Kuinka tehdä kolmen heilurin pyörivä harmonografi

Harmonografi on mekaaninen laite, joka käyttää heilumistaheiluritpiirtää kuvia. Tämän harmonografin on suunnitellut Karl Sims, mutta harmonografien uskotaan yleensä keksinneen alun perin skotlantilainen matemaatikko Hugh Blackburn vuonna 1844. Harmonografeja on muitakin tyyppejä, mutta tämä 3-heilurinen kiertotyyppi antaa laajan valikoiman miellyttäviä tuloksia, ja se on melko helppo rakentaa, kun olet asettunut malliin ja hankkinut sopivat materiaalit ja työkalut. Tämä on loistava projekti lasten kanssa ja voi johtaa loputtomiin kokeisiin, jotka luovat uudenlaisia ​​geometrisia malleja.

Kaksi sivuttaista heiluria kääntyy edestakaisin suorassa kulmassa toisiinsa käsivarsilla, jotka yhdistyvät kynään. Yksi siirtää kynää puolelta toiselle ja toinen siirtää sitä edestä taakse paperille. Kolmas pyörivä heiluri liikuttaa paperia kääntämällä mihin tahansa akseliin tai pyörein liikkein, kun kynä vetää sitä. Kaikkien kolmen heilurin yhdistetyt liikkeet tuottavat tuloksena olevan piirroksen.

