Kā izveidot trīs svārstu rotācijas harmonogrāfu: 15 soļi

2024 Autors: Robert Blare | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 07:53

Harmonogrāfs ir mehāniska ierīce, kas zīmējošu zīmēšanai izmanto šūpošanās svārstu. Šo konkrēto harmonogrāfu izstrādāja Karls Simss, bet tiek uzskatīts, ka harmonogrāfus sākotnēji 1844. gadā izgudroja skotu matemātiķis Hjū Blekbērns. Ir arī citi harmonogrāfu veidi, taču šis 3 svārstu rotācijas veids sniedz plašu patīkamu rezultātu klāstu, un to ir diezgan viegli uzbūvēt, tiklīdz esat pieņēmis lēmumu par dizainu un ieguvis atbilstošus materiālus un instrumentus. Šis ir lielisks projekts, ko darīt kopā ar bērniem, un tas var novest pie nebeidzamiem eksperimentiem, radot jauna veida ģeometriskus dizainus.

Divi sānu svārsti šūpojas uz priekšu un atpakaļ taisnā leņķī viens pret otru ar rokām, kas savienojas ar pildspalvu. Viens pārvieto pildspalvu no vienas puses uz otru, bet otrs - no papīra uz priekšu uz aizmuguri. Trešā "rotējošā" svārsts pārvieto papīru, šūpojoties pa jebkuru asi vai apļveida kustībām, kamēr pildspalva uz tā zīmē. Visu trīs svārstu apvienotās kustības rada iegūto zīmējumu.

• 

• 

• 

Soļi

1. solis. Izveidojiet izturīgu galdu

Šī galda virsma ir 3x3 collu izmēra 3/4 collu biezs saplāksnis. Kājas ir 1½ x 1½ collas kvadrātveida un aptuveni 37 collas garas, ar trīsstūrveida lencēm, kas sagrieztas no 1½ x 8 x 12 collu koka gabaliem. kājas ir nedaudz izlocītas, lai nodrošinātu galda izturību un ļautu rotējošajam svārstam šūpoties, nesitot kāju.

• Vispirms pieskrūvējiet un/vai pielīmējiet lencēm pie kājām, un pēc tam ar galda vai ripzāģi sagrieziet to galus nelielā leņķī.

  

• Pielāgojiet kāju garumu, lai galda virsmas augstums būtu aptuveni 37 collas.

  

• Ja vēlaties galdu izvietot caur durvīm, nenoņemot kājas, jums var būt vajadzīgas nedaudz īsākas kājas un svārsti.

  

Solis 2. Izurbiet svārstiem caurumus

Caur galda virsmu izurbiet 3 caurumus, kuru diametrs ir 3 collas, lai svārsti varētu pakārt. Rotējošā svārsta caurumam jābūt centrētam stūrī apmēram 8 collu attālumā no katras puses, tieši zem kāju stiprinājuma. Pārējiem diviem caurumiem jābūt izlīdzinātiem tuvu pretējām malām, apmēram 8 "no kopējās puses un 3" no otras. Šim nolūkam jums būs nepieciešams īpašs liels apaļš urbis. Varat arī vispirms urbt mazāku caurumu un pēc tam ar finierzāģi izgriezt plašāku atveri.

3. solis Uzmontējiet divas metāla plāksnes (apmēram 1x "x 4") abu sānu svārsta caurumu malās un urbiet nelielu ievilkumu katras plāksnes centrā

• Sāciet ievilkšanu metāla plāksnē ar nelielu urbi (piemēram, 1/8 ") un pēc tam turpiniet ar lielāku uzgali (piemēram, 1/4"). Esiet piesardzīgs, lai netiktu urbts līdz galam.

  

• Ja vien jums nav laba urbjmašīna, var būt vieglāk novietot plātņu ievilkumus uz galda pēc tam, kad esat izveidojis atbalsta punktus ar zemāk izvirzītām skrūvēm, jo vēlāk var būt grūtāk precīzi novietot skrūves blokos, lai tās izlīdzinātu ievilkumi.

Solis 4. Izveidojiet svārstus

Svārsta vārpstas ir izgatavotas no 4 collu 3/4 "diametra koka tapām. Masīvkoka bloki, 3/4" x 1½ "ozols, tiek izmantoti kā balsts, lai svārsti varētu atpūsties un šūpot uz galda ar minimālu berzi. divas sānu svārsta, izmantojiet 5 collu garus blokus, un rotējošajam svārstam izmantojiet 2 ″ garu bloku. Izurbiet 3/4 collas caurumu katra bloka centrā un ieskrūvējiet 1¼ " #10 skrūves caur katru galu. no skrūvēm atradīsies uz galda esošo metāla plākšņu iespiedumiem, lai šūpošanās laikā tās paliktu vietā.

