Harmonografas yra mechaninis prietaisas, kuris piešdamas naudoja svyrančias švytuokles. Šią konkrečią harmonografą sukūrė Karlas Simsas, tačiau manoma, kad harmonografus iš pradžių 1844 m. Išrado škotų matematikas Hugh Blackburnas. Yra ir kitų tipų harmonografų, tačiau šis 3 švytuoklinis sukamasis tipas suteikia daug įvairių malonių rezultatų ir yra gana lengvai pastatomas, kai nuspręsite dėl dizaino ir įsigijote tinkamas medžiagas ir įrankius. Tai puikus projektas, susijęs su vaikais, ir gali baigtis begaliniais eksperimentais, kuriant naujo tipo geometrinius dizainus.
Dvi šoninės švytuoklės svyruoja pirmyn ir atgal stačiu kampu viena kitai, rankomis sujungtos su rašikliu. Vienas perkelia rašiklį iš vienos pusės į kitą, o antrasis - iš priekio į galą ant popieriaus. Trečioji „besisukanti“švytuoklė perkelia popierių pasukdama bet kurią ašį arba sukamaisiais judesiais, kol pieštukas ant jos piešia. Visi trijų švytuoklių judesiai sukuria piešinį.
-
Harmografas1_164 -
Harmonograph2_854 -
Harmonograph3_311
Žingsniai
Žingsnis 1. Sukurkite tvirtą stalą
Šis stalviršis yra 3 x 3 colių kvadratas iš 3/4 colio storio faneros. Kojos yra 1½ x 1½ colio kvadrato ir apie 37 colių ilgio, su trikampiais petnešomis, supjaustytomis iš 1½ x 8 x 12 colių medinių detalių. kojos šiek tiek išskleistos, kad suteiktų stalui tvirtumo ir leistų besisukančiai švytuoklei svyruoti nepataikius į koją.
-
Pirmiausia prisukite ir (arba) priklijuokite petnešas prie kojų, o tada stalviršiu ar diskiniu pjūklu šiek tiek pakreipkite jų viršūnes.
Sukurkite trijų švytuoklių rotacinį harmonografą 1 žingsnis 1 kulka -
Sureguliuokite kojų ilgį, kad stalviršio aukštis būtų apie 37 colius.
Sukurkite trijų švytuoklių rotacinį harmonografą 1 žingsnis 2 kulka -
Jei norite, kad stalą būtų galima sutalpinti pro duris, nenuimant kojų, jums gali prireikti šiek tiek trumpesnių kojų ir švytuoklių.
Sukurkite trijų švytuoklių rotacinį harmonografą 1 žingsnis 3 kulka
Žingsnis 2. Gręžkite švytuoklių skyles
Per stalo paviršių išgręžkite 3 skylutes, kurių skersmuo yra 3 coliai, kad švytuoklės pakabintų. Rotacinės švytuoklės skylė turi būti centre maždaug 8 colių kampe nuo kiekvienos pusės, tiesiai po kojos petnešomis. Kitos dvi skylės turi būti išlygintos šalia priešingų kraštų, maždaug 8 colių atstumu nuo bendros pusės ir 3 colių atstumu nuo kitos. Tam jums reikės specialaus didelio apskrito grąžto. Arba pirmiausia galite išgręžti mažesnę skylę, o po to dėlionę pjauti platesne anga.
Žingsnis 3. Sumontuokite dvi metalines plokštes (apie 1¼ "x 4") ant abiejų šoninių švytuoklinių skylių šonų ir kiekvienos plokštės centre išgręžkite nedidelę įdubą
-
Įpjovimą metalinėje plokštėje pradėkite mažu grąžtu (pvz., 1/8 colio), o tada tęskite didesniu antgaliu (pvz., 1/4 colio). Būkite atsargūs ir negręžkite iki galo.
Sukurkite trijų švytuoklių rotacinį harmonografą 3 žingsnis 1 kulka - Jei neturite gero gręžimo preso, po to, kai sukursite atramos taškus su žemiau esančiais išsikišusiais varžtais, plokščių įdubimus bus lengviau pastatyti ant stalo, nes vėliau gali būti sunkiau tiksliai uždėti varžtus blokuose, kad jie atitiktų įdubimus.
Žingsnis 4. Sukurkite švytuokles
Švytuokliniai velenai yra pagaminti iš 4 'ilgio 3/4 "skersmens medinių kaiščių. Kietmedžio blokeliai, 3/4" x 1½ "ąžuolo, naudojami kaip atramos taškai, kad švytuoklės galėtų remtis ir svyruoti ant stalo su minimalia trintimi. dvi šonines švytuokles, naudokite 5 colių ilgio blokus, o sukamajai švytuoklei - 2 colių ilgio bloką. Išgręžkite 3/4 colio skylę per kiekvieno bloko centrą ir įsukite 1¼ " #10 varžtus per kiekvieną galą. varžtų liks ant stalo esančių metalinių plokščių įlenkimų, kad sūpuojant jie liktų vietoje.
