空心锁经典鲁班锁的简易版.docx

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空心锁经典鲁班锁的简易版

传统鲁班锁的简易版

空心锁

本系列“传统鲁班锁的简易版”是一个系列的有孔锁。

它只包含缺少了最中心的8个三位块，只留下24个二位块的有孔锁。

首先声明：

本系列的有孔锁就是被我称之为“垃圾锁”的难度系数为一的有孔锁的一部分。

不过，垃圾分类处理后也可以变废为宝。

本系列的有孔锁就是如此。

本系列的有孔锁的特点是：

遵从传统鲁班锁的一切规律。

却又少了许多复杂的变化。

特别适合初学者作为入门的练习使用。

它可以使玩鲁班锁的最小年龄段由高中提前到初中。

同时它更显化了鲁班锁的许多结构规律，也是研究鲁班锁结构规律的一个不错的辅助工具。

空心鲁班锁的基本构成如图一所示：

图一

由于它的整体结构缺少了中间的8个三位块，所以它的每一根柱也缺少中间4个块，（如图一右边的柱所示）缺少的就是马丁编码中的#2，#3，#6，#7等4个单元块。

由此我们可以比较容易得到本系列空心鲁班锁的所有34根可用柱，见图二：

图二

同时根据《鲁班锁的结构分析法》还可以比较容易确定这34根柱在本系列的锁中可用于的位置。

见表一：

这样，本系列锁结构分析的第一步工作：

柱的寻找和定位就已经完成。

表一

下一步就是部件制作：

1.单柱：

有：

#103柱；

2.二柱组（上梁+前檐）：

由表一可知，可用于2+4拼法的上梁只有一根：

#120柱。

它与表一中的16根檐都可以组合。

于是得到二柱组16个。

且正好每个小组一个。

所以后续算出有多少个四柱组，就有多少个2+4拼法的锁，不需要再计算。

图见图三，列表见表二。

图三

表二

3.三柱组（上梁+前檐+右柱）：

由表一可知，可用于3+3拼法的上梁有三根：

#888；#376；#632。

以#888为上梁的三柱组共有28个，见图四：

图四

图中显示了各三柱组属于的组号。

上梁三柱组的分组规定见图五。

图五

它们的列表见表三：

表三

由于下梁#632配合7个檐（#1016，#1008，#760，#752，#504，#496，#240）与下梁#888配合7个檐（#888，#1007，#632，#751，#376，#495，#120）的整体外形分别对应相同。

见图六。

所以使用等量代换的原理用#632代换表三中的下梁#888；用（#1016，#1008，#760，#752，#504，#496，#240）对应代换表三中的前檐（#888，#1007，#632，#751，#376，#495，#120）得到以#632为上梁的三柱组。

同理，用#376代换表三中的下梁#888；用（#896，#1023，#640，#767，#384，#511，#128）对应代换表三中的前檐（#888，#1007，#632，#751，#376，#495，#120）得到以#376为上梁的三柱组。

具体见表四。

图六

表四

4.三柱组（下梁+后檐+左柱）：

至于下梁三柱组的计算就更简单，因为下梁三柱组和上梁三柱组是一一的镜象关系，所以将表三和表四中的所有柱编码按表一中“对称柱”编码进行转换，同时将标题栏中的“前檐”改“后檐”，“右柱”改“左柱”“上梁”改“下梁”就得到了表五。

