制弩记

0x00 前言

高中时的通用技术课程讲究实践,让我们使用简单的木料搭建创意,当时看到有人复原诸葛连弩,非常感兴趣,
于是便有了这个制弩记,将几篇博文整理如下。

0x01 开始

当我在写这篇文章时,我的弩已经可以在五秒内连射五只弩箭,它们将零落在十五余米外。我知道作为一件兵器,它没有什么杀伤力,可对我已经是个奇迹了。同学惊异的看着我将箭飞速射出,都会说到你真牛,真厉害。孙对我们羡慕不已。

0x02 初步设计

老师看着我的泡沫模型,倒没有像父母一样提出疑问。他只是问我想怎么做,并提出难点。我连连应付着,没有具体的数据,我在与其他人沟通的时候费劲了口舌。老师看了模型,听了设想,初步同意了我们的方案,我在兴奋之余,也想到了精确图与数据的重要性。我一定又作出图来,这才是我成功的第一步。
回到座位就开始动手。我看看其他同学还在热火朝天的讨论与设计,当然那两个女生在写作业。我迅速拖出一张白纸,在上面细心画着。有了上一周的仔细研究,我边画边量出模型的边长,在图上标出。三视图并不难画,但比例不对,所以模样走了型。
周末,我思量着用电脑做出比例三视图。爸向我推荐了他都不会用的中望CAD。它的确专业,可短期内我可能不能很好使用。最后,我还是用了几何画板。
画图很费时,我画出主线,用长度矫正,并标在线上以便施工时使用。再通过线与线的关系描出副线,标上长度。这样就省去了计算角度与长度的时间,方便准确。而要打的孔由于要准确无误的穿过两种元件且几何位置要准确,所以通过确定两种元件的孔位后再来调校第三元件的孔位才能达到无误。忙了半天,我才作出下面的图。

右侧视图
前视图
俯视图

作图中,我才意识到学校给的木料尺寸我还不知,若加工木料时不方便怎么办。上面的图是三代修改后的成品,那时我的图只有侧视图成比例,其他都走了型。还有怎样有学校的木料拼出我的弩呢,要将一只弩分解为可加工的小部件成了我最头疼的事。
后来展示完初稿图后,我就急急的去查看了木料。那是2CM*3CM的木方和4MM厚的木板。在此基础上,我才艰难地完成了部件图的设计。对于三维的拆分,中间又要做槽又要保证弩箭的良好弹射与连发,的确要让我思考爆了。

原件1图纸
原件2图纸
原件3图纸

我原来设想中间木料统一为2厘米,外部贴板形成装箭的箭匣。后来才发现铅笔不够宽,会变成2箭齐射,不好控制。只好简化设计,只在弩臂板上贴板,可如何固定又成了我的难题。后来也证明我的疑虑是对的。
这样,设计图出炉了,我迫不及待的发给韩看,回答他提出的问题。

在做图的同时,我还在找着弩的蓄能装置—-弓。电视中用的是竹子。可在这城市中我很难找到加工好的竹片。我也想过用弹性绳与木片或铁片代替,可效果可能就不好了。发动了同学,但似乎没有回应。可就在一个周日下午,爸救了我。他不寻常地出去买菜,在门口碰到一个买竹制品的不同寻常的老头,买了一节弯的竹片给我,哎,有时就是运气好,当然这也是必然。
就这样,我的想法渐渐成为了可能。

0x03 收获原始木料

我急匆匆的抓上笔,设计图,以及那根找到的弓,跟韩说走吧,便冲向了老师说的设计创造室。路上,看到朱志诚手上也抓着设计图纸。­

“你们这是做什么?”“做投石机。我设计的。”“那挺复杂吧。”“还好,就做几样东西。”话说着,就进了教室。­

几个方桌,上面放满了角尺,锉刀,锯子等工具。几个人可以围坐在一起,共同完成任务。身后有较为专业的钻床,电动磨具和一套电家伙,我抓过几块木板,韩又去拿了一整块方木条。同组的耿和胡也站在一旁看着哄哄闹闹的同学们。老师进来了。­

