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传统六边形截面击打类棍棒结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2021-11-04 ID:360575
  • 传统六边形截面击打类棍棒结构设计

  该类六边形截面棍棒结构,在实际应用场景中覆盖多个领域,在影视道具制作领域,可作为古装、动作类题材拍摄的实体道具使用,相比传统圆形截面棍棒,六边形棱面在灯光下能呈现更具层次感的光影效果,拍摄时无需额外做过多表面处理就能获得硬朗的视觉表现;在安防演练场景中,可作为对抗训练的模拟器具,棱面结构能让受训者直观感知击打接触的受力反馈,同时实心结构的配重设计也能还原真实持握的手感,帮助训练者掌握正确的持握与发力方式;在工艺收藏品领域,该类结构可作为金属工艺摆件的核心结构,规整的六面棱线经过表面打磨处理后,能呈现出区别于普通圆棍的工艺质感。

  从功能特性来看,六边形截面的设计相比同直径的圆形截面,在相同材料用量下拥有更高的截面抗弯模量,击打过程中棱边接触目标时的接触面积更小,相同作用力下能产生更高的接触压强,同时六个平面的结构也更便于手持施力,持握时手掌与平面贴合不会出现圆形棍棒容易打滑旋转的问题,棍身靠近柄部位置设置的凸起挡圈,能够在持握发力时阻挡手部向前滑移,避免使用过程中手部从柄部滑脱,也能在格挡时阻挡对方器械沿棍身滑向手部造成损伤。柄部采用收窄的圆柱结构,直径略小于棍身主体,适配普通人手掌抓握的围度,柄部末端做了微扩的处理,进一步提升持握的稳定性,即使手部出汗或者佩戴手套操作,也能保证持握的可靠性。

  设计思路上,首先确定棍身的核心受力方向,沿棍身长度方向的抗弯性能是核心设计指标,通过截面选型对比,正六边形截面在截面积极小的情况下,对中性好,六个方向的抗弯性能完全一致,不存在圆形截面加工时容易出现的圆度误差影响受力均匀性的问题,也不存在方形截面棱角过于尖锐容易造成非必要过度损伤的问题,棱边做了小半径的圆角过渡,既保留了棱面的结构特性,也避免锐边在加工、搬运过程中造成划伤。建模过程中先绘制正六边形截面草图,通过拉伸特征生成棍身主体,棍身从靠近挡圈位置向顶端做缓慢的收窄处理,顶端做平切的小平面处理,避免尖锐顶端带来的安全隐患,同时也让整体重心更靠近柄部位置,提升持握时的操控性,不会因为棍身上端过重导致持握费力。挡圈部分采用两个同轴圆柱叠加的结构,靠近棍身的圆柱直径略大于柄部直径,形成明显的限位台阶,柄部与挡圈的衔接位置做了圆角过渡,避免应力集中导致长期受力后出现断裂问题。

  从外形尺寸与安装边界来看,整体结构为一体化实心构件,无额外可拆卸装配部件,棍身主体的六边形截面对边距控制在适配单手握持施力的范围,整体长度满足单手操控同时兼顾一定击打距离的需求,柄部长度按照成年人手掌平均抓握长度设计,抓握时手部不会超出柄部范围,挡圈的外伸尺寸控制在不会剐蹭衣物、同时能起到有效限位作用的范围,整体外轮廓无突出的尖锐结构,存放时可直接放置在常规的长条形储物空间内,无需额外预留特殊的避让空间。结构表面无复杂的凹凸纹理,加工时可通过常规的铣削工艺一次成型,后续表面处理可根据使用场景选择喷塑、镀铬、氧化等不同工艺,适配不同场景的外观与耐腐蚀需求。建模过程中所有特征均采用参数化驱动,后续如果需要调整棍身长度、截面尺寸、挡圈大小,只需要修改对应草图参数即可快速生成新的结构,无需重新绘制整体特征,能快速适配不同使用场景下的尺寸需求,比如作为儿童玩具道具时可缩小整体尺寸,作为工艺摆件时可放大尺寸搭配底座使用。

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