下梁三柱组的分组规定见图七：

图七

表五

上面所有三柱组均可通过拆卸检查，无死疙瘩。

3个表的统计数据如下：

除上梁7；12；14；16组和下梁7；12；14；16各四个组的不同的柱组合数12个以外，

其余各组的不同柱组合数均为3个。

由上述统计数据就可以计算出空心锁3+3拼法的全部个数。

计算方法是按前文所述配对，适用乘法原理。

计算结果是：

上梁1组配下梁16组，可得锁：

3*12=36；

上梁2组配下梁12组，可得锁：

3*12=36；

上梁3组配下梁13组，可得锁：

3*3=9；

上梁4组配下梁14组，可得锁：

3*12=36；

上梁5组配下梁15组，可得锁：

3*3=9；

上梁6组配下梁6组，可得锁：

3*3=9；

上梁7组配下梁7组，可得锁：

12*12=144；

上梁8组配下梁9组，可得锁：

3*3=9；

上梁9组配下梁8组，可得锁：

3*3=9；

上梁10组配下梁10组，可得锁：

3*3=9；

上梁11组配下梁11组，可得锁：

3*3=9；

上梁12组配下梁2组，可得锁：

3*12=36；

上梁13组配下梁3组，可得锁：

3*3=9；

上梁14组配下梁4组，可得锁：

3*12=36；

上梁15组配下梁5组，可得锁：

3*3=9；

上梁16组配下梁1组，可得锁：

3*12=36；累计：

441；（详细列表略）

最后结果：

3+3拼法的6柱空心锁共有441种不同的结构

5.四柱组（下梁+左柱+右柱+后檐）：

四柱组的的组合制作还是使用我常用的二柱夹下梁法。

所以先要对25根可用作“柱”的柱进行分类。

由于#512；#768；#1024等三根柱掉头后的状态不同，所以它们作为2根不同的“柱”使用。

25根柱分为A，B，C，D四组，每组7根。

分组状态见图八。

求得四柱组的具体操作也是用我发明的“拼块法”。

先做好这25根柱（28个状态）作为左柱和右柱时的拼块。

同组的柱当左柱用时，成列竖排，A，B，C，D四组排成四列。

见图九的左侧。

同组的柱当左柱用时，成行横排，A，B，C，D四组排成四行。

见图九的右侧。

图八

图九

A，B，C，D四组做左柱和A，B，C，D四组做右柱的柱组合，共有16种不同的组合，见表六所示。

但是本系列的锁的左右柱组合必须至少有一根是A组的柱。

所以，表六中有网格的9种组合舍去。

只留下上面第一行和左边第一列的柱组合。

表六中还列出了这7种组合所配下梁的编码本系列的锁只有这7根2+4拼法下梁。

这7根下梁的编码，柱形及拼块图见图十。

表六

图十

下面以A组柱为左柱，同时也以A组柱为右柱，#120柱为下梁这个组合为例。

详细叙述这一组合的操作过程。

先将A组柱为左柱的7个拼块复制为7列；

再将A组柱为右柱的7个拼块复制为7行；最后将这两组49个拼块图重叠到一起，

再在每个图上复制#120做下梁的拼块。

就完成了这一组49个左右柱夹下梁的拼块图的第一步。

第二步是根据各图中5，6，7，10，19，22这6个块缺失状况，用合适的后檐拼块补齐。

就找到了这一组左右柱夹下梁所需的后檐。

第三步是根据各图中11，14，15，16，23，26这6个块缺失状况，确定这个四柱组的分组数，在每个图左下角用显目的数字表示。

这就完成了这一组49个四柱组的组合工作。

具体见图十。

图十一

为了看得清楚，图十一是图十左下角6个四柱组拼块的放大图。

图十二

这一组49个四柱组的组合列表见表七：

说明：

表七中组号为红色底色的组合，是它和上梁二柱组组合为锁后，会与另一个组合相等，所以舍去。

所以这49个四柱组合只有25个为有效组合。

表七

余下的6个左右柱和下梁的组合就不需要再做图了。

下面鲁班锁中等量代换的运用就体现得淋漓尽致了。

用#632下梁和B组右柱的组合代替#120下梁和A组右柱的组合就完成了一个组合的运算。

其原理见图十三。

图十三

同样，分别用#376下梁和C组右柱的组合；用#888下梁和D组右柱的组合来代替#120下梁和A组右柱的组合，就完成了表六中上排的4个组合的运算。

还是同样道理，用#751下梁和B组左柱的组合；#495下梁和C组左柱的组合；#1007下梁和D组左柱的组合来代替#120下梁和A组左柱的组合，就完成了表六中左列排的另3个组合的运算。

表八

表九

这样我们就得到49X9+25=319个四柱组。

这些都可以通过可拆卸检验。

所以2+4拼法的6柱空心锁共有319种不同的结构

6.五柱组（下梁+左柱+右柱+前檐+后檐）：

五柱组也可以用四柱组的列表七和八变换得到。

具体操作是：

首先用1+5的下梁#256；#768；#256；#1024对应代换列表AA；AB；AC；AD中2+4的下梁#120；#632；#376；#888。

理由见图十四。

图十四

然后在表七和表八中增添一个“前檐”列。

前檐的用柱由列表中的“组号”确定。

具体见表十：

表十

表十一

表十一

对表十和表十一中的结构还要进行2项工作：

第一是同结构的组合合并。

此现象只出在表十的左侧“五柱组计算用表AA”中，在“组号”一列中将同结构的组合中的一个单元格底色涂红，共24对。

第二是可拆卸检查。

本系列的锁可拆卸检查也比较简单。

符合下列三个条件之一的结构就是可拆卸：

1.前后檐中只要有一个用了#1024柱；

2.前后檐都是#888柱或者都是#1007柱；

3.下梁是#1024柱。

在表十和表十一中将不可拆卸的结构全行涂红。

最后得到：

1+5拼法的6柱空心锁共有129种不同的结构；

总计：

全部的6柱空心锁共有927个。

2点建议：

1.由于本系列锁中间有8个空，所以实物组合后，在有些结构中会出现有的柱可以活动的现象。

所以建议另外做2个1X2X2的小方块以补齐中间的8个空。

见图十五。

而且还建议放在下梁组的方块的厚度略小一点。

（比标准厚度小0.1mm——0.2mm，如图十五中紫红的方块）。

这样还可以改变经典锁的上梁（或上梁组）因重力原因，有时会自动滑出的问题。

2.由于本系列锁中间有8个空，所以很容易设计成难度系数为2或2的锁。

图十五

最后再次强调此系列的锁最大的用处是它很明显的显示出经典鲁班锁所有的结构规律。

是一个帮助理解经典鲁班锁的一个很好的工具。