设计案例研讨慈济希望钟敲击机构改良设计.pdf

設計案例研討：慈濟希望鐘敲擊機構改良設計 作者 ：蔡宗成 ，徐 業良 (2003-03-14) ；推薦 ：徐 業良 (2003-03-14) 。 作者 ：蔡宗成 ，徐 業良 (2003-03-14) ；推薦 ：徐 業良 (2003-03-14) 。 設計案例研討：慈濟希望鐘敲擊機構改良設計 九二一大地震之後 ，慈濟協助了許多中小學的重建工作 ，重建完成後 ，慈濟計畫 在這些中小學建立「希望鐘」，作為一致的精神象徵。慈濟委託藝術專業公司完成鐘 體設計如圖 1 ，並完成電腦控制敲鐘程式 ，希望由電腦控制鐘體內的敲擊機構 ，依 不 同曲目敲擊 12件不同尺寸鐘體產生出不同音階。但是初步測試鐘體敲擊機構所表現 本設計 案例即 是嘗試 對現有 的音色不盡理想 ，且在音樂節拍較快時敲擊聲不穩定 。本設計 案例即 是嘗試 對現有 敲擊 機構作改良設計 ，本文逐步詳細描述在這個設計案例中的整體思考過程、所 進 敲擊 機構作改良設計 行的設計活動 、以及所使用的設計工具 ，希望藉此設計案例對機械設計過程與所需要 的知識提供一個整體性的概念。 圖 1. 慈濟希望鐘外型 1 .tw/ 設計案例研討：慈濟希望鐘敲擊機構改良設計 1. 現有敲擊機構瞭解 慈濟希望鐘鐘體規格直徑尺寸介於200~388mm ，寬度尺寸介於 368~620mm ，高 度尺寸介於 202~392mm 敲，擊機構裝置於鐘體內部如圖 2 ，主要包括電磁鐵驅動之機 構 、可分離之撞捶頭 、以及復位彈簧三個部分 。不同鐘體尺寸有不同的敲擊機構尺寸 設計，圖 3 為其中一只鐘體敲擊機構尺寸圖。 彈簧 撞錘頭 電磁鐵 圖 2. 慈濟希望鐘內部敲擊機構圖 2 .tw/ 設計案例研討：慈濟希望鐘敲擊機構改良設計 圖 3. 現有敲擊機構重要尺寸圖 首先即現有敲擊機構的動作原理、元件規格作細部瞭解。 (1)現有敲擊機構動作 圖 4 為現有敲擊機構動作示意圖 ，當電腦程式控制電磁鐵通電而產生磁力時 ，鐵 製連桿 T受磁力吸引往下移動 ，撞錘受到慣性力而往前移動敲擊鐘體產生聲音 ，當電 磁鐵斷電時，彈簧拉力使整個機構回復至原始狀態。 3 .tw/ 設計案例研討：慈濟希望鐘敲擊機構改良設計 圖 4. 慈濟希望鐘敲擊機構動作示意圖 (2)復位彈簧規格 經實際量測，現有復位彈簧的自由長度為 44mm ，裝置長度為54mm ，彈性係數 為 0.343N/mm 。 (3)電磁鐵規格 現有電磁鐵電源為 24伏特，在此敲擊機構中電磁鐵磁力大小和其與連桿之相對 位置有關，最大約為 49N 。 (4)撞錘規格 原始撞錘屬於木頭材質，總長度為 43mm ，直徑34mm ，重量為46g 。撞捶頭夾 具為直徑 40mm ，長度40mm的銅質圓柱體，重量約 310g 。 2.哪些因素影響敲擊音色？ 哪 現有敲擊機構的缺點之一是“音色不佳”，因 此接下來想要深入瞭解的是，