5. solis. Ievietojiet dībeli caur 3/4 collu caurumu katrā atbalsta punktā

Līmējiet un/vai pieskrūvējiet tos tā, lai skrūvju uzgaļi atrastos 12 collu attālumā no tapas augšējā gala un būtu vērsti uz leju. Svārstam vajadzētu nokarāties 36 collas zem galda augšējās virsmas ar apmēram 1 collu atstarpi no grīdas.

6. solis. Izveidojiet kardānu

Rotējošajam svārstam ir nepieciešams kardānmehānisms, kas ļauj tam šūpoties jebkurā virzienā. Tas ir izgatavots no lielas metāla paplāksnes ar 2½ "ārējo un 1" iekšējo diametru. Mazgātājs balstās uz skrūvju galiem, kas izvirzīti no zem galda, un tad svārsts balstās uz paplāksni. Izurbiet paplāksnes pāros ievilkumu pārus katrā pusē, 90 grādu leņķī starp sāniem, lai varētu šūpot uz divām perpendikulārām asīm.

• Šeit ir rotējošā svārsta kardāna skats no augšas un zem galda. Skatoties no apakšas, ņemiet vērā ozola blokus (3/4 "x 1½" x 5 "), kas atbalsta divas skrūves (1¾" #10), kas izvirzītas uz augšu un pa diagonāli.

  

7. solis Pēc vajadzības nogrieziet šo bloku apakšējās malas, lai svārsts šūpojoties nesaskartos ar tām

Tāpat, ja nepieciešams, nogrieziet atbalsta punkta bloka stūrus, lai šūpošanās laikā nesaskartos ar galdu.

8. solis. Pievienojiet svarus

2½ mārciņas pacelšanas atsvari no sporta preču veikala darbojas labi, taču tiem parasti ir 1 collu iekšējais caurums. Varat salikt vairākus svarus un pabīdīt tos kopā ar 3/4 collu svārsta dībeli, izmantojot 5 collu garu 3/4 collu metāla cauruli nipelis, ar 3/4 "līdz 1" uzmavu, kas pieskrūvēta apakšējā galā. 1 collu tērauda skava, kas piestiprināta pie dībeļa, novērš svaru nobīdīšanu un ļauj viegli pielāgot svara augstumu, lai nodrošinātu dažādas šūpošanās frekvences.

9. solis. Izveidojiet papīra platformu

Nogrieziet aptuveni 1 collu no rotējošā svārsta dībeļa augšdaļas, lai tas būtu nedaudz zemāks par pārējiem diviem. Pēc tam šīs svārsta augšpusē, izmantojot nelielu ozolkoka bloku, piestipriniet 11 x 11 collu plānu 1/8 collu dēli. pielīmēts tam atbalstam, ar 3/4 collu atveri tapai.

• Aptiniet lenti ap tapas augšdaļu, lai tā būtu cieši pieguļoša, vai vienkārši pielīmējiet to.

  

• Izmantojiet divas gumijas lentes vai dažus klipus, lai noturētu papīru uz platformas.

  

10. solis. Izveidojiet rokas

Pievienojiet 30 collu garu balsa nūju katras sānu svārsta augšdaļai, izmantojot plānu naglu. Nedaudz salieciet naglu uz priekšu un atpakaļ, lai roka varētu vienmērīgi griezties un nedaudz pārvietoties uz augšu un uz leju. Nagu caurums lēnām atslābinās tālāk lietošanas laikā.

11. solis. Pievienojiet abas rokas kopā ar dubultu gumiju, kā parādīts attēlā

Ņemiet vērā: ja plānojat regulāri izmantot savu harmonogrāfu, piemēram, muzeja vidē, var būt nepieciešams izturīgāks risinājums šīm rokām, kuras nenēsāsies tik ātri.

12. solis. Izveidojiet pildspalvas turētāju

Lai izgatavotu vienkāršu pildspalvas turētāju, vienas rokas galā izurbiet 1/2 collas caurumu un izgrieziet apmēram 4 collas lejup pa rokas centru, lai izveidotu ierīci, kas līdzinās drēbju tapai. Alternatīvi, vienkārši pielīmējiet īstu apģērba tapu vienas rokas galā. Tiek parādīti abu versiju attēli.

13. solis. Izgatavojiet pildspalvveida pilnšļirci

Ir ērti, ja pildspalvu var viegli pacelt un nolaist, netraucējot svārstu kustībai. Lai to izdarītu, ievietojiet 30 collu stabu caurumā, kas atrodas netālu no galda centra, pietiekami tālu no papīra platformas, lai tas to nesaskartu (apmēram 12 collas no rotējošā svārsta atveres).