老师很好脾气地叫大家静下来,看他演示几种工具的使用。他拿过锯子,又捡起木板拉过椅子,很标准的锯了一下,大概是用脚来固定木条,同学还是笑着议论纷纷。­

我拿过尺与笔,就着设计图开始画。韩说,我们今天干什么?我说,我来画出墨线,你们先捡最好加工的几样锯一下。两个女生看着我画线,便也要来帮忙。我抓过方木给耿,并指了具体数据给她,说你先划出长度的线吧,要精确一些,别出错。她看看我,咬咬牙画了起来。­

当然画线也会出错。­

首先是胡出错。胡把她画好的俩个梯形木板给我看。“比例不对吧,”我比对着图,“你少算了这一段吧,这是一个整体。”“哦,那我重画吧,这是5cm吧。”“对。”­

画好了两个箭匣,我就迫不及待地叫韩试一下。­

“你试着锯一下,尽量沿着线平直一些。”他比划了一下,二话没说,就操过锯子锯起来。有点吃力地锯下一段后才发现,锯地有些起伏,也没切着线走。我说你先试试,锯坏了也没事。他就更卖力的锯起来。­

耿叫我,说画好了。我也没细看,她便积极的看图去画别的木料。看不懂会问我一下,我就放心地去看韩锯板子。­

前台的电锯可以用了。韩便在同学们的围观中锯了起来。速度是快,声音虽吵却也悦耳。就在两块板快要锯好后,另一个通技老师进来拍了韩说不能用。­

我们只好回去用手了,可电锯的效果真是不错啊。只是韩笑嘻嘻的跟我说手被电锯震麻了。­

时间不多了,我想赶紧将两个主木方锯好。便急急忙忙的叫韩开锯耿画好线的木方。­

也许是韩有了锯木条的经验,也许是他瞬间爆发,很快就锯下了一截。截口很漂亮。他说膀子累了。我看看耿,她望着木条,说我来试一下,但没怎么动。我说,还是我来吧。­

一开始锯的很顺,用脚踩着木方,不停的做着简谐运动。往复中看木屑飘下,看锯口慢慢吃进木中。可后来我只感觉脸上因为用力而充血,速度也慢了下来。­

喘息中,木方锯断了。掉落下来,清脆的一声。下课了。­

我们抱着木方木板胜利而归。­

我发现锯下的三个木方不成比例的长。不会吧,都长了几乎一倍。我上课悄声与韩说,韩投来肯定的目光。­

我下课捅了捅耿,“你画的木方怎么特别长,不会是算成英尺了吧······”­

“哎呀”她双手捂起嘴惊讶的望了我一下,然后咬着嘴唇。­

我也就不好意思再说她了。­

那天下着雨,木料们跟着我自行车回家后有一点点湿。­

0x04 老木匠来帮忙

我不止一次地问爸,家里有没有木工工具。我是认为有不少的,因为家里的两个锤子,有一个似乎就是爸上学时做的,比较小,我有事会用。最后问烦了,他也就终于找出了一把可拆的铁锯,锯条早生锈了。
第二天他就很神气地展示他那换上新锯条的锯子。我刺激他说恐怕不能很好的按照我的要求锯,他就找了一小段木板,由我画了线,一人不烧饭跑到楼道上的鞋柜去锯。吭哧吭哧一会回来。我说你不是锯歪了吗,他就搪塞楼道里黑,看不清。其实如果我这样搪塞他,他一定会说我拙,不会想办法创造条件。我就没说什么。
我知道我对加工的要求是一般人不可能实现的,就连外公这种做惯了木工的也要后期再用刨子修正。
周五晚上我在家中急急忙忙的根据木料把所有的元件分配好后,就和爸一起动身去了外公家。
外公听了我的设想,又取了老花镜认真地看了我的图纸,边看边问。说我的图画得很漂亮,很清楚。他叫我明天来,烧好吃的,一起加工木料。工具就由他来解决,加上我的小锯。
“木工好多年没做了,当年你外公什么都会做,老木匠啦。”外婆说。
“像楼下的孙老头,天天还在做呢,小玩具小画框什么的。”
“他还在做啊,以前他就一直在楼下,你还去玩过呢。”我爸对我说。所里不少人他都认识,那个孙老头可是前辈了。

