高空护蛋设计文件.docx

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高空护蛋设计文件

智慧决定你的高度

----第四届“高空护蛋”装置设计文件

一．高空护蛋规则

1、装置提前做好，只允许用牙签和胶水，且牙签不能削成屑状；

2、鸡蛋由科技部当场提供，参赛者只需在装置中（鸡蛋保护器）留一个空间，使鸡蛋能够放进去，并当场封好装置；

3、当鸡蛋保护器着陆停稳后，评委组将根据比赛评分标准为选手打分，下一组选手做准备；

4、所设计装置要易于恢复，每轮比赛装置必有损伤，且修复时间只有10分钟；

5、以鸡蛋破裂前一次的投掷高度为最终成绩，高者名次靠前；同一高度以鸡蛋的完好程度评出名次。

6、鸡蛋完好程度说明：

鸡蛋完全破裂:

明显有蛋清溢出；鸡蛋破损：

有明显深度裂痕;鸡蛋基本完好：

有少许裂痕；鸡蛋完好：

无任何明显裂痕。

二．设计依据

高空护蛋规则；

初步计算结果。

三．结构选型

高空护蛋装置主要由三部分组成，分别为定向减速装置，乘蛋装置，缓冲装置。

定向减速装置设置在结构的上部，由三片面积约为80cm2的叶片及一个三菱柱状的骨架结构组成；乘蛋装置设置在结构的下部，形状为镂空状的圆筒结构；缓冲装置为若干牙签或牙签片，设置在乘蛋装置镂空圆筒结构的侧壁，内壁及底部。

定向减速装置和乘蛋装置如图3.1和图3.2所示。

图3.1定向减速装置和乘蛋装置

图3.2定向减速装置和乘蛋装置基本尺寸

四．定向减速装置设计

定向减速装置设计图如图4.1所示。

该装置分为两个部分：

翼片和三棱柱状骨架结构。

骨架结构的柱高为6.16cm，每根柱为两根长3.08cm的牙签相接而成。

柱顶部由三根长

图4.1定向减速装置

4.33cm直径为0.2cm的牙签连接成一个整体。

为方便安装翼片，设计斜杆（直径0.2cm），与顶部牙签成15°角。

其具体尺寸见图4.2。

图4.2骨架尺寸

翼片尺寸为（4.483×18）cm的矩形，由90个长4.483cm，宽0.2cm，高0.1cm的牙签片拼接而成，见图4.3。

为保证翼片强度，在施工时，应根据构造要求加入适量的加强牙签片。

图4.3翼片尺寸

五．乘蛋装置设计

乘蛋装置设计效果如图5.1，乘蛋装置的镂空圆筒结构分为圆筒侧壁和圆筒底座。

图5.1乘蛋结构组成图

圆筒侧壁是由118根1.5cm和76根4.5cm的牙签拼装而成的，牙签的直径为0.2cm,拼装完成后圆筒的外径为5.2cm。

内径为4.8cm（如图5.2）

图5.2圆筒侧壁俯视图

如图5.2，以XZ平面为界，将圆筒侧壁分为两个区，位于Y轴正半轴的为A区，负半轴的为B区。

A区和B区的牙签拼接方式是关于Z轴中心对称的。

以A区为例，以图5.2红线为界，将A区分为A区左和A区右。

A区左的牙签拼接方式如图5.3。

A区右的牙签拼接方式如图5.4。

图5.3圆筒侧壁A区左牙签拼装方式示意图

图5.4圆筒侧壁A区右牙签拼接方式示意图

圆筒底座由14根5.18cm的牙签拼接而成，俯视图如图5.5，正视图5.6。

图5.5圆筒底座俯视图

图5.6底座正视图

六．缓冲装置设计

缓冲装置分为圆筒内的及缓冲外的，圆筒内的缓冲装置选择用牙签削成的薄竹片制成，一共需要24片这样的薄竹片，竹片的布置原则是左右对称环向布置，布置时，将竹片通过圆筒侧壁镂空的孔水平深入到圆筒内部，深入内部的长度为2.3cm，竹片的根部通过502胶水与圆筒侧壁粘结牢固。

布置数量为，在距离圆筒侧壁上端6cm处布置6片竹片，距离圆筒侧壁上端7.5cm处布置8片竹片，在距离距离圆筒侧壁上端9cm处布置10片竹片。

圆筒外部，在圆筒底座四周均匀粘结18根牙签，且这些牙签角度与地面成45°。

七．关键节点的连接设计

在翼片与翼片骨架之间增加斜撑，增加翼片与翼片骨架粘结节点的抗弯能力，同时在翼片骨架与圆筒之间增加翼片骨架与圆筒之间节点的抗扭能力。