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标题: 关于魔表结构改进的几个想法 [打印本页]

作者: 李老豆 时间: 2021-8-3 16:01:19 标题: 关于魔表结构改进的几个想法

从R表、A表到圣手魔表、传世魔表，还有一些魔友改装、设计制作的魔表，魔表硬件结构一直在改进着。
我从其他魔方的结构发展中得到了一些灵感，萌生了关于魔表结构改进的几个创新想法。

作者: WMM° 时间: 2021-8-3 18:14:13

什么想法？（不过我不玩表

作者: 几米 时间: 2021-8-3 18:23:23

发一下呗，很好奇

作者: Dan2010 时间: 2021-8-4 12:42:51

很支持，魔表很好玩但没啥人玩

作者: guanjingchen 时间: 2021-8-4 17:16:08

支持，发一下

作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 19:48:14

第一，魔表可不可以做出“全封闭”结构，乃至于防粘槽、蜂巢接触面？
三阶魔方接触面发展历史大致为：半封闭-全封闭-防粘槽-蜂巢接触面、蛛网接触面等等。
关于封闭的概念以及优点，可以参考百度百科，或者mf8的这个帖子：国甲国乙国丙全封闭

作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 20:02:50

本帖最后由李老豆于 2021-8-4 23:31 编辑

这是我家里现存最老的魔方，几片贴纸都掉了，轴还是不用金属螺丝的塑料卡扣结构，已经老化得拆不开了。它应该比现在的一些小学生年龄还大。
这个魔方的角块棱块都是典型的半封闭结构。这样转动时两层之间大多是角块棱块的一层壳壁直接接触摩擦，虽然接触面很小，但是摩擦力反而很大(壳壁直接接触摩擦大概类似两个刀片相锯)，而且不稳定不顺畅(壳壁刃上的粗糙程度变化很大)。即使加上润滑油，也没有足够的面积存住油。

家里最老的魔方3.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 20:14:18

本帖最后由李老豆于 2021-8-4 23:32 编辑

后来的魔方大多是角块做到了全封闭而棱块没有全封闭。

慧缘二代半封闭魔方.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 21:52:50

本帖最后由李老豆于 2021-8-4 23:33 编辑

后来全封闭魔方渐渐成为了潮流，当年我买的这几个全封闭魔方的确比半封闭的好用。由于转动时始终是两层之间的连续的接触面接触摩擦，所以比较顺滑、稳定。

鬼手全封闭魔方.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 22:00:18

本帖最后由李老豆于 2021-8-4 23:34 编辑

半封闭(上)与全封闭(下)魔方的棱块比较。

半封闭（上）和全封闭（下）的棱块比较.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 22:05:58

本帖最后由李老豆于 2021-8-4 23:26 编辑

全封闭魔方相对于半封闭魔方，润滑油发挥的作用就很重要了。
起初全封闭魔方的接触面很光滑，结果加了润滑油会发粘。
这应该类似两个玻璃片之间滴上水，玻璃片会紧紧粘在一起很难分开。这大致是因为空气无法进入接触面之间的空隙，大气压将玻璃片压住，当然还有分子间作用力的效果。

玻璃片贴到一起.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 22:12:15

如果在接触面上加入一些凹槽，就可以避免加了润滑油之后发粘的问题，这就是防粘槽。防粘槽还可以起到储油的作用。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 22:17:21

本帖最后由李老豆于 2021-8-4 23:34 编辑

大雁展翅还没有防粘槽，

大雁展翅.jpg

现在的魔方大多有防粘槽了。

小魔法m.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 23:24:45

本帖最后由李老豆于 2021-8-4 23:35 编辑

后来又产生了蜂巢接触面等新型接触面。蜂巢就相当于分布均匀的防粘槽，有非常好的防粘与储油性能。不过有容易积灰的缺点。

蜂巢接触面.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 23:29:55

本帖最后由李老豆于 2021-8-4 23:35 编辑

网状接触面也类似。

蛛网接触面.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 23:35:24

以上大致就是魔方接触面的发展历史。
我们可以发现魔表还是停留在“半封闭”时代。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 23:40:25

