Harmonograf je mechanické zariadenie, ktoré využíva kývaniekyvadlakresliť obrázky. Tento konkrétny harmonograf navrhol Karl Sims, predpokladá sa však, že harmonogramy všeobecne vynašiel v roku 1844 škótskym matematikom Hughom Blackburnom. Existujú aj iné typy harmonografov, ale tento 3-kyvadlový rotačný typ poskytuje široké spektrum príjemných výsledkov a je ľahké ho ľahko zostaviť, ak sa rozhodnete pre určitý dizajn a získate príslušné materiály a nástroje. Je to skvelý projekt pre deti a jeho výsledkom môžu byť nekonečné experimenty, ktoré vytvárajú nové typy geometrických vzorov.
Dve bočné kyvadlá sa navzájom pohybujú tam a späť v pravých uhloch s rukami spojenými s perom. Jeden hýbe perom zo strany na stranu a druhý ním hýbe spredu dozadu na papieri. Tretie „rotačné“ kyvadlo posúva papier pohybom po ktorejkoľvek osi alebo krúživými pohybmi, zatiaľ čo pero na neho kreslí. Kombinované pohyby všetkých troch kyvadiel generujú výsledný výkres.
Kroky
- jeden Postavte robustný stôl . Táto stolová doska je štvorec 3'x3 '' z preglejky hrubej 3/4 ''. Nohy sú štvorcové o rozmeroch 1 1/2 'x 1 1/2' a dlhé asi 37 ', s trojuholníkovými výstuhami vyrezanými z drevených dielov 1 1/2' x 8 'x 12'. Nohy sú mierne roztiahnuté, aby získali pevnosť stola a aby sa umožnilo kývanie rotačného kyvadla bez toho, aby ste narazili do nohy.
- Najskôr priskrutkujte a / alebo prilepte traky k nohám a potom ich vrcholy spolu pod miernym uhlom rozrežte pomocou stola alebo kotúčovej pílky.
- Upravte dĺžky nôh tak, aby výška stola bola asi 37 '.
- Ak chcete, aby sa stôl zmestili dverami bez toho, aby ste si zložili nohy, budete možno potrebovať o niečo kratšie nohy a kyvadlá.
- 2 Vyvŕtajte otvory pre kyvadlá. Cez povrch stola vyvŕtajte 3 otvory s priemerom 3 ', aby mohli kyvadla visieť. Otvor pre rotačné kyvadlo by mal byť vycentrovaný v rohu asi 8 'z každej strany, tesne pred ortézou pod ním. Ďalšie dva otvory by mali byť zarovnané blízko protiľahlých okrajov, asi 8 'od spoločnej strany a 3' od druhej. Potrebujete na to špeciálny veľký kruhový vrták. Prípadne môžete najskôr vyvŕtať menší otvor a potom vykružovačkou vyrezať širší otvor.
- 3 Namontujte dve kovové platne (asi 1 x 4 x) na bočné strany dvoch bočných otvorov kyvadla a do stredu každej platne vyvŕtajte malý priehlbinu.
- Začnite vrúbkovanie v kovovej doske malým vrtákom (napríklad 1/8 ') a potom pokračujte väčším vrtákom (napríklad 1/4'). Dajte pozor, aby ste nevyvŕtali celú priechodnosť.
- Ak nemáte dobrý vŕtací lis, môže byť jednoduchšie vytvoriť prehĺbeniny dosiek na stole po vytvoreníos otáčaniabloky s vyčnievajúcimi skrutkami dole, pretože potom môže byť ťažšie presne umiestniť skrutky do blokov, aby sa vyrovnali s vrúbkami.
- 4 Postavte kyvadlo. Kyvadlové hriadele sú vyrobené z drevených hmoždiniek s dĺžkou 4 „dlhé 3/4“. Bloky z tvrdého dreva, dub 3/4 'x 1½' sa používajú ako bod otáčania, takže kyvadlá môžu odpočívať a kolísať po stole s minimálnym trením. Pre dve bočné kyvadlá použite 5 'dlhé bloky a pre rotačné kyvadlo použite 2¼' dlhý blok. Do stredu každého bloku vyvŕtajte 3/4 'otvor a cez každý koniec zaskrutkujte 1 # 10 skrutky. Hroty skrutiek budú spočívať v priehlbinách kovových dosiek na stole, aby ich pri hojdaní udržali na svojom mieste.
