Máy Bắn Đá Thời Trung Cổ Tuyệt Đẹp (Amazing medieval catapult)

Trong khuôn khổ một dự án tại MakerSpace của UniLaSalle Amiens, tụi mình đã thiết kế, làm prototype và chế tạo một cỗ máy công thành mini để tham gia một trò chơi, mục tiêu là ghi được càng nhiều điểm càng tốt bằng cách ngắm vào các hạng mục mục tiêu trên sân chơi. Đọc thêm về Medieval Challenge: https://makerspace-amiens.fr/medieval-challenge

Một mẫu catapult cơ khí được in 3D hoàn toàn, có bệ xoay, các gối đỡ kết cấu được gia cường và cơ chế an toàn/cò nhả dạng hai mảnh.

Dự án này cân bằng giữa tính thẩm mỹ và hiệu năng cơ khí.

Tất cả chi tiết đều được thiết kế để đảm bảo độ bền cơ học, lực phóng ổn định và ngoại hình gọn gàng, hiện đại.

Các thành phần đi kèm

Dưới đây là bộ phận đầy đủ, mỗi phần được mô tả theo tên chức năng và mục đích sử dụng.

Khối Trục Trung Tâm (Central Axle Block)

Đây là lõi kết cấu chính của catapult.

Nó liên kết hai Khung Đỡ Bên (Side Support Frames) và tạo thành điểm xoay trung tâm để Tay Phóng (Throwing Arm) quay.

Phần này đỡ kết cấu phía trên và giúp chuyển động xoay của bộ phóng được mượt, ổn định.

Khung Đỡ Bên (Side Support Frames) (x2)
Hai khung giống hệt nhau này ôm quanh Khối Trục Trung Tâm và giữ Tay Phóng đúng vị trí.

Các móc phía trên dùng để cố định dây thun (200 mm, dây thun tròn 2 mm).

Hình học dạng nghiêng giúp gia cường cơ khí thật sự để chịu lực căng và lực phóng.

Cần Khóa (Locking Lever)

Đây là “trái tim” của cơ chế an toàn/nhả.

Nó khóa Tay Phóng ở vị trí đã lên cót và nhả ra khi kích hoạt.

Chuyển động được dẫn hướng bằng hai chốt pivot và kẹp giữ (retainer clips) để nhả mượt và đáng tin cậy.

Ngàm Bản Lề Đế (Base Hinge Mount)

Chi tiết này được bắt cố định trực tiếp lên đế gỗ.

Nó có lỗ tròn để lắp Nắp Xoay (Rotating Cover), cho phép cả cụm catapult xoay tự do để canh hướng chính xác.

Nắp Xoay (Rotating Cover)

Một chi tiết dạng mâm xoay tròn, gài khớp vào Ngàm Bản Lề Đế.

Nó giúp catapult xoay nhẹ nhàng mà không cần dịch chuyển tấm đế gỗ.

Đế Gỗ (170 × 170 mm)

Một bệ gỗ cắt laser để đỡ toàn bộ hệ thống.

Tất cả phần chính—bao gồm cụm bản lề và kết cấu catapult—đều được bắt chắc lên đế để đạt độ ổn định tối ưu.

Tay Phóng (Throwing Arm)

Bộ phận phóng chính của catapult.

Nó trượt qua Khối Trục Trung Tâm và được giữ bởi Khung Đỡ Bên.

Dây thun được gắn ở phần sau để tạo lực phóng.

Hình dạng được tối ưu để vừa hiệu quả, vừa cứng vững và dẫn hướng mượt.

Chốt Pivot Cò (Trigger Pivot Pins) (x2)

Hai chi tiết trụ nhỏ được lắp bên trong cơ chế Cần Khóa.

Chúng đóng vai trò trục xoay cho hệ cò.

Cả hai đã được chà nhám để chuyển động chính xác và ít ma sát.

Cụm Đế Cò và Tay Điều Khiển (Trigger Base and Control Handle Assembly)

Một hệ hai mảnh tạo thành cơ cấu điều khiển do người dùng thao tác.