传统魔表内轮之间是用弹簧隔开的，不会直接接触。

传统魔表上下内轮被弹簧隔开.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-4 23:45:34

本帖最后由李老豆于 2021-8-4 23:49 编辑

传世魔表取消了弹簧，上下内轮直接接触。

传世魔表的内轮直接接触.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 00:25:01

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 00:29 编辑

传世魔表内轮之间的接触面只是薄薄的一层壳壁。

传世魔表接触面只是薄薄的一层壳壁.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 00:30:02

如果在内轮上加上一层盖子作为接触面，做成全封闭结构，乃至于加上防粘槽，使用蜂巢接触面、蛛网接触面，会不会更好？
就三阶魔方接触面的发展历史来看，
蜂巢、蛛网接触面>条形防粘槽>光滑接触面>半封闭。
魔表是否也如此，还需要做出实物实际检验。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 00:43:18

除了内轮之间的接触面，魔表还有其他的接触面

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 00:49:03

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 00:51 编辑

就传世魔表来说，一是齿轮的齿与磁环之间的接触面，我感觉这个没必要也很难做出“全封闭”。如果想做，可以换成带蹼的齿轮，不过整体构造方面还需要再改造。
我没找到带蹼的齿轮的图片，弄个鹅蹼图片大致表示一下“蹼”的意义。

鹅蹼.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 08:42:10

二是轮与透明外壳之间的接触面，这一部分本来就是全封闭的了，不知做成蜂巢接触面效果会怎么样。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 08:47:30

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 08:54 编辑

最近我买的一个传世魔表出现了严重的跳针问题，起初怀疑是掉磁了，但仔细检查发现并没有掉磁，我怀疑是由于上下内轮之间仅是壳壁接触，壳壁上有缺陷、毛刺，这样下面的轮转动时毛刺就带动了上面的轮转动，从而导致跳针。

传世魔表跳针-小文件.gif

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 08:52:36

魔表跳针就是典型的半封闭缺点。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 08:57:44

第二个想法。
使魔表的立柱上升需要用手指在表盘下面将立柱顶起来，下落需要用手指在表盘上面按下。能不能仅用表盘下面的手指搓动立柱实现立柱的起落呢？我尝试发现很难做到，原因是魔表立柱不够长。那么延长立柱，就可以做到了。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 09:02:48

对于三阶魔方，我们可以用左手食指推顶层实现U转动，用左手食指拨顶层实现U'转动。这样一根手指就可以控制一面的顺时针和逆时针转动。
类比到魔表的立柱，也应当能用一根手指实现立柱的上升和下落。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 09:42:45

我在用胶带在立柱上接上了一小截棍子，用手指搓动延长的立柱，就可以使立柱抬起、落下。不过传世魔表外壳上的孔与立柱的直径相差很小，立柱粘了一圈胶带后就与外壳的孔有非常大的摩擦，用手指搓起来很费劲。

魔表延长立柱-小文件.gif

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 09:48:45

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 10:08 编辑

gts3m、御虎五魔方等魔方有“脊”，除了可以起到防脱手的作用，也可以便于仅用一根手指实现U，U'两种转动。

御虎五魔方脊.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 09:55:43

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:05 编辑

类似地，“脊”也可以加到延长后的魔表立柱上。在立柱末端加上脊，或者立柱做成两边粗中间细的形状，这样就便于手指搓动使立柱抬起落下。脊应当做成可拆卸的，像帽子一样戴在立柱顶端，因为如果与立柱做成一体的就无法安装了。

魔表立柱脊示意图.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 10:03:05

不知道关于立柱的这个改动是否违反了WCA规则导致无法在比赛中使用

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 10:08:23

我延长的立柱与外壳摩擦太大，搓起来很费力。这个改动对于魔表速拧的效果如何，也只能等做出合适的实物之后才能得出结论。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 10:42:50

第三个想法是关于定位方式的。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 10:48:51

本帖最后由李老豆于 2021-8-27 13:12 编辑

目前魔方的定位方式只有机械定位和磁力定位两种方式，一般是磁力定位优于机械定位。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 10:56:04