Askeleet

1. yksi Rakenna tukeva pöytä . Tämä pöytälevy on 3'x3 'neliö 3/4' paksua vaneria. Jalat ovat 1½ 'x 1½' neliön ja noin 37 'pitkiä, ja kolmikulmaiset olkaimet on leikattu 1½' x 8'x 12 'puukappaleista. Jalat irtoavat hieman pöydän lujuuden antamiseksi ja pyörivän heilurin heilahtelemiseksi osumatta jalkaan.
   • Kierrä ja / tai liimaa kiinnikkeet ensin jalkoihin ja leikkaa sitten niiden yläosat yhteen pienessä kulmassa pöydällä tai pyörösahalla.
   • Säädä jalkojen pituuksia niin, että pöydän korkeus on noin 37 '.
   • Jos haluat pystyä sovittamaan pöydän oviaukkojen läpi ottamatta jalkoja pois, saatat tarvita hieman lyhyempiä jalkoja ja heilureita.
2. 2 Poranreikiä heilureille. Poraa 3 reikää, joiden halkaisija on 3 ', pöydän pinnan läpi, jotta heilurit ripustuvat läpi. Pyörivän heilurin reiän tulisi olla keskellä kulmasta noin 8 'kummaltakin puolelta, juuri poissa jalkatuesta. Kaksi muuta reikää tulee kohdistaa lähelle vastakkaisia ​​reunoja, noin 8 'yhteiseltä puolelta ja 3' toisesta. Tarvitset tätä varten erityisen suuren pyöreän poranterän. Vaihtoehtoisesti voit ensin porata pienemmän reiän ja leikata sitten laajemman aukon palapelillä.
3. 3 Asenna kaksi metallilevyä (noin 1 x x 4 ') kahden sivuttaisen heilurireikän sivuille ja poraa pieni syvennys kunkin levyn keskelle.
   • Aloita sisennys metallilevyssä pienellä poranterällä (kuten 1/8 ') ja jatka sitten suuremmalla kärjellä (kuten 1/4'). Ole varovainen, ettet poraa läpi.
   • Ellei sinulla ole hyvää porapuristinta, voi olla helpompaa sijoittaa levyjen syvennykset pöydälle sen jälkeen, kun olet luonuttukipisteestää ulkonevilla ruuveilla alapuolella, koska ruuvien tarkempi sijoittaminen lohkoihin myöhemmin voi olla vaikeampi kohdistumaan syvennyksiin.
4. 4 Rakenna heilurit. Heiluriakselit on valmistettu 4 '' pitkistä 3/4 '' halkaisijaltaan puisista tapeista. Kovapuulohkoja, 3/4 'x 1½' tammea, käytetään tukipilareina, jotta heilurit voivat levätä ja heilua pöydällä pienellä kitkalla. Käytä kahdessa sivuheilassa 5 'pitkää lohkoa ja pyörivässä heilurissa 2' 'pitkää lohkoa. Poraa 3/4 tuuman reikä kunkin lohkon keskikohdan läpi ja ruuvaa 1 '' # 10 ruuvia kummankin pään läpi. Ruuvien kärjet lepäävät pöydän metallilevyjen syvennyksissä pitääkseen ne paikallaan heiluttaessa.
5. 5 Työnnä tappi jokaisen tukipisteen 3 / 4'-reiän läpi. Liimaa ja / tai ruuvaa ne siten, että ruuvinkärjet ovat 12 ': n päässä tapin yläpäästä ja alaspäin. Heilurin tulisi roikkua 36 'pöydän yläpinnan alapuolella noin 1' etäisyydellä lattiasta.
6. 6 Rakenna kardaani. Pyörivä heiluri tarvitsee kardaanimekanismin, jonka avulla se voi kääntyä mihin tahansa suuntaan. Tämä on valmistettu suuresta metallialuslevystä, jonka sisähalkaisija on 2½ 'ja 1'. Aluslevy lepää pöydän alla ulkonevien ruuvinkärkien päällä, ja sitten heiluri lepää aluslevyn päällä. Poraa syvennysparit kummallakin puolella olevaan aluslevyyn, 90 astetta sivujen välissä, jotta heilahdus voidaan tehdä kahdella kohtisuoralla akselilla.
   • Tässä ovat pyörivän heilurin kardaaninäkymät pöydän ylä- ja alapuolelta. Huomaa alla olevasta näkymästä tammilohkot (3/4 'x 1½' x 5 '), jotka tukevat kahta ruuvia (1¾' # 10), jotka ulottuvat ylöspäin ja vinosti.
7. 7 Viilaa näiden lohkojen alareunat tarpeen mukaan, jotta heiluri ei osu niihin heilahtelemalla. Samoin viilaa tarvittaessa tukipisteen kulmat alas, jotta se ei osu pöydälle heiluttaessa.
8. 8 Kiinnitä painot. 2½ lb: n nostopainot urheilutavarakaupasta toimivat hyvin, mutta niissä on tyypillisesti 1 'sisäinen reikä. Voit pinota useita painoja ja liu'uttaa ne yhteen 3 / 4'-heilurityyppiin käyttämällä 5 'pitkää 3 / 4'-metalliputkenippa, jonka alareunaan on ruuvattu 3 / 4'-1' -holkki. Tyyppiin kiinnitetty 1'-teräspuristin kiinnittää painot liukumasta pois ja mahdollistaa painon korkeuden helpon säätämisen, jotta saataisiin erilaiset heilutustaajuudet.
9. 9 Luo paperialusta. Leikkaa noin 1 'pyörivän heilurityypin yläosasta, joten se on hieman alempi kuin kaksi muuta. Kiinnitä sitten 11'x11 'neliön ohut 1/8' -levy tämän heilurin päähän käyttämällä siihen kiinnitettyä pientä tammilohkoa tukena, jossa 3/4 '' reikä tapille.
   • Kierrä nauha tapin yläosan ympärille saadaksesi tiukan tai liimaa se vain.
   • Käytä kahta kuminauhaa tai joitain pidikkeitä pitämään paperia paikallaan alustalla.
10. 10 Luo kädet. Liitä 30 'pitkä balsa-tikku jokaisen sivuheilurin päähän ohuella naulalla. Taivuta naulaa edestakaisin balsaan, jotta käsivarsi voi pyöriä tasaisesti ja liikkua hieman ylös ja alas. Kynsien reikä löystyy hitaasti käytön aikana.
11. yksitoista Kiinnitä molemmat varret kaksinkertaistetulla kuminauhalla kuvan osoittamalla tavalla. Huomaa, että jos aiot käyttää harmonografiasi säännöllisesti, kuten museoympäristössä, voi olla tarpeen käyttää vankempaa ratkaisua näihin käsivarsiin, jotka eivät kulu niin nopeasti.
12. 12 Muoti kynäteline. Tee yksinkertaisesta kynänpidikkeestä poraamalla 1/2-reikäinen reikä yhden käsivarren päähän ja leikkaamalla noin 4-tuumainen käsivarren keskiosa, jotta saat vaatetappimaisen laitteen. Vaihtoehtoisesti liimaa vain todellinen vaatetappi toisen käsivarren päähän. Molempien versioiden kuvat näytetään.
13. 13 Tee kynänostin. On kätevää pystyä nostamaan ja laskemaan kynä varovasti häiritsemättä heilurien liikettä. Aseta tämä 30 '' napa reikään, joka on lähellä pöydän keskustaa, aivan riittävän kaukana paperialustasta, ettei se osu siihen (noin 12 'pyörivän heilurireikän kohdalta).
14. 14 Kiinnitä tammilohko pöydän alle saadaksesi syvemmän reiän ja paremman tuen.
15. viisitoista Kiinnitä naru balsa-varsiin, missä ne on liitetty toisiinsa, vie se tangon päällä olevan ruuvisilmän läpi ja palaa pieneen tukkeeseen tai uraan, jossa se voi pitää kynää paikallaan paperin yläpuolella, kunnes olet valmis laskemaan sen. Mainos