Phần dưới được bắt vào đế gỗ bằng vít M3.

Bên trong vỏ này, Chốt Pivot Cò di chuyển để gài hoặc nhả Cần Khóa.

Tay cầm phía trên hoạt động như một “remote control”, giúp lên cót hoặc nhả catapult an toàn và ổn định.

Phần cứng lắp ráp (Assembly Hardware)

Bản lắp này sử dụng:

2 × vít M3

4 × vít đi kèm 2 × tán khóa M4 (nylon-insert lock nuts)

Có thêm hai washer trên một con vít để tăng độ ổn định và phân bố lực hiệu quả hơn.

Các phần này đảm bảo mọi mối liên kết kết cấu luôn chặt và vững trong quá trình phóng lặp lại nhiều lần.

Catapult này được thiết kế để vừa hoạt động tốt vừa nhìn gọn gàng. Mỗi chi tiết đều có vai trò góp phần vào độ ổn định, độ bền và độ mượt khi vận hành. Khung Đỡ Bên dùng các gân gia cường dạng nghiêng để chịu lực căng của dây thun nhưng vẫn giữ kết cấu nhẹ. Khối Trục Trung Tâm tạo điểm pivot chính cho Tay Phóng và đảm bảo quỹ đạo vung ổn định, có kiểm soát. Đế xoay gồm một ngàm cố định và một mâm tròn cho phép catapult xoay tự do để canh hướng mà không cần di chuyển tấm gỗ. Dây thun được đặt cao trên các gối đỡ và gắn phía sau Tay Phóng để tạo lực phóng mạnh và đều. Về an toàn và độ chính xác, thiết kế có đầy đủ cơ chế khóa và cò nhả. Cần Khóa giữ tay phóng khi kéo về sau, còn Chốt Pivot Cò cùng các kẹp giữ giúp cơ cấu chạy mượt, không bị kẹt. Cụm Đế Cò và Tay Điều Khiển giống như một cần điều khiển nhỏ, giúp lên cót hoặc nhả catapult mà không phải đưa tay lại gần phần đang căng lực. Đế gỗ giúp tăng ổn định và hấp thụ chấn động, đồng thời cho tổng thể vẻ ngoài sạch sẽ, chuyên nghiệp. Việc dùng vít M3 và phần cứng tán khóa M4 giúp kết cấu chắc chắn và đáng tin cậy ngay cả khi phóng lặp lại nhiều lần. Tổng thể, thiết kế kết hợp hiệu quả cơ khí, an toàn và thẩm mỹ cân đối để tạo ra một catapult vận hành ổn định và nhìn tinh gọn.

FR :
« Dans le cadre d’un projet au MakerSpace d’UniLaSalle Amiens, nous avons conçu, prototypé et fabriqué une mini-machine de siège destinée à participer à un jeu dont le but est de marquer un maximum de points en visant des éléments de jeu.
Pour en savoir plus sur le Medieval Challenge : https://makerspace-amiens.fr/medieval-challenge 

Un catapulte mécanique entièrement imprimée en 3D, dotée d’une plateforme rotative, de supports structurels renforcés et d’un mécanisme de sécurité à gâchette en deux pièces.

Ce projet allie esthétique et performance mécanique.

Toutes les pièces ont été conçues pour offrir solidité, puissance de lancement régulière et un aspect propre et moderne.

Composants inclus

Vous trouverez ci-dessous l’ensemble complet des pièces, chacune décrite par son nom fonctionnel et son rôle.

Bloc d’Axe Central

Il s’agit du noyau structurel principal de la catapulte.

Il relie les deux Cadres de Support Latéraux et forme le pivot central autour duquel le Bras Lanceur tourne.

Il supporte la structure supérieure et assure un mouvement rotatif fluide du lanceur.

Cadres de Support Latéraux (x2)

Ces deux cadres identiques entourent le Bloc d’Axe Central et maintiennent le Bras Lanceur en position.

Leurs crochets supérieurs fixent le cordon élastique (200 mm, élastique rond de 2 mm).