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 14:38 编辑

早期的金字塔魔方、斜转魔方等魔方采用钢珠定位，这是一种传统的机械定位方式。

钢珠定位的斜转魔方.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 11:04:14

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 14:40 编辑

R表、A表等传统魔表采用的是机械定位，内层外壳上的四个凸起就是起到定位作用的构件。
当齿轮两个齿之间的空隙卡在凸起上时，齿轮就处于正确的角度(下图是处于正确的角度)。
当齿轮的齿担在凸起上时，齿轮会被稍微抬起一点，弹簧被压缩，齿轮处于错误的角度，此时齿轮易于从凸起上滑下来从而跳到正确的角度。
这样就使魔表的轮每次转动后都正好指向确定的点数，而不是停在点数中间。

传统魔表定位方式.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 11:09:39

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:10 编辑

大概是2016年出现了量产的磁力魔方，磁力定位开始逐渐取代机械定位。双定位、芯定位、磁悬浮等磁力定位技术层出不穷。传世将磁力定位带到了魔表中。

我搜到的最早的磁力定位的资料是2010年的用磁铁增加定位性(问题解答）

对于量产魔方，磁力定位最先用在金字塔和斜转魔方上，随后才用在三阶魔方上面，第一个量产的魔方是魔域的磁塔。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 11:42:58

魔表立柱改磁应该是出现在2017年，好像是火神刘力超的创新。也算是一种磁力定位。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 11:49:01

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 14:43 编辑

传世魔表每个轮的每个齿都加了一个小磁铁(外轮仅一面加了磁铁)内层外壳与齿接触的部分是磁环，每个磁环内有有位置相对的两个小磁铁。这样轮上有12x14＝168颗小磁铁，内层外壳上有2x9x2＝36颗小磁铁，共204颗小磁铁完成定位功能。

传世魔表的12x24颗小磁铁.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 11:56:17

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:11 编辑

传世魔表四个立柱中间各有一个大磁铁，而外壳上没有与立柱直接相吸的磁铁，立柱的磁铁仅仅是借助齿轮上和磁环内的磁铁的磁力完成定位，这个设计很巧妙。很多魔友反映传世魔表立柱阻力太小，但我比较喜欢原版传世的立柱阻力大小。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 12:04:25

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:13 编辑

钢珠定位的金字塔魔方和斜转魔方，转动过程中钢珠下的弹簧被压缩，钢珠与接触面平齐。转到正确位置后钢珠才会被弹起到对应的凹槽上。这就造成了阻力大、噪声大、容错小。而磁力定位就解决了这几个问题。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 12:11:03

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 14:46 编辑

对于魔表也如此。传统魔表转动时齿轮要经过外壳上的凸起，并伴随着弹簧的压缩，阻力大且不连贯、声音大，相对来说容易跳针。之前我提到的将齿轮换成带蹼的想法，也由于凸起的存在，无法在传统魔表上实现。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 14:22:23

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 14:46 编辑

磁力定位的魔表可以做到阻力小、转动连贯、声音小，相对来说难跳针。不过抬起的立柱数量不同，转动阻力差别较大，而且魔表也不是阻力越小越好，将指针拨准需要一定的阻力。传世刚出的时候一些魔友反映太滑，后来的批次好像把磁力加强了。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 14:28:17

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 14:47 编辑

为什么传统魔表抬起不同数量的立柱时阻力相差不大？
传统魔表外壳上4个凸起仅对棱和中心起定位作用，角不受凸起的阻力，每个棱受到1个凸起的阻力，中心受到4个凸起的阻力。
抬起1个立柱相当于受到1+1+4＝6个凸起的阻力。抬起4个立柱相对于受到1+1+1+1+4＝8个凸起的阻力，相差不大，所以传统魔表抬起不同数量的立柱阻力相差不大。
这个原理可以用到磁力定位魔表中，即不应当对所有的齿轮加上同样的磁力，一些魔友已经按照这个想法改造出了更好用的魔表，比如传世f。

传统魔表各个齿轮转动时收到的凸起阻力大小.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 14:33:22