Yhteisön kysymykset ja vastaukset

Hae Lisää uusi kysymys

• Kysymys Mikä on pöydän pituus ja leveys? LeahlovesJumala Ylin vastaaja Pituus on taulukon pisin mitta. Leveys on pöydän leveys, lyhyempi kaksi sivua.

Esitä kysymys 200 merkkiä jäljellä Lisää sähköpostiosoitteesi saadaksesi viestin, kun tähän kysymykseen vastataan. Lähetä
Mainos

Video . Tätä palvelua käyttämällä joitain tietoja voidaan jakaa YouTuben kanssa.

Tulokset

• Asioiden yksinkertaistamiseksi voit lukita pyörivän heilurin irrottamalla painon niin, että se lepää lattialla ja estää paperialustaa heilumasta ollenkaan. Kiinnitä muut painot alimpaan asentoonsa aloittaaksesi, koska hitaampi kynänopeus antaa sileämmät viivat. Jos kaksi muuta heiluria heilahtelevat yhtenäisesti samalla taajuudella, saat yksinkertaisia ​​ympyrän, ellipsin tai viivan kuvioita. Jos niiden taajuudet ovat hieman erilaiset, kuvio muuttuu hitaasti ympyröistä viivoiksi ja takaisin takaisin hajoamisen aikana, mikä antaa silmän muotoisia malleja. Kun taajuudet ovat hyvin erilaiset, saatat saada kaoottisen näköisiä tuloksia. Kuitenkin, jos löydät sijainnin, joka on lähellä taajuuksien harmonista suhdetta, kuten 3: 2 tai 4: 3, saat miellyttäviä Lissajous-hahmoja, kahdeksanlukuisia tai kalamaisia ​​muotoja.
• Kolmannen pyörivän heilurin vaikutus lisää mahdollisten tulosten määrää. Jotkut parhaista malleista tapahtuvat, kun kaikki kolme heiluria heiluvat samoilla, mutta hieman erilaisilla taajuuksilla pyörivän heilurin kääntyessä ympäri pyörivällä liikkeellä. Huomaa, että pyörivän heilurin päällä olevan paperialustan massa saa sen heilumaan hieman hitaammin, kun kaikki painot ovat alimmillaan, joten nostat sitä hieman, jos haluat sen vastaavan toisen taajuutta kaksi.
• Erilaisia ​​tähtimäisiä rakenteita voidaan tehdä nostamalla painoja molemmille sivuheiluille tai vain pyörivälle heilurille harmonisten taajuussuhteiden saamiseksi. 3: 2-suhde johtaa usein 5-kärjisiin tähtiin ja 4: 3-suhde antaa yleensä 7-kärjisiä tähtiä.

