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        基于仿生原理設(shè)計(jì)的群墨研磨器

        2014-04-29 00:00:00肖軼杰劉人瑋王思堯

        肖軼杰的爺爺酷愛書法,常常讓肖軼杰幫忙研墨。一天,肖軼杰因作業(yè)多忙不贏,便把買來的墨汁倒入硯臺(tái)中,誰知被爺爺發(fā)現(xiàn)了。

        肖軼杰不明白為什么爺爺一定要用研磨的墨汁,便問他:“你為什么不用現(xiàn)成的墨汁呢?”

        爺爺說了一堆研墨書寫的好處,如研的墨運(yùn)筆時(shí)更流暢、作品存放越久越漂亮等。

        研磨的墨汁雖好,但需要花費(fèi)時(shí)間,研磨久了手會(huì)酸,還容易弄臟衣服和手。于是,肖軼杰經(jīng)過細(xì)細(xì)思考,決定發(fā)明用機(jī)械代替人工研墨的器具——群墨研磨器。

        研磨機(jī)理分析:

        研墨過程是通過墨塊與硯臺(tái)之間的摩擦力使墨粒逐步與墨塊分離并與水溶合而獲得墨汁的過程??梢?,摩擦力是決定研墨效果的重要因素。

        而摩擦力的大小取決于正壓力的大小和摩擦面的光滑程度。其中,正壓力的大小取決于人的施力,光滑程度與墨塊和硯臺(tái)的質(zhì)地有關(guān)。

        同時(shí),在墨塊與硯臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中,人研墨時(shí)手臂帶動(dòng)手腕所做圓周運(yùn)動(dòng)速度的大小與摩擦效果密切相關(guān),在其他條件不變的情況下,速度越快,墨汁也產(chǎn)生得越快。

        方案及作品:

        群墨研磨器由電動(dòng)機(jī)、硯臺(tái)、墨塊夾頭、彈簧、支座、注水頭以及鉸鏈等組成,采用多個(gè)墨塊的“群墨”研墨方式,墨塊轉(zhuǎn)動(dòng),硯臺(tái)不動(dòng)。

        在傳動(dòng)鏈中增加了球形鉸鏈,當(dāng)做研墨運(yùn)動(dòng)時(shí),鉸鏈可靈活地模仿手腕的運(yùn)動(dòng)。

        啟動(dòng)電機(jī)后,墨塊相對(duì)硯臺(tái)作圓周運(yùn)動(dòng),注水頭間歇注水,從而使墨粒分離并溶入水中,形成書寫需要的墨汁。

        創(chuàng)新點(diǎn):

        1.變單墨塊為多墨塊,提高了研墨的工作效率。

        2.在實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵性的均勻研墨性能方面,采取了三種措施:一、讓墨塊作勻速圓周運(yùn)動(dòng);二、設(shè)置球形鉸鏈,增加運(yùn)動(dòng)柔性;三、彈簧在墨塊與硯臺(tái)之間形成力鎖合,并對(duì)墨塊磨損進(jìn)行補(bǔ)償。

        3.采用碰撞式間歇注水。

        指導(dǎo)老師伍冬云劉春艷

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