以上就是我比较具体的三个想法。我还有一些畅想，不过还没有切实的实现方案。

作者: zhang2345 时间: 2021-8-5 14:38:06

不玩表！！！

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 14:38:29

第四个想法，魔表一定要做成圆形吗？其他形状的可不可以？能不能做成更符合人体工程学的外形？

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 14:43:33

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 16:38 编辑

早期的观念是正阶魔方一定要做成所有块等大的正方体。但七阶及以上的高阶魔方如果所有块等大，角块转动过程中会完全悬空，所以被做成了面包形。后来面包形也应用到了低阶魔方，据说手感不错。

面包魔方.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 15:24:19

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:17 编辑

后来有了将高阶魔方的外层加宽，从而保持正方体的形状的设计。
高阶魔方一般使用降阶法还原，这样做反而有利于降阶后的转动，所以也这个设计也被应用于低阶魔方。

高阶魔方外层加宽设计.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 15:29:42

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:21 编辑

魔表做成圆形，立起来时会滚动，对起表有影响。火表将魔表的弧段加了一个平面，有效的解决了这个问题，这是个非常有用的外形改进。

火表弧段上的小平面.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 15:34:43

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:23 编辑

就像正阶魔方可以做成面包形，外层可以加宽，魔表也可以做一些外形的改动。我搜到过方形的魔表，不过直觉上认为不如圆形的。

方形魔表.png

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 15:39:56

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:24 编辑

魔表上面两个外轮一般用食指拨动，下面两个一般用拇指拨动，但不如食指顺手。如果将魔表的外观改进成更符合人体工程学，也许就可以使拇指的拨动也顺手。
但我现在还没有具体的思路

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 15:45:06

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:25 编辑

第五个想法，魔表能不能搭载调试系统？

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 16:25:17

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:25 编辑

早期受限于塑料制造工艺的限制，需要对魔方进行打磨，也就是将分模线除去。这应该当算是一种一次性的调试。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 16:32:42

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:26 编辑

只要是有螺丝的魔方就可以调试轴距，不过需要用螺丝刀一圈圈地拧，很难六面平衡。
只要是有弹簧的魔方就可以调试轴距，但一般是要换弹簧，都非常麻烦。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 16:37:43

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:27 编辑

2015年，gan发布了MCS，可实现魔方弹力轴距分离调试，这应该是第一个搭载双系统的量产魔方。

gan的MCS调试系统.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 16:43:25

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:29 编辑

后来有了磁力魔方，磁力调试系统也就出场了。2016年发布的铃塔就是可调磁的。

铃塔角块调磁方案.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 16:49:25

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:30 编辑

传世魔表刚刚发布时，一些魔友反映太滑，定位感太弱，有魔友想到可以将齿轮上的小磁铁往外移动，使磁铁与齿的接触面平齐，这样就增加了磁力，增强了定位感。这就相当于进行调磁。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 17:28:24

如果魔表能够搭载调试系统，绝对是一项颠覆性的革命。毕竟魔表都有了，高阶、sq1、五魔应当早就有了吧。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 17:33:27

第六个想法是关于异形魔表的想法，魔表可不可以做成镜面的？这个我早在B站的评论上就说过。

镜面魔表相关评论.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 17:38:31

第七个想法十分超前，那就是智能魔表。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 17:43:59

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 17:47 编辑

我搜到的最早关于智能魔方的资料是2016年的。第一个量产的智能魔方应该是2018年出的Smart Ecube

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU5NzQ3MDY1OA==&mid=2247483665&idx=1&sn=e8e3ff37adb1f739af592c50608631b6&chksm=fe53bdbcc92434aa4d3bc24d57b5580838148fc505f97cddae85a47708c5769bc351a56b8ead#rd

如何看待市面上的智能魔方.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 17:49:28

目前仅有智能的三阶、二阶魔方，其他魔方智能化恐怕要等到猴年马月，何况魔表。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 18:29:22

我只是简单整理了一些魔方的发展历史，想到了一些创新想法，或者把前人的一些思路用到魔表上面。如果有错误纰漏还请大家指出。如果班门弄斧还望大佬见谅。
我没有精力也没有技术去一一实现这些想法，只是分享出来，希望将来可以被大家实现。
纵观魔方发展史，每年都涌现出数不胜数的想法，很多想法被实现，甚至带来颠覆性的革命，而有些想法被埋没，但我们还是应当尽情畅想，提出一个想法比实现一个想法应该更重要，也许现在看起来离谱的想法在将来会大放光彩。比如磁力定位的想法在2010年甚至更早就已经提出，但被忽视了很久，直到2016年才开始用于量产的魔方上面，而现在几乎非磁不可了。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 18:34:37

