Harmonograf je mechanické zařízení, které využívá kýváníkyvadlakreslit obrázky. Tento konkrétní harmonograf navrhl Karl Sims, ale obecně se věří, že harmonogram byl původně vynalezen v roce 1844 skotským matematikem Hughem Blackburnem. Existují i jiné typy harmonografů, ale tento 3-kyvadlový rotační typ poskytuje širokou škálu příjemných výsledků a je docela snadné jej sestavit, jakmile se usadíte na designu a získáte příslušné materiály a nástroje. Je to skvělý projekt pro děti a může vést k nekonečným experimentům při vytváření nových typů geometrických vzorů.
Dvě postranní kyvadla se kmitají tam a zpět v pravém úhlu k sobě s pažemi spojenými s perem. Jeden pohybuje perem ze strany na stranu a druhý jej posouvá zepředu dozadu na papír. Třetí „rotační“ kyvadlo pohybuje papírem kýváním na libovolné ose nebo krouživými pohyby, zatímco na něj pero kreslí. Kombinované pohyby všech tří kyvadel generují výslednou kresbu.
Kroky
- 1 Postavte pevný stůl . Tato deska stolu je 3'x3 'čtverec z 3/4' silné překližky. Nohy jsou čtvercové o rozměrech 1½ 'x 1½' a dlouhé asi 37 palců, s trojúhelníkovými rovnátky vyříznutými z dřevěných kusů 1½ 'x 8'x 12'. Nohy jsou mírně roztažené, aby dodaly stolu sílu a umožnily otáčení rotačního kyvadla bez zasažení nohy.
- Nejprve přišroubujte a/nebo přilepte rovnátka k nohám a poté jejich vrcholy seřízněte pod mírným úhlem pomocí stolu nebo kotoučové pily.
- Upravte délky nohou tak, aby výška stolu byla asi 37 palců.
- Pokud chcete, aby se vám stůl vešel dveřmi, aniž byste museli sundávat nohy, možná budete potřebovat o něco kratší nohy a kyvadla.
- 2 Vyvrtejte otvory pro kyvadla. Do stolu vyvrtejte 3 otvory o průměru 3 palce, aby kyvadla mohla viset. Otvor pro rotační kyvadlo by měl být vystředěn v rohu asi 8 'od každé strany, těsně mimo opěrku nohou pod ním. Další dva otvory by měly být zarovnány poblíž opačných okrajů, asi 8 'od společné strany a 3' od druhé. K tomu budete potřebovat speciální velký kruhový vrták. Alternativně můžete nejprve vyvrtat menší otvor a poté vyřezat širší otvor skládačkou.
- 3 Po stranách obou bočních otvorů pro kyvadlo namontujte dvě kovové desky (asi 1 × 4 × 4 palce) a do středu každé desky vyvrtejte malé prohlubně.
- Začněte odsazení v kovové desce malým vrtákem (například 1/8 ') a poté pokračujte větším vrtákem (například 1/4'). Dávejte pozor, abyste neprorazili celou cestu.
- Pokud nemáte dobrý vrtací lis, může být snazší umístit odsazení desek na stůl poté, co vytvoříteopěrný bodbloky s vyčnívajícími šrouby níže, protože později může být těžší přesně umístit šrouby do bloků, aby byly zarovnány se zářezy.
- 4 Postavte kyvadla. Kyvadlové hřídele jsou vyrobeny ze 4 'dlouhých dřevěných hmoždinek o průměru 3/4'. Bloky z tvrdého dřeva, 3/4 'x 1½' dub, se používají jako opěrné body, takže kyvadla mohou odpočívat a houpat se na stole s minimálním třením. Pro dvě boční kyvadla použijte 5 'dlouhé bloky a pro rotační kyvadlo 2' dlouhé bloky. Středem každého bloku vyvrtejte 3/4 'otvor a na každý konec zašroubujte 1¼' #10 šroubů. Hroty šroubů budou spočívat v prohlubních kovových desek na stole, aby při houpání zůstaly na svém místě.
- 5 Vložte hmoždinku otvorem 3/4 'v každém opěrném bloku. Přilepte a/nebo našroubujte je tak, aby špičky šroubů byly 12 'od horního konce hmoždinky a směřovaly dolů. Kyvadlo by mělo viset 36 'pod horním povrchem stolu s odstupem asi 1' od podlahy.
- 6 Postavte kardan. Rotační kyvadlo potřebuje kardanový mechanismus, který mu umožňuje houpat se v libovolném směru. Je vyroben z velké kovové podložky s vnějším průměrem 2,5 cm a vnitřním průměrem 1 palce. Podložka spočívá na špičkách šroubů vyčnívajících zpod stolu a pak kyvadlo spočívá na podložce. Do podložky na každé straně vyvrtejte páry zářezů, mezi stranami o 90 stupňů, aby bylo možné houpání na dvou kolmých osách.