5 žingsnis. Įkiškite kaištį per 3/4 colio skylę kiekviename atraminio taško bloke
Klijuokite ir (arba) užsukite juos taip, kad varžtų antgaliai būtų 12 colių atstumu nuo viršutinio kaiščio galo ir nukreipti žemyn. Švytuoklė turi pakabinti žemyn 36 colių žemiau viršutinio stalo paviršiaus ir palikti maždaug 1 colio atstumą nuo grindų.
Žingsnis 6. Sukurkite gimbalą
Sukamajai švytuoklei reikalingas kardaninis mechanizmas, leidžiantis svyruoti bet kuria kryptimi. Jis pagamintas iš didelės metalinės skalbyklės, kurios išorinis ir 2½ colio skersmens. Skalbyklė remiasi į varžtų antgalius, kyšančius iš po stalo, o tada švytuoklė remiasi į poveržlę. Išgręžkite porą įpjovų į poveržlę kiekvienoje pusėje, 90 laipsnių kampu tarp šonų, kad būtų galima siūbuoti ant dviejų statmenų ašių.
-
Čia pateikiami sukamojo švytuoklinio gimbalo vaizdai iš viršaus ir žemiau lentelės. Žvelgiant iš apačios, atkreipkite dėmesį į ąžuolo luitus (3/4 "x 1½" x 5 "), palaikančius du varžtus (1¾" #10), išsikišusius į viršų ir įstrižai.
Sukurkite trijų švytuoklių rotacinį harmonografą 6 žingsnis 1 kulka
Žingsnis 7. Jei reikia, nuleiskite apatinius šių blokų kraštus, kad svyruoklė nesvyruotų į juos
Panašiai, jei reikia, nukirpkite atramos taško kampus, kad jis nesimuštų į stalą, kai sūpuojasi.
Žingsnis 8. Pritvirtinkite svarmenis
2½ svaro svorio kėlimo svoriai iš sporto prekių parduotuvės veikia gerai, tačiau paprastai turi 1 colio vidinę skylę. Galite sukrauti kelis svarmenis ir stumti juos ant 3/4 colio švytuoklinio kaiščio naudodami 5 colių ilgio 3/4 colio metalinį vamzdį nipelis, su 3/4 "iki 1" įvorė, prisukta prie apatinio galo. Prie kaiščio pritvirtintas 1 colio plieninis spaustukas neleidžia nuslysti svoriams ir leidžia lengvai reguliuoti svorio aukštį, kad būtų užtikrintas skirtingas svyravimo dažnis.
Žingsnis 9. Sukurkite popieriaus platformą
Nupjaukite maždaug 1 colio nuo sukamojo švytuoklinio kaiščio viršaus, kad jis būtų šiek tiek žemesnis nei kiti du. Tada prie šios švytuoklės viršaus pritvirtinkite 11 x 11 colių plonos 1/8 colio plokštės kvadratą, naudodami mažą ąžuolo luitą prie jo priklijuota atramai, su 3/4 colio kaiščiu kaiščiui.
-
Apvyniokite juostą aplink kaiščio viršutinę dalį, kad ji būtų tvirtai prigludusi, arba tiesiog priklijuokite.
Sukurkite trijų švytuoklių rotacinį harmonografą 9 žingsnis 1 kulka -
Naudokite dvi gumines juostas arba kai kuriuos spaustukus, kad popierius būtų laikomas ant platformos.
Sukurkite trijų švytuoklių rotacinį harmonografą 9 žingsnis 2 kulka
Žingsnis 10. Sukurkite rankas
Prijunkite 30 colių ilgio balzos lazdelę prie kiekvienos šoninės švytuoklės viršaus, naudodami ploną vinį. Šiek tiek sulenkite nagą į priekį ir atgal, kad ranka galėtų sklandžiai suktis ir šiek tiek judėti aukštyn ir žemyn. Nagų skylė lėtai atsilaisvins toliau naudojimo metu.
Žingsnis 11. Pritvirtinkite abi rankas prie dvigubos guminės juostelės, kaip parodyta
Atminkite, kad jei planuojate reguliariai naudoti savo harmonografą, pavyzdžiui, muziejaus aplinkoje, gali prireikti tvirtesnio šių ginklų sprendimo, kuris nesusidėvės taip greitai.
12 žingsnis. Sukurkite rašiklio laikiklį
Norėdami pagaminti paprastą rašiklio laikiklį, išgręžkite 1/2 colio skylę ant vienos rankos galo ir nupjaukite maždaug 4 colius žemyn rankos viduriu, kad padarytumėte į drabužius panašų įtaisą. Arba tiesiog priklijuokite tikrą drabužių segtuką prie vienos rankos galo. Parodytos abiejų versijų nuotraukos.
Žingsnis 13. Padarykite rašiklio keltuvą
Patogu švelniai pakelti ir nuleisti rašiklį, netrikdant švytuoklių judesio. Norėdami tai padaryti, įkiškite 30 colių stulpą į skylę, esančią netoli stalo centro, pakankamai toli nuo popieriaus platformos, kad ji į ją nepatrenktų (apie 12 colių nuo besisukančios švytuoklės angos).
