六柱实心鲁班锁设计方法研究

现有研究无法系统性地设计出具有不同内部结构的鲁班锁，因此提出一种新的六柱实心鲁班锁设计方法。首先对六柱鲁班锁结构进行了数字化描述，以坐标矩阵表示鲁班锁的三维模型。将鲁班锁划分为内部和外部区域，并对内部区域进行排列组合，根据无向图的连通性判断柱杆连通性，在保证每个柱杆连通的情况下得到新的装配结构。在MATLAB中虚拟拆卸装配结构，将可全部拆卸的装配结构输出对应的坐标矩阵，若柱杆发生干涉无法全部拆出，则重新构造装配结构继续拆卸，直至柱杆全部拆卸并输出坐标矩阵。最后根据坐标矩阵，还原三维模型作为新型鲁班锁。研究结果表明，随着程序运行次数的增加，有望得到设计空间中更多可行解。此方法为鲁班锁结构的创新设计开辟了新途径。