第二天我顺带了电脑去,外公看着介绍连弩的视频,很专注。我看着他花白的头发随着头上下点着晃动着,人老了啊。
开工了。外公和我仔细的研究了每个原件的尺寸与我画出的线,然后便转身拿出一把巨大的木工锯。抽过客厅的椅子,便锯起来。
他一只脚踩在要加工的木方上,用左手固定好,右手稳稳的抓着大锯,将锯口放在了离线3mm处。对准后,右手一加力,锯口瞬间就吃进了木头里。他很轻松地上下拉动着锯条,并以一定的倾角飞快的锯着。他一推一拉,便有5mm下去。我在一旁看着,心里异常的激动。
愉快的据声中,雪白的锯花纷纷扬扬地落下,在我痴迷中,外公加快了频率,并竖着锯着,很快木方就应声落地了。
我捡起刚锯好的的木方,兴奋的吹去上面粘结的木屑。锯口整齐的切过,离线3mm左右。截面有规律的呈现出60度的切割线。我看着外公脸上浮出淡淡的笑。
“我来锯第二块吧。”“行,你这样”他帮我调整了下姿势,我就吃力的锯起来。
在我锯的过程中,他拿出刨子仔细地对着线加工着,3mm削落后,正好压住了我的线。
就这样,我们讨论着研究着,将木料加工成型。外公说,斜线和长线我来吧,你已经得到锻炼了。
外婆坐在沙发上,看着我俩。她拿出护眼贴,开始做护理。
她说:“laodiao(老张),你歇会,我来帮你锯。”
“没事,锯这个不累。”

很快,所有木料就加工成型了。我们坐下来,开始精确加工。
外公先拿刨子给每个没有搭线的地方刨去一层,我再用锉刀与砂纸打磨。木屑落了满地,我想去扫,外公说:“没事,木屑可以净化空气,好东西呢。”
最后到了做槽了,我画出线交给外公。一共有三种,5mm的小槽,一个在木三角中做的1.5cm2cm的通道和1cm2cm的斜槽。
他先锯,锯到恰到好处时,再用凿子将中心木头凿出。我在一旁看着他拿着凿钉与榔头,一下下的敲击,一个个完美的槽就这样做成了。

待拼装的木料
待拼装的木料
待拼装的木料
待拼装的木料

中午吃着外婆做的饭菜,谈论着外公以前做木工活的点点滴滴,我才明白《一个人的遭遇》中那个老人在战争洗礼后,梦想做木工活,逗孙子的生活。外公也是如此吧,做着木工活,他又回到了以前。

0x05 打孔

加工好的木料散乱地堆放着,我知道我要做的木工活与一般的小制作不一样,那就是要让它能按照规定的路线活动并不能出现差错,不然就会挂不上弦或不能连发出箭。所以锯孔的位置是我一定要精确定位的,否则可能前功尽弃。由于先前做了图,并且也从电脑上重合定位过了,这件事看起来并不太难。
我取出木头与图,认真的比对着。我先确定了主板与持弓板上的孔位。由于主板的固定点在一个方形小木件上,我不停地摆弄着木头。用纸刻出木方的轮廓,再在纸上打点重合比对,再由纸上的孔为确定连杆上的孔位。这样做我很快确定好了打孔的位置。就等去学校打孔了。