Vinkkejä

• Kokeile paperin ja kynän sijaan tarjotinta hienoa hiekkaa tai jauhetta ja naulaa tai terävää keppiä. Kuviot ovat pysyviä, mutta mahdollistavat jatkuvan kokeilun, kun tunnet laitteen.
• Säädä heilurin painon korkeutta muuttaaksesi sen heilutustaajuutta. Heilurin taajuus vaihtelee sen pituuden neliöjuuren käänteisarvon mukaan, joten kaksinkertaisen nopeaan heilahdukseen tukipisteen ja sen massakeskipisteen välisen pituuden on oltava 1/4 alkuperäisestä pituudesta (mikä voi olla olla käytännöllinen tämän harmonografin kanssa). 3: 2 tai 4: 3 taajuuden kasvua varten painot nousevat vastaavasti noin 19 'tai 15', vaikka sinun pitäisi todennäköisesti tehdä joitain ajoitustestejä näiden korkeuksien löytämiseksi ja merkitsemiseksi kokeellisesti.
• Kokeile erityyppisiä ja -värisiä kyniä ja merkkejä. Yleensä leveät kynät tai ohuet tussit näyttävät toimivan parhaiten. Tässä on joitain, jotka ovat menestyneet hyvin:
  
  
  • Uniball GEL Impact hopea, käytä mustaa tai tummaa paperia.
  • Pigma Graphic 1 (1,0 mm) mustana, käytä valkoisella tai vaalealla paperilla.
  • Sakura Identi Pen mustalla, violetilla tms. Käytetään valkoisella tai vaalealla paperilla.
• Lisää heiluriin painoa kitkan torjumiseksi ja heilumisen kestämiseksi pidempään. Olen huomannut, että 5 lb (2 x 2½) pyörivällä heilurilla ja 7½ lb (3 x 2½) kahdella muulla toimivat melko hyvin. Huomaa, että painon lisääminen ei yleensä muuta heilurin taajuutta.
• Aina kun heilutat heilureita uuden piirustuksen tekemiseksi, kunkin heilurin suhteelliset vaiheet ja amplitudit vaihtelevat. Yritä jossain pyörivä heiluri ja sivuttaiset heilurit tekevät aluksi ympyröitä samaan tai vastakkaiseen suuntaan. Kokeile jonnekin, kun sivuttaiset heilurit alkavat heilahtaa vaiheittain diagonaalisen viivan muodostamiseksi.

Mainos Lähetä vihje Kaikki vihjeet lähetetään tarkasti läpi ennen niiden julkaisemista Kiitos, että lähetit vinkin tarkistettavaksi!

Tarvittavat asiat

• Puutavara:
  • 1 3/4 'x 3'x3' vaneri pöytälevylle
  • 4 1½ 'x 1½' x 40 'jaloille (yhteensä noin 14')
  • 4 1½ 'x 8' x 12 'jalkahihnoille (yhteensä noin 4')
  • 4 3/4 'x 4' -tyyppistä heiluria ja kynänostinta
  • 1 3/4 'x 1½' x 30 'tammi heiluratuille ja muille
  • 1 11 'x 11' x 1/8 'alusta paperialustalle
• Rautakauppa:
  • 3 3/4 'x 5' pitkää metalliputken nippaa (putkisto)
  • 3 3/4 '- 1' metalliputkiholkkia
  • 3 1 'teräspihdit
  • 4 1¼ 'x 4' metallilevyä (tai 2 1 x 'x 8' puolelle leikattua levyä)
  • 1 iso metallialuslevy, 2½ 'ulkohalkaisijalla, 1' sisähalkaisija, kardaanille
  • 1 ruuvisilmä kynänostimelle
  • Erilaiset poranterät: 3 'pyöreä, 3/4', 1/8 'jne.
  • Erilaisia ​​# 10 ruuvia (1 ', 1¼', 1½ ', 1¾', 2 ', 3')
  • Muutama ohut naula
  • Työkalut: pora, saha, vasara, mittanauha, viila, hiekkapaperi jne.
• Urheilukauppa:
  • 2½ paunan painot 1 'reiällä, 8-12 niistä
• Taidetarvikekauppa:
  • 2 1/2 'x 1/4' x 30 'balsaa (ja ehkä varaosa tai kaksi)
  • Eri kynät, kuten: Silver Uni-Ball GEL Impact, Pigma Graphic 1 (1.0mm) ja Sakura Identi Pen.
  • Jotkut narut ja kuminauhat
  • Paperi, 8½ 'x 11' (tai 9 'x 12') mustaa, toista valkoista