Žingsnis 14. Pritvirtinkite ąžuolo luitą po stalu, kad gautumėte gilesnę skylę ir geresnę atramą
Žingsnis 15. Pririškite virvelę prie balzos rankų, kur jos yra sujungtos, perveskite ją per varžto kaištį ant stulpo viršaus ir grįžkite žemyn į mažą įstrigusį griovelį arba griovelį, kur jis gali laikyti rašiklį vietoje popieriaus kol būsite pasiruošę jį nuleisti
Vaizdo įrašas - naudojant šią paslaugą kai kuri informacija gali būti bendrinama su „YouTube“
Rezultatai
- Norėdami supaprastinti dalykus, galite užfiksuoti sukamąją švytuoklę, atsukdami tą svorį, kad jis atsiremtų į grindis ir visiškai neleistų popieriaus platformai svyruoti. Norėdami pradėti, pritvirtinkite kitus svorius žemiausioje padėtyje, nes lėtesnis rašiklio greitis paprastai suteikia lygesnes linijas. Jei kitos dvi švytuoklės sukasi tuo pačiu dažniu, gausite paprastus apskritimų, elipsių ar linijų modelius. Jei jų dažnis šiek tiek skiriasi, skilimas pamažu keisis iš apskritimų į linijas ir vėl, o tai sukels į akis panašų dizainą. Kai dažnis labai skiriasi, galite gauti chaotiškai atrodančius rezultatus. Tačiau, jei radote padėtį, kuri yra arti „harmoninio“dažnių santykio, pavyzdžiui, 3: 2 arba 4: 3, galite gauti malonių Lissajous figūrų, aštuonių figūrų ar į žuvį panašių formų.
- 3 -osios sukamosios švytuoklės poveikis padidina galimų rezultatų įvairovę. Kai kurios geriausios konstrukcijos atsiranda tada, kai visos trys švytuoklės sukasi panašiu, bet šiek tiek skirtingu dažniu, sukamajai švytuoklei sukantis sukamaisiais judesiais. Atkreipkite dėmesį, kad popieriaus platformos masė ant besisukančios švytuoklės virpsta šiek tiek lėčiau, kai visi svoriai yra žemiausioje padėtyje, todėl norėdami, kad ji atitiktų kitos dažnį, ją šiek tiek pakeltumėte du.
- Įvairios žvaigždės formos konstrukcijos gali būti pagamintos pakeliant svorius ant abiejų šoninių švytuoklių arba tiesiog ant sukamosios švytuoklės, kad būtų pasiektas harmoninis dažnio santykis. Santykis 3: 2 dažnai sukelia 5 smailių žvaigždes, o 4: 3 santykis paprastai suteikia 7 smailių žvaigždžių formas.
Patarimai
- Vietoj popieriaus ir rašiklio išbandykite smulkaus smėlio ar miltelių padėklą ir vinį ar aštrią lazdelę. Šablonai yra nepastovūs, tačiau leidžia nuolat eksperimentuoti, kol jaučiate įrenginį.
- Sureguliuokite švytuoklės svorio aukštį, kad pakeistumėte svyravimo dažnį. Švytuoklės dažnis kinta priklausomai nuo atvirkštinės jos ilgio kvadratinės šaknies, todėl, norint svyruoti dvigubai greičiau, atstumas tarp atramos taško ir jo masės centro turėtų būti 1/4 pradinio ilgio (kuris gali nebūti praktiškam naudojant šį harmonografą). Jei dažnis padidės 3: 2 arba 4: 3, svoriai bus pakelti atitinkamai apie 19 colių arba 15 colių, nors tikriausiai turėtumėte atlikti tam tikrus laiko testus, kad surastumėte ir pažymėtumėte šiuos ūgius eksperimentiniu būdu.
- Eksperimentuokite su įvairių tipų ir spalvų rašikliais ir žymekliais. Apskritai geriausiai veikia plačios rašyklės arba ploni žymekliai. Štai keletas gerai padirbėjusių:
- „Uniball GEL Impact in Silver“, naudokite ant juodo ar tamsaus popieriaus.
- „Pigma Graphic 1“(1,0 mm) juodas, naudojamas ant balto arba šviesaus popieriaus.
- „Sakura Identi Pen“rašiklis juodas, violetinis ir tt naudojamas ant balto ar šviesaus popieriaus.
- Pridėkite daugiau svorio prie švytuoklės, kad sumažintumėte trintį ir kad svyravimai truktų ilgiau. Pastebėjau, kad 5 svarai (2 x 2½) ant sukamosios švytuoklės ir 7½ svaro (3 x 2½) kitos dvi veikia gana gerai. Atkreipkite dėmesį, kad pridedant daugiau svorio švytuoklės dažnis paprastai nesikeičia.
- Kiekvieną kartą, kai sukate švytuoklę, kad padarytumėte naują piešinį, kiekvienos švytuoklės santykinės fazės ir amplitudės skirsis. Pabandykite kur nors sukamoji švytuoklė ir šoninės švytuoklės iš pradžių sukuria apskritimus ta pačia arba priešinga kryptimi. Pabandykite kažkur, kur šoninės švytuoklės iš pradžių sukasi fazėje, kad sudarytų įstrižą liniją.
