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迷宮鎖教具之研究與開發

為了解決ugears木製模型的問題，作者林溢任 這樣論述：

古中國簧片掛鎖是一種兼具機械和藝術的物品。雖然簧片掛鎖的機構特徵較為簡易，但其中蘊含的製造技術和文化意涵都有其獨特的價值。本研究以迷宮鎖為主題，結合榫接的工藝，開發出具有教育意義和趣味性的科學教具。首先從鎖具的發展做介紹，了解古中國簧片掛鎖的構造和類型，其中包括鎖體、鎖栓、簧片、鎖孔和鑰匙等。並對研究中使用到的榫接法，進行簡易的描述。接著針對紙、壓克力和木板三種材料，進行迷宮鎖教具的研究和開發。為了能夠不使用螺絲和膠水讓鎖具做組合，本研究應用榫接法的技巧，設計屬於各個材料的組合形式。從紙結構開始設計，參考現有產品中的卡榫設計，加以改良成適合紙鎖具結構的卡榫設計。說明設計前後的對比，知道紙鎖具

的設計演變。接著介紹利用壓克力，設計另一副鎖具，描述設計中所遇到的問題以及解決方式。將原先按照紙鎖具模型簡易設計出的版本，和最終設計的版本做對照，了解壓克力鎖具是如何做設計改良的。描述使用木板設計鎖具時，將現有的榫接法和壓克力鎖具的構型做融合，並描述如何設計形狀尺寸和改良原先設計。本研究在最後針對鎖具的開鎖過程，找出鎖孔幾何設計和鑰匙的特性。利用坐標軸和鑰匙相對於鎖孔的平移與旋轉運動的定義，合成出兩面鎖孔面的各種可能的最小鎖孔方式，再從中整理出相似的鑰匙移動情況，進一步說明兩者之間的關聯性。本研究的成果，可以針對需求做不同的變化，讓古中國鎖具能更進一步的貼近大眾，增加鎖具的趣味性。