本帖最后由李老豆于 2021-8-5 18:40 编辑

占楼备用。占楼备用。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-5 18:39:46

占楼备用。这两天一下子发了60多楼，还是5分钟内只能发1楼，1小时内只能发5楼，真是累了。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-27 13:09:10

本帖最后由李老豆于 2021-8-27 16:50 编辑

挖贴来补充了，最近我找人帮忙做了第二个想法的实物。最近魔表不翻面的方法相对来说比较成熟了，可能我的第二个想法在这方面有点用处。
我在2020年5月发表了魔表预算法教程魔表预算法教程，提出了不翻面复原魔表的可能性。后来魔友“蓝十blueten"参考魔表预算法，写出了《用矩阵探索魔表的复原》用矩阵探索魔表的复原，发展出了魔表双轮法：https://www.bilibili.com/video/BV1RU4y1J7x2。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-27 13:20:22

本帖最后由李老豆于 2021-8-27 13:43 编辑

娄云皓也受到影响，全面详细地研究了不翻面复原魔表的方法（后来被称为“娄云皓法”）：https://www.bilibili.com/read/cv12358730，测速达到平均4.46秒：https://www.bilibili.com/video/BV1TM4y1K78b。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-27 13:29:02

本帖最后由李老豆于 2021-8-27 14:10 编辑

我找人做了一套可与传世魔表配套的立柱，上面的帽子（脊）是可拆卸的（如果做成一体的，就无法安装，塞不进外壳的孔里），用磁力固定。此外还需要在魔表内层外壳与立柱上加磁铁用于固定立柱的状态（传世魔表内层外壳上恰好有环形凹陷用于加磁铁，但我搞的磁铁尺寸有点偏大，用锉刀将凹陷锉大了才把磁铁粘好）。
3D打印的延长的立柱与帽子（脊）.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-27 13:34:29

本帖最后由李老豆于 2021-8-27 16:32 编辑

这样的话就可以用拇指食指拨动，无名指与中指不用抬到表盘上面就可以控制立柱，练习一下应该会形成比较合理的手法。但是我的立柱磁力与内层外壳上的磁力没有弄好，磁力太大了，很难用手搓动。所以是否存在优势，我也难以下结论。

作者: 李老豆 时间: 2021-8-27 13:40:51

本帖最后由李老豆于 2021-8-27 14:25 编辑

娄云皓评价说“感觉意义不大”，因为表王顺序里第一步到第二步之间如果用中指弹一下UR立柱是能节省一些时间的，除此之外没有时间是浪费在按下立柱上的。有魔友也说搓动立柱的过程中可能会带动立柱转动，从而造成不想要的指针转动。
娄云皓评价延长的魔表立柱.jpg

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-27 14:09:30

本帖最后由李老豆于 2021-8-27 17:10 编辑

但我的本意不是用于传统的魔表复原方法，而是用于不用翻面的魔表复原方法。如果再修改的话，应当把立柱弄得稍微细一点，这样与外壳摩擦小。然后磁铁的磁力也弄小一点，这样搓起来不至于费力。有魔友由此也产生了一个想法：在手指上套上磁铁，与立柱相吸，从而实现相似的效果。但我觉得可行性很小，违规性很大。
可惜最近我也开学了，没时间再做了。我把做的延长立柱的3D模型发出来（软件是犀牛），大家如果想试一试直接找一个淘宝店打印出来然后粘上磁铁就行。

魔表延长的立柱与帽子（脊）的3D模型.zip (142.58 KB, 下载次数: 1)

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作者: 李老豆 时间: 2021-8-27 14:23:43

占楼备用占楼备用占楼备用

作者: Dan2010 时间: 2021-9-21 15:17:17

好贴啊，现在mf8很少有这么好的新帖了

欢迎光临魔方吧·中文魔方俱乐部 (http://bbs.mf8-china.com/)