Solis 14. Piestipriniet ozolkoka bluķi zem galda, lai iegūtu dziļāku caurumu un labāku atbalstu

15. solis. Piesieniet auklu pie balsa rokturiem, kur tie ir savienoti kopā, izvelciet to caur skrūvju aci, kas atrodas staba augšpusē, un atkāpieties līdz nelielai iesprūdušai aizdarei vai rievai, kur tā var turēt pildspalvu vietā virs papīra līdz esat gatavs to nolaist

Video - izmantojot šo pakalpojumu, daļa informācijas var tikt kopīgota ar pakalpojumu YouTube

Rezultāti

• Lai vienkāršotu lietas, jūs varat bloķēt rotējošo svārstu, noņemot šo svaru, lai tas balstītos uz grīdas un vispār neļautu papīra platformai šūpoties. Lai sāktu, piestipriniet citus svarus zemākajā pozīcijā, jo lēnāks pildspalvas ātrums parasti nodrošina gludākas līnijas. Ja abas pārējās svārstības šūpojas vienādi vienā frekvencē, jūs iegūsit vienkāršus apļu, elipses vai līniju modeļus. Ja to frekvences ir nedaudz atšķirīgas, sabrukšanas laikā modelis lēnām mainīsies no apļiem uz līnijām un atkal, kas radīs acīm līdzīgus dizainus. Ja frekvences ir ļoti atšķirīgas, jūs varat iegūt haotiska izskata rezultātus. Tomēr, ja atrodat pozīciju, kas ir tuvu "harmoniskajai" frekvenču attiecībai, piemēram, 3: 2 vai 4: 3, jūs varat iegūt patīkamas Lissajous figūras, astotās figūras vai zivīm līdzīgas formas.
• 3. rotējošā svārsta ietekme palielina iespējamo rezultātu daudzveidību. Daži no labākajiem dizainparaugiem rodas, ja visi trīs svārsti šūpojas ar līdzīgām, bet nedaudz atšķirīgām frekvencēm, rotējošajam svārstam šūpojoties apļveida kustībā. Ņemiet vērā, ka papīra platformas masa rotējošā svārsta augšdaļā liek tai šūpoties nedaudz lēnāk, ja visi svari ir zemākajā pozīcijā, tāpēc, ja vēlaties, lai tas atbilstu otras frekvencei, to nedaudz paceltu divi.
• Dažādus zvaigžņveida dizainus var izgatavot, paceljot svarus gan uz sānu svārstiem, gan tikai pa rotējošo svārstu, lai iegūtu harmoniskas frekvences attiecības. Attiecība 3: 2 bieži rada 5-staru zvaigznes, un 4: 3 attiecība parasti dod 7-staru zvaigznes formas.

Padomi

• Papīra un pildspalvas vietā izmēģiniet paplāti ar smiltīm vai pulveri, kā arī naglu vai asu kociņu. Modeļi ir nepastāvīgi, bet ļauj nepārtraukti eksperimentēt, kamēr jūs jūtaties par ierīci.
• Pielāgojiet svārsta svara augstumu, lai mainītu tā šūpošanās biežumu. Svārsta biežums mainās atkarībā no tā garuma kvadrātsaknes apgrieztās vērtības, tāpēc, lai šūpotos divreiz ātrāk, garumam starp atbalsta punktu un tā masas centru vajadzētu būt 1/4 no sākotnējā garuma (kas var būt nav praktiski ar šo harmonogrāfu). Lai palielinātu biežumu 3: 2 vai 4: 3, svars tiktu palielināts attiecīgi par 19 "vai 15", lai gan, iespējams, jums vajadzētu veikt dažus laika testus, lai eksperimentāli atrastu un atzīmētu šos augstumus.
• Eksperimentējiet ar dažāda veida un krāsu pildspalvām un marķieriem. Parasti vislabāk darbojas platas pildspalvas vai plāni marķieri. Šeit ir daži, kuriem veicies labi:
• Uniball GEL Impact in Silver, izmantojiet uz melna vai tumša papīra.
• Pigma Graphic 1 (1,0 mm) melnā krāsā, izmantojiet uz balta vai gaiša papīra.
• Sakura Identi pildspalva melnā, purpursarkanā krāsā utt., Uz balta vai gaiša papīra.
• Pievienojiet svārstam lielāku svaru, lai novērstu berzi un padarītu šūpošanos ilgāku. Es atklāju, ka 5 lb (2 x 2½) uz rotējošā svārsta un 7½ lb (3 x 2½) pārējiem diviem darbojas diezgan labi. Ņemiet vērā, ka, pievienojot lielāku svaru, svārsta biežums parasti nemainās.
• Katru reizi, kad šūpojat svārstus, lai izveidotu jaunu zīmējumu, katra svārsta relatīvās fāzes un amplitūdas mainīsies. Mēģiniet kaut kur rotējošais svārsts un sānu svārsti sākotnēji veido apļus vienā vai pretējā virzienā. Mēģiniet kaut kur sānu svārsti sākotnēji šūpojas fāzē, lai izveidotu diagonālu līniju.