单头菠萝系列鲁班锁的全解析.docx

单头菠萝系列鲁班锁的全解析单头菠萝系列鲁班锁是平十字系列鲁班锁的一个分支平十字交是指 2 柱正交，总有一对侧面所在的平面重合，这样 2 柱的位置关系 称为平十字，如下图的右边 2 柱相交，它们的上下两平面重合，这样的 2 柱位置 关系就称为平十字平十字是相对错十字相交而言错十字相交是指2柱相交，2 柱一对侧面所在的平面只平行而不重合，这样 2 柱的位置关系称为立交，如下图 的左边的 2 柱相交，它们的上下两平面平行但不重合，这样的 2 柱就称为错十字 相交平十字相交有 2种上图右侧为2向平十字相交如果三柱直交，两两之间均为平十字相交，且它们的公共部分重合，如下图，就称为 3向平十字相交如果鲁班锁中所有相交柱的位置关系为平十字相交就称为平十字锁如果所有相 交柱的位置关系为错十字相交就称为错十字锁经典鲁班锁就是常见的错十字锁 如果所有相交柱的位置关系有错十字相交也有平十字相交就称为混十字锁平十字系列鲁班锁有单头菠萝系列和井字架系列两种本文就详细解析单头菠萝系列鲁班锁下图是单头菠萝系列的几个锁的外形示例：它们从小到大的柱数是：3 个，9 个，19 个，33 个本系列鲁班锁的各个数据见下表：阶数柱数（柱长以柱宽为单位）总柱数柱长3柱长5柱长？柱长91 1■l * *柱长2n+l133263 :9310 ...6319414106333181410:6 :351»■» «n2（2n-1）2 （2n—3）2（2n-5）2 （2n-7）2 （2n-9）3 [2n *n+l我将单头菠萝系列鲁班锁的各个位置的柱模拟笛卡儿坐标系的形状分为： 3 根坐标轴的柱，3个坐标面上的柱和 8个象限内的柱三类。

首先以设计一个 5阶（51柱）单头菠萝鲁班锁的全过程来详细解析单头菠萝鲁 班锁的结构：1. 三根最长柱（也就是三根坐标轴）的柱形：柱长按公式2n-1 （n为阶数）算得柱长为11它们是全锁中唯一 3向平交的结构见下图：开槽：每根柱的两端各有一个柱宽的位置不开槽；每根柱中间的一个柱宽按三向平交的要求开槽；每根柱两边各4个柱宽的位置都切去半个柱宽 这里特别要注意的是下半个柱宽的方向要呈互相三向正交的方位下图是我设计的细节，供参考再次强调：这三根柱是全锁的骨架，是两面开槽的柱，要特别注意保证开槽 方向的正确2. 三个坐标平面的设计：每根坐标轴上两端由外到内各卡上柱长是 3，5，7，9的四根柱一组共计6组这 6组柱暂时全是只在中间开一个一柱宽的槽如下图：对于n阶的锁每组柱的数量是n-1;柱长是从3到2n-1的等差数列，公差是2每个平面有 9根柱，合计27根现在将它们虚拟组合后如下图：可以看到只差 8个象限里的柱了3. 设计 8个象限里的柱：上面 3个坐标平面中 2个不需改动，只拿出一个进行继续设计见下图这个坐标平面上的柱长为 5，7，9的六根柱用和坐标轴开槽的方法类似切深 为半个柱宽的槽如上图的上方所示。

这样在柱长是 5的柱上可以卡柱长为3的柱 2个；在柱长是7的柱上可以卡 柱长为 3 和 5 的柱各 2 个；在柱长是 9 的柱上可以卡柱长为 3，5 和 7 的柱 各 2 个这些卡上去的柱都只在柱中间开一个柱宽的槽合计 24 根 最后将最左边的柱长为 3的黄色柱改制成中间有一个圆柱形转轴的柱 至此，51 根柱全部设计完成柱形总结：本例中两面开槽的柱 9根（3根坐标轴加 6根带象限的柱），1 根有转轴的柱其余 41 根柱只在中间开一个槽对n阶的锁：两面开槽的柱数共2n-1根1根有转轴的柱是每锁必有其 余的柱都只在中间开一个槽现在图说这个 51 柱菠萝的拼合次序：1. 拼合好三根坐标轴前面已有图再拼合上带有象限柱的坐标平面的柱， 如下图：这里有 3 个注意点：一是有黄色柱这半边的绿色柱带有的象限柱暂不拼合； 二是绿色柱的槽开口和坐标轴的槽开口相对三是黄色柱由标准位置旋转 90 度，且从黄色柱到绿色柱这一部分整体从标准位置向左移动半个柱宽2. 拼合第二个坐标面的 8根柱：3. 拼合第三个坐标面的8根柱：4. 拼合绿色柱带有的象限柱（6根）：5. 第 1 步中，左移半个柱宽的柱，除黄色柱外全部复位。

然后黄色柱回旋90 度复位拼合完成本系列的锁变化不多主要变化在于象限柱的方向安排本文的 51 柱的设计示例，象限柱长轴方向的方向全部是 Y 轴方向如果改 变其中部分象限柱长轴方向，那么柱形设计和拼合次序都要相应改变这里 留给读者自己自由发挥不过要提醒的是：改变象限柱长轴方向，必须是一 对一对的改变而这一对柱还必须是以坐标平面为对称。