Leur géométrie inclinée offre un véritable renfort mécanique pour résister à la tension et aux forces de lancement.

Levier de Verrouillage

Cette pièce constitue le cœur du mécanisme de sécurité et de déclenchement.

Elle verrouille le Bras Lanceur en position armée et le libère lors de l’activation.

Son mouvement est guidé par deux axes de pivotement et des clips de retenue pour un déclenchement fluide et fiable.

Support de Charnière de Base

Cette pièce est fixée directement sur la base en bois.

Elle comprend l’ouverture circulaire qui reçoit le Couvercle Rotatif, permettant la rotation libre de l’ensemble de la catapulte pour un ajustement précis de la visée.

Couvercle Rotatif

Un élément circulaire faisant office de plateau tournant qui s’emboîte dans le Support de Charnière de Base.

Il permet à la catapulte de pivoter sans déplacer la base en bois.

Base en Bois (170 × 170 mm)

Une plateforme en bois découpée au laser qui supporte l’ensemble du système.

Tous les composants principaux, y compris la charnière et la structure de la catapulte, y sont solidement fixés pour une stabilité optimale.

Bras Lanceur

L’élément principal de lancement de la catapulte.

Il glisse autour du Bloc d’Axe Central et est maintenu en place par les Cadres de Support Latéraux.

Le cordon élastique se fixe à l’arrière pour générer la force de lancement.

Sa géométrie allie efficacité, rigidité et guidage fluide.

Axes de Pivot de Gâchette (x2)

Deux petits éléments cylindriques installés dans le mécanisme du Levier de Verrouillage.

Ils servent d’axes de rotation pour le système de gâchette.

Ils ont été poncés pour garantir un mouvement précis et sans friction.

Ensemble Base de Gâchette et Poignée de Commande

Un système en deux pièces formant le mécanisme de commande actionné par l’utilisateur.

La pièce inférieure est fixée à la base en bois via des vis M3.

À l’intérieur de ce boîtier, les Axes de Pivot de Gâchette se déplacent pour engager ou libérer le Levier de Verrouillage.

La poignée supérieure agit comme une “commande à distance”, permettant d’armer ou de libérer la catapulte en toute sécurité.

Visserie

La construction utilise :

2 × vis M3 4 × vis associées à 2 × écrous frein M4

Deux rondelles ont été ajoutées sur une vis afin d’améliorer la stabilité et la répartition des contraintes.

Ces éléments garantissent que toutes les connexions structurelles restent solides et stables au fil des tirs répétés.

Cette catapulte a été conçue pour être à la fois fonctionnelle et visuellement épurée. Chaque pièce a un rôle contribuant à la stabilité, à la solidité et à la fluidité de fonctionnement. Les Cadres de Support Latéraux utilisent des renforts inclinés capables de supporter la tension du cordon élastique tout en conservant une structure légère. Le Bloc d’Axe Central forme le pivot principal du Bras Lanceur et assure un mouvement stable et contrôlé. La base rotative, constituée d’un support fixe et d’un plateau circulaire, permet d’orienter la catapulte sans déplacer la planche en bois. Le cordon élastique est positionné en hauteur sur les supports et attaché derrière le Bras Lanceur afin de générer une puissance de lancement régulière et élevée. Pour la sécurité et la précision, le design inclut un mécanisme complet de verrouillage et de gâchette. Le Levier de Verrouillage maintient le bras en position armée, et les Axes de Gâchette avec leurs clips assurent un mouvement fluide et sans blocage. La Base de Gâchette et sa poignée fonctionnent comme un petit levier de commande permettant d’armer ou de libérer la catapulte sans placer les mains près des éléments sous tension. La base en bois assure la stabilité et absorbe les chocs tout en offrant une apparence propre et professionnelle. L’utilisation de vis M3 et d’écrous frein M4 garantit la robustesse de l’ensemble même après de nombreux lancements.

Dans l’ensemble, le design allie efficacité mécanique, sécurité et esthétique équilibrée pour créer une catapulte performante et visuellement raffinée.