木条若干，铝棒、螺丝等适量。
　　定位
　　在底板上钻6个直径为1.5mm的孔，以此来设定6个保龄球瓶的位置。孔与孔之间均相距50mm，相邻3孔均构成等边三角形。
　　加边框
　　用方木条制作一个长方形边框，大小与底板相当，四周用螺丝固定。
　　制作牵线机构
　　6只保龄球瓶必须用6根绳子同步牵引，因此需要一个同步机构来控制。我们借鉴利用辘轳从井中取水的原理，确定了利用轮轴来牵引绳子的构想。顺时针将轮轴旋转拉紧绳子，保龄球瓶就被拉起；反之，绳子处于放松状态时，保龄球瓶即可被击倒。
　　连接绳子
　　在每个保龄球瓶的底部中心钻一个深3mm的坑，坑口直径应大于螺丝帽，用螺丝在此处固定绳子。
　　设计轮轴
　　将绳子穿过底板上的孔，拉动绳子使保龄球瓶站立，然后测量出绳子的伸缩长度L。由于轮轴需要旋转180度拉起保龄球瓶，所以绳子的伸缩量应等于轮轴圆周长的一半，即L=π×D/2（D为轮轴底面直径），从而计算出D值。
　　用铝棒加工5个直径20mm、高20mm的轮轴，并在每个轮轴中心钻一个直径6mm的孔。另外，在每个轮轴侧面各钻2个直径3.3mm的孔，并做成直径为4mm的螺纹，拧入螺丝待用（一个带帽十字螺丝，一个无帽内六角螺丝）。
　　固定轮轴
　　在边框左右两侧对称位置、距离前边缘100mm处，各钻一个直径6.1mm的孔，将轮轴套入铁棒后穿入。轮轴位置应与其所牵引的保龄球瓶的位置对齐，然后拧紧内六角螺丝，将轮轴固定在铁棒上。
　　制作手柄
　　在长方体铝块的一端钻一个直径6.1mm 的孔，在侧面钻一个直径3.3mm的孔并加工成4mm的螺纹，制作成手柄并安装在铁棒一端。
　　组装成型
　　将6只保龄球瓶放在对应位置，将绳子穿过底板并拉紧，此时保龄球瓶应站立在底板上。然后，将绳子固定在轮轴上，并将手柄安装在铁棒一端，用内六角螺丝固定，最终组装成型。
　　经过一系列的实验和改进，我们想让保龄球瓶一次全部站起来的设想，终于变成了现实，为现有保龄球玩具的改进提供了思路。