又是一节的通技课,我和韩很快地找到老师要求打孔。老师把我们带到办公室,只有手钻吗?那打孔会不会打斜,能保证精度吗?在我迟疑之时,韩示意我们还是先试一下吧。于是我谨慎的挑了直径6mm的钻头,没打好损失不大。我们手忙脚乱地在办公室里忙活开了。
我首先挑了连杆试打。连杆上没有加工槽,难度较小。
找好点,我递给老师。他询问再三,便要求韩帮忙固定木料。老师找来废木料垫在底下,左手抓着木料,右手操作着电锯对准着我标注的点。韩紧紧的按着木料的另一头,而我则在一旁紧张地看着。
“呜—呜呜—呜”听着发动机的频率,木头被贯通了。发扬的木屑,震动的木料,我还没缓过神来,老师已经把木料拿起来了。
“呀,有点歪,我们再来一次,实在不行就用钻床。”我支吾地答应了。心里估测着可能造成的损失。也许钻床效果会好,我想。
第二次效果还行,但我还是提议试一下钻床。“好久没用,可能······试一下吧。”
回到木工房,我们径直走向角落里的钻床。耿和胡问我有没有什么事做,我说你们去问一下教主,他可能还有活做。顺便说一下,后来单干的教主也加入了我们组,在我们的木料加工上也帮了大忙。而且也自制了盾与剑。
我们开动机床,钻头慢慢的转着。还是韩来固定木料,老师来操纵机器,我在一旁捏着一把汗。由于点比较难以对上。老师艰难地移动着钻头。韩说我来移一下,两人互相配合着。“行,对上了”我说。老师摇动转盘使钻头向下,木料慢慢的被钻通。
这一次效果很好。
就这样,我们打完了所有的孔,还修正了打外的孔。我将木料对好一看,nice,全对上了。
快下课了,我们抓紧时间来固定主板。我问老师两个承力的木料连接只用胶行不行。“可能,不牢。这样,你钉钉子就可以实在不行在用胶加固。”我和韩找来钉子与榔头,比对中,韩向我提出了从上钉两颗,从下钉一颗的法案。我绕过打的孔,确定了三个点,韩使榔头,我固定,很顺利地钉了进去。木料很好的固定在了一起。
我找来两根长钉,将木料松松的串联起来。一切都很完美,活动路线也是我所要的。
捧着半成品,我们骄傲的回了教室。直到老陆催我们去做操,我才依依不舍的把他放下。

0x06 收获螺栓

木料活动连接,比较简单的方法无非是打孔用螺栓。孔是打好了,可找个螺栓却让我犯了难。学校不提供我要的螺栓,市场上看过了,也没我需要的。爸从单位带回的螺栓也因螺口问题而不能使用。他带回的手钻却很好用,我和他在那根弯竹条上钻了两个孔,我又把韩校服的掉下的松紧绳系了上去,弹性很不错,强度也很好。我试着弹射了几根铅笔,因为连杆没装好不能很好击发,只能打出四五米,但我还是十分满意的。