- 5 Zasuňte hmoždinku cez 3/4 'otvor v každom bloku opery. Prilepte ich a / alebo zaskrutkujte tak, aby hroty skrutiek boli 12 'od horného konca hmoždinky a smerovali nadol. Kyvadlo by malo visieť 36 'pod horným povrchom stola s odstupom asi 1' od podlahy.
- 6 Postavte kardan. Rotačné kyvadlo potrebuje kardanový mechanizmus, ktorý mu umožňuje hojdať sa ľubovoľným smerom. Je vyrobený z veľkej kovovej podložky s 2½ 'vonkajším a 1' vnútorným priemerom. Podložka spočíva na koncoch skrutiek vyčnievajúcich spod stola a potom kyvadlo spočíva na podložke. Vyvŕtajte páry zahĺbení do podložky na každej strane, pričom medzi nimi nie je 90 stupňov, aby ste umožnili kolísanie v dvoch kolmých osiach.
- Tu sú pohľady na otočný výkyvný záves z hornej a dolnej časti tabuľky. Pri pohľade zdola si všimnite dubové bloky (3/4 'x 1½' x 5 '), ktoré podopierajú dve skrutky (1/3' # 10), ktoré vyčnievajú nahor a diagonálne.
- 7 Podľa potreby zafixujte spodné okraje týchto blokov, aby ich kyvadlo pri hojdaní nezasiahlo. Podľa potreby tiež pilujte do rohov bloku opery, aby pri výkyve nenarazil na stôl.
- 8 Pripojte závažia. 2½ lb zdvíhacie závažia z obchodu so športovými potrebami fungujú dobre, ale zvyčajne majú vnútorný otvor 1 palec. Môžete zložiť niekoľko závaží a zasunúť ich dohromady na kyvné hmoždinky 3/4 'pomocou vsuvky z kovovej rúrky s dĺžkou 5' 3/4 'a priechodky 3/4' až 1 'naskrutkovanej na spodný koniec. Oceľová svorka 1 'pripevnená k hmoždinke fixuje závažia od zosunutia a umožňuje ľahké nastavenie výšky závažia tak, aby sa dosiahli rôzne frekvencie švihu.
- 9 Vytvorte papierovú platformu. Odrežte asi 1 'hornú časť otočnej kyvnej hmoždinky, takže je o niečo nižšia ako ostatné dve. Potom pripevnite štvorec 11'x11 'tenkej dosky 1/8' na vrch tohto kyvadla pomocou malého dubového bloku nalepeného na ňom na podporu, s 3/4 'otvorom pre hmoždinku.
- Omotajte vrchnú časť hmoždinky lepiacou páskou, alebo ju iba prilepte.
- Pomocou dvoch gumičiek alebo nejakých sponiek držte papier na mieste na plošine.
- 10 Vytvorte ruky. Pripojte 30 'dlhú balzovú tyčinku k hornej časti každého bočného kyvadla pomocou tenkého klinca. Nechtom trochu ohýbajte balzami tam a späť, aby sa rameno mohlo plynulo otáčať a mierne sa pohybovať hore a dole. Otvor na nechty sa počas používania pomaly ďalej uvoľňuje.
- jedenásť Pripojte obidve ramená k sebe pomocou zdvojenej gumičky, ako je to znázornené. Upozorňujeme, že ak plánujete svoj harmonograf používať pravidelne, napríklad v múzeách, môže byť potrebné robustnejšie riešenie pre tieto ramená, ktoré sa nebudú nosiť tak rýchlo.
- 12 Módny držiak na pero. Ak chcete vytvoriť jednoduchý držiak na pero, vyvŕtajte 1/2 'otvor na konci jedného ramena a vyrežte asi 4' do stredu ramena, aby ste vytvorili pomôcku podobnú špendlíku. Prípadne len na koniec jednej z ramien prilepte pravý špendlík na oblečenie. Zobrazujú sa obrázky oboch verzií.