现在就该说说我怎么找到最终使用的螺栓了。我发动组内成员帮我找,后来就只有耿说她爸有可能能帮我们找到,要我写一个要求。我量了孔径,又比划了长度,特别说明了螺纹的范围,就交给她了。
第二天问她,她说她爸去公司找了。说星期五带给我。
星期四晚上我一边测试着弓的性能,一边想她会不会明天忘带,如果真是这样······
眼看到了星期五,我再一次问起这件事时,她又是很惊异的看着我,然后捂起嘴,说了一句我早已想到的话,“哎呀我忘记带了。”她很不好意思地说,“我爸已经找好了,昨天晚上没带回来还去公司拿的,我今天早上走太急忘了。”我不说话了。
中午她问我要不要她妈妈送过来,我说不用了,方便的话我去取一下。她也骑了车。
我想在这周将弩完工,主要是这周还比较闲,怕以后来不及。我问外公借了什锦锉刀,砂纸,胶等等,希望着弩的出世,可没有螺栓,弩可就玩不转了。
天很冷,头也有点晕,还是骑着车上路了。她到校差不多是向东二十多分钟,我回家也是向东二十多分钟。一百分钟的车程,我想我应能坚持下来。
她骑在前,我骑在后。于路无话。我强迫自己记下一个个标志。可路越走越小,穿过的都是小街道,小桥,还有一段漆黑的施工小道。算了,先拿到螺栓再说,怎么样都有路回家的。
到她家附近了,她顶着风说:“马上就到了。”我问:“怎么都是些小路啊?”“哎呀,我忘了,我应该带你走清凉门大桥,路比较大。”她支支吾吾地说着,我想着能不能从原路回。
拿到螺栓后,她打开来让我看了一眼,“口径好像有点大。”我说,“你写的是什么,就不会错。”“好吧,那我走了。”“认识路吧,有没有手机?”“没,我可能只能摸索着回去了。”“那你会不会迷路啊?”她问,“没关系”我就上路了。
其实我还没走出小区门我就感到我迷路了。
接下来就是惊心动魄的二十分钟,我在一个完全陌生的地方凭记忆和公交站台走着。我只觉人越来越少,我知道我要向东,可向东的路越来越偏僻。我问了人,才掉转车头,终于走上了一条大路。走到了莫愁路,走上了汉中路,看到中山路,我一拍车头,“我到家了。”
当然回去被爸妈说了一通,可他们知道我从龙江回来也很惊奇。毕竟那是我们家的空白范围。
拿回来的螺栓与螺母垫片的确不错,但比我要的口径大了一倍。可能是我自己没写清楚吧。

0x07 组装,完工!

看着大一号的螺栓,我真是没什么办法了,幸好原来的孔钻得不大,我只能央求爸再把手钻带回来加工一下。星期五的晚上,我就只好以打磨木料为主。­

用砂纸,什锦锉拼命地打磨,看着木料上的一道道锯痕逐渐消失,变得光洁,房间里充满了木屑的香味,砂纸上留满了洁白的木屑。我用砂纸包住长方的木料,权当大锉,效果也真是不错。­

原来刻出的槽是十分粗糙的,用圆锉将其加工平整。将箭道平面与箭射出口磨得如婴儿的皮肤一样圆润,因为我要尽量减少箭(当然只是16cm的铅笔)弹射时的阻力,可不能让它与内部的部件相互伤害。所有不平整的地方都被我精心地打磨着。­

我心血来潮,为了增强弩弓的弹射力道,我在弓前又加了弹力绳将弓向前拉。后来证明这作用不大,估计箭出膛的初速度提不高了,只有增加箭的重量与调整箭的中心才能使箭再发射远些。铅笔内钉了钉子,铅笔却裂了,算了还是先做到连射吧。­

弓的固定也是一个难题。我们挖出的槽是平口,这也就意味着要让弓在其中有一定的倾角,呈对角线放置,才能不让弦线与箭道摩擦。先前我是用弹力绳塞在弓与槽之间固定,但这毕竟是个土法,不能真正的固定。“做两个木楔,上下一起固定。”爸提出了建议。于是又锯木,劈成小块。我拿了一块回去磨,爸却要试试他的刀功,去厨房劈去了。­

很好,磨了半天,成了。不曾想多磨了一下,却掰成了两块。这是爸进来,看着我的成果,说“怎么变小了?”看着他的,我叫起来,“你不也劈裂了么?”­

我们俩相视而笑。­

其实一半的木屑也能用,我就等着明天了。­

­——–

“电钻!”爸一加班回来,我就冲了过去,来不及吃午饭了,任凭妈怎么呼喊,我们俩钻入阳台就着午后的阳光开工。­

根据螺栓的口径,我选好了钻头。“一定要钻直,就照原来的孔打,我扶着。”很快,孔被加工好了,打的也直,我爸直起身,说了一句经典的话“用心打的。”­

接下来的事情就一切顺利,上螺栓螺母垫片,木料间我都垫了两小一大的垫片。再将弓用木楔楔紧,而后就是涂胶,等着胶干。­

终于,我基本完成了我的连弩。­

成品展示
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成品展示
成品展示

  