- 13 Vyrobte zdvihák pera. Je vhodné, aby ste pero mohli mierne zdvíhať a spúšťať bez toho, aby ste narušili pohyb kyvadiel. Za týmto účelom vložte 30 'tyč do otvoru blízko stredu stola, dosť ďaleko od plošiny na papier, aby na ňu nezasiahol (asi 12' od otvoru pre otočné kyvadlo).
- 14 Pre hlbší otvor a lepšiu oporu pripevnite pod stôl dubový blok.
- pätnásť Na balzové ramená zaviažte špagátikom, kde sú navzájom spojené, prevlečte ho cez skrutkovacie oko na vrchu tyče a späť dolu do malého zasekávacieho príchytky alebo drážky, kde drží pero na mieste nad papierom, kým pripravený ju znížiť. Reklama
Otázky a odpovede komunity
Vyhľadávanie Pridať novú otázku- Otázka Čo je dĺžka a šírka stola? LeahlovesBoze Najlepší záznamník Dĺžka je najdlhšie meranie tabuľky. Šírka je šírka, kratšie dve strany stola.
Reklama
Video . Použitím tejto služby môžu byť niektoré informácie zdieľané s YouTube.
Výsledky
- Pre zjednodušenie môžete rotačné kyvadlo uzamknúť odopnutím tejto závažia tak, aby sa opieralo o podlahu a zabránilo tak vôbec výkyvu papierovej plošiny. Pripojte ostatné závažia do ich najnižšej polohy, aby ste mohli začať, pretože pomalšia rýchlosť pera má tendenciu vytvárať hladšie čiary. Ak sa ďalšie dve kyvadlá budú pohybovať unisono na rovnakej frekvencii, získate jednoduché vzory kružníc, elips alebo čiar. Ak sa ich frekvencie mierne líšia, vzor sa bude pomaly meniť z kruhov na čiary a späť, keď sa bude rozpadať, čo poskytne vzory podobné očiam. Ak sú frekvencie veľmi odlišné, môžu sa vám zobraziť chaoticky vyzerajúce výsledky. Ak však nájdete pozíciu, ktorá sa blíži k „harmonickému“ pomeru frekvencií, napríklad 3: 2 alebo 4: 3, môžete získať príjemné Lissajousove postavy, osmičky alebo tvary podobné rybám.
- Účinok 3. rotačného kyvadla zvyšuje rozmanitosť možných výsledkov. Niektoré z najlepších návrhov sa vyskytujú, keď sa všetky tri kyvadlá pohybujú na podobných, ale mierne odlišných frekvenciách, pričom rotačné kyvadlo sa krúti dookola krúživými pohybmi. Všimnite si, že hmotnosť papierovej plošiny na vrchu rotačného kyvadla spôsobuje, že sa hojdá o niečo pomalšie, keď sú všetky závažia v najnižšej polohe, takže jednu mierne zdvihnete, ak chcete, aby zodpovedala frekvencii druhej. dva.
- Rôzne vzory v tvare hviezdy je možné vyrobiť zdvihnutím závažia na bočné kyvadlo alebo iba na rotačnom kyvadle, aby sa dosiahli harmonické frekvenčné pomery. Pomer 3: 2 vedie často k 5-bodovým hviezdam a pomer 4: 3 má tendenciu dávať 7-bodové tvary hviezd.
Tipy
- Namiesto papiera a pera vyskúšajte podnos s jemným pieskom alebo práškom a necht alebo ostrú tyčinku. Vzory sú nestále, ale umožňujú neustále experimentovať, zatiaľ čo vy cítite zariadenie.