测试时,我发现弩箭似乎不能很好连射,原因在于射出一只后,第二只箭会卡于槽之上,而不能击发。我果断地贴上了一片小木板,而后,弩的完美连射,让我惊异。­

那天下午,就沉浸于无比的幸福之中。­

0x08 “断了的弦”

下一周的周一我就很兴师动众地将制好的弩带了过去,请妈用车捎我去,用很大的一个红色的塑料包装袋轻轻的将弩放置在内,提着走进了教室。
我放下书包,展示给韩看,韩发射了一只箭,将走进门的同学吓了一跳。后来我向着角落里的窗帘进行连发,每一只都有力而精准的扎在窗帘上,旁边的同学一脸惊讶的表情,陆老师也挂着他标志性的笑容看着。上课了,我将弩安顿在图书角中。
下课不时有好奇的同学来看,他们摆弄着弩,当触发弓弦的一瞬间,发出的箭让同学又惊又喜。可是,多次发射之后,事情发生了。
弓弦在一次击发过程中断裂了。
我一边努力拉扯着弦,可它们是不可能再被接到一起,我对同学说没事,可自己还是在流汗。看来,弹性绳还是不行,磨损之后还是会断裂。
用羽毛球线比较好吧,我想。
下课我和胡说去弄一段一米长的羽球线,越快越好。她说,好吧,我周五给你。

那天只好挤公交车回家,正好碰到爸同事家的同校,就一起走。到中山东路转车时,我突然看到以前我们买羽毛球的店,就与同校再见冲了过去。
进了店,我问阿姨有没有羽球线,她说有,就拿出20m的来,问你球拍呢。我说,我只是做个手工活,只要一米。她说,那就找一米用剩的,质量一样。
道过谢后,我就拿着线回家了。

回家后我爸热心的帮我用三根均分的线绞成一股,完事后用火一烧,便连结一体。我爸看着绳,说应该不短吧。
可惜啊,真短了一点,早知不绞三股绞两股了。少了那两厘米,我就系不上了。勉强系好,又断了。我想烧下会坚固些,便问那个每次都会上课出去的美术老师借了打火机,一烧一捏,又断了。
最后只好再加一段弹力绳,算是可以运作了。
虽然弹力有所降低,但连射还是可以进行的。

在下一节的通技课上,我们填写了通技课的材料,也和韩一起对我们的弩进行了测试。把易拉罐放在5米开外,然后发射强弩。易拉罐一个个被击落。我们相视而笑。
后来我们向老师展示了我们的弩,我们也是第一个交了作品的小组,由于早早的交了作品,后3节课我们只能看别人做了。要不是时间紧,我还真想在做一个其他的作品。

最后其实也没什么了,大家做的作品都很好,现在想想我还差了一点,就是没与其他人一起合作完成,可能是我太心急了,想赶紧完成弩,以后若有机会我会注意这一点。

0x08 二次优化记录

  1. 螺栓连接木块受力处加固4颗螺钉
  2. 滑动槽处抛光
  3. 全新的头部设计,加固的弹匣,并可以拆卸。可一次性加入6只铅笔
  4. 铅笔出槽的特殊透明胶活动门设计
  5. 弦线卡槽上部的优化的防空弹处理
  6. 全新的弩弓,更长更有力,配合羽毛球线三股合一线
  7. 弓背下沉式处理,弓槽倾角修改
  8. 弹匣的单列排列铅笔处理
  9. 木雕工具做的铅笔引导槽处理
  10. 弹匣的可旋转定位孔

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