- Nastavením výšky hmotnosti kyvadla zmeníte jeho frekvenciu kmitania. Frekvencia kyvadla sa mení s inverziou druhej odmocniny jeho dĺžky, takže aby sa hojdačka uskutočnila dvakrát rýchlejšie, musela by byť vzdialenosť medzi osou otáčania a jej stredom 1/4 pôvodnej dĺžky (čo môže byť praktické s týmto harmonografom). Pri zvýšení frekvencie 3: 2 alebo 4: 3 by sa váhy zvýšili okolo 19 ', respektíve 15', hoci by ste pravdepodobne mali urobiť nejaké časové testy, aby ste tieto výšky experimentálne našli a označili.
- Experimentujte s perami a značkovačmi rôznych typov a farieb. Zdá sa, že najlepšie fungujú široké perá alebo tenké fixky. Tu sú niektoré, ktoré urobili dobre:
- Uniball GEL Impact v striebornej farbe, použite na čierny alebo tmavý papier.
- Pigma Graphic 1 (1,0 mm) v čiernej farbe, použite na biely alebo svetlý papier.
- Pero Sakura Identi Pen v čiernej, fialovej farbe atď. Použite na biely alebo svetlý papier.
- Pridajte kyvadlu väčšiu váhu, aby ste pôsobili proti treniu a aby hojdanie vydržalo dlhšie. Zistil som, že 5 lb (2 x 2½) na rotačné kyvadlo a 7½ lb (3 x 2½) na ďalších dvoch funguje celkom dobre. Upozorňujeme, že pridanie väčšej hmotnosti spravidla nemení frekvenciu kyvadla.
- Zakaždým, keď kyvadlom otočíte, aby ste vytvorili nový výkres, sa relatívne fázy a amplitúdy každého kyvadla budú meniť. Vyskúšajte niekde rotačné kyvadlo a bočné kyvadlá spočiatku vytvárajú kruhy v rovnakých alebo opačných smeroch. Vyskúšajte niekde, kde sa bočné kyvadlá spočiatku pohybujú vo fáze, aby vytvorili diagonálnu čiaru.
Reklama Pridať tip Všetky príspevky tipov sú pred zverejnením starostlivo skontrolované. Ďakujeme za odoslanie tipu na kontrolu!
Veci, ktoré budete potrebovať
- Drevo:
- 1 preglejka 3/4 'x 3'x3' na dosku stola
- 4 1 1/2 'x 1½' x 40 'pre nohy (spolu asi 14')
- 4 1 1/2 'x 8' x 12 'pre traky (celkom asi 4')
- 4 hmoždinky 3/4 'x 4' pre kyvadlo a zdvíhač pera
- 1 dub 3/4 'x 1½' x 30 'na rezanie pre podpery kyvadla a ďalšie
- 1 doska 11 'x 11' x 1/8 'pre platformu na držanie papiera
- Železiarstvo:
- 3 3/4 'x 5' dlhé kovové rúrkové vsuvky (vodovodná časť)
- 3 kovové vložky do potrubia 3/4 'až 1'
- 3 1 'oceľové svorky
- 4 kovové platne 1 x 4 palce (alebo 2 platne 1 x 8 x rozrezané na polovicu)
- 1 veľká kovová podložka s vonkajším priemerom 2 1/2 ', vnútorným priemerom 1' pre kardanový záves
- 1 skrutkové oko pre zdvihák pera
- Rôzne vrtáky: 3 'kruhové, 3/4', 1/8 'atď.
- Rôzne skrutky # 10 (1 ', 1¼', 1½ ', 1¾', 2 ', 3')
- Niekoľko tenkých nechtov
- Pomôcky: vŕtačka, píla, kladivo, zvinovací meter, pilník, brúsny papier atď.
- Obchod so športovými potrebami:
- 2½ lb závažia s 1 'otvorom, z toho 8 až 12 kusov
- Obchod s umeleckými potrebami:
- 2 balsy 1/2 'x 1/4' x 30 '(a možno aj náhradné alebo dve)
- Rôzne perá, ako napríklad: Silver Uni-Ball GEL Impact, Pigma Graphic 1 (1,0 mm) a Sakura Identi Pen.
- Nejaká šnúrka a gumičky
- Papier, 8½ 'x 11' (alebo 9 'x 12'), nejaký čierny, iný biely