- Zde jsou pohledy na otočný kyvadlový závěs shora a pod tabulkou. Při pohledu zespodu si všimněte dubových bloků (3/4 'x 1½' x 5 ') nesoucí dva šrouby (1¾' #10) vyčnívající nahoru a diagonálně.
- 7 Podle potřeby opracujte spodní hrany těchto bloků, aby je kyvadlo při výkyvech nezasáhlo. Stejně tak pilujte rohy opěrného bloku, je -li to nutné, aby při švihu nenarazilo na stůl.
- 8 Připevněte závaží. 2½ lb zvedací závaží z obchodu se sportovním zbožím funguje dobře, ale obvykle má vnitřní otvor 1 '. Můžete naskládat několik závaží a posunout je dohromady na 3/4 'kyvadlovou hmoždinku pomocí 5' dlouhé 3/4 'kovové trubkové vsuvky, s 3/4' až 1 'průchodkou našroubovanou na spodní konec. 1 'ocelová svorka připevněná k hmoždince fixuje závaží před sklouznutím a umožňuje snadné nastavení výšky závaží tak, aby poskytovala různé frekvence výkyvů.
- 9 Vytvořte papírovou platformu. Odřízněte asi 1 'od vrcholu rotační kyvadlové hmoždinky, takže je o něco nižší než u ostatních dvou. Poté připevněte čtverec 11'x11 'tenké desky 1/8' na vrchol tohoto kyvadla pomocí malého dubového bloku přilepeného k podpěře s otvorem 3/4 'pro hmoždinku.
- Omotejte pásku kolem horní části hmoždinky, aby dobře přilnula, nebo ji jednoduše přilepte.
- Pomocí dvou gumiček nebo sponek přidržte papír na místě na plošině.
- 10 Vytvořte paže. Připojte 30 'dlouhou balzovou tyčinku k horní části každého bočního kyvadla pomocí tenkého hřebu. Ohněte hřebík trochu dopředu a dozadu v balzám, aby se paže mohla plynule otáčet a mírně se pohybovat nahoru a dolů. Dírka na nehty se během používání pomalu dále uvolňuje.
- jedenáct Připojte dvě ramena k sobě zdvojenou gumičkou, jak je znázorněno na obrázku. Všimněte si toho, že pokud plánujete používat svůj harmonograf pravidelně, například v muzejním prostředí, může být nutné robustnější řešení pro tyto paže, které se nebudou tak rychle opotřebovávat.
- 12 Módní držák pera. Chcete-li vytvořit jednoduchý držák pera, vyvrtejte 1/2 'otvor na konci jednoho ramene a vyřízněte asi 4' dolů uprostřed ramene, abyste vytvořili zařízení podobné kolíku na prádlo. Případně stačí na konec jedné z paží přilepit skutečný špendlík. Jsou zobrazeny obrázky obou verzí.
- 13 Vytvořte zvedák pera. Je vhodné mít možnost jemně zvedat a spouštět pero, aniž byste narušili pohyb kyvadel. Chcete -li to provést, vložte 30 'pól do otvoru poblíž středu stolu, dostatečně daleko od papírové plošiny, aby jím nebyl zasažen (asi 12' od otvoru pro rotační kyvadlo).
- 14 Pro hlubší otvor a lepší oporu připevněte pod stůl dubový blok.
- patnáct Přivažte provázek k balzámovým ramenům, kde jsou spojeny dohromady, veďte je šroubovacím okem v horní části tyče a zpět dolů do malé zarážky nebo drážky, kde může držet pero na místě nad papírem, dokud nebudete připraven jej snížit. reklama
Komunitní otázky a odpovědi
Vyhledávání Přidat novou otázku- Otázka Jaká je délka a šířka stolu? Kožené rukavice Top Answerer Délka je nejdelším měřením tabulky. Šířka je šířka, kratší dvě strany stolu.
reklama
Video . Při používání této služby mohou být některé informace sdíleny s YouTube.
Výsledek
- Pro zjednodušení můžete otočné kyvadlo uzamknout odepnutím závaží tak, aby spočívalo na podlaze a aby se papírová platforma vůbec nekývala. Začněte připojením ostatních závaží v jejich nejnižší poloze, protože pomalejší rychlost pera má za následek hladší linie. Pokud se další dvě kyvadla pohupují souběžně na stejné frekvenci, získáte jednoduché vzory kruhů, elips nebo čar. Pokud se jejich frekvence mírně liší, vzor se pomalu mění z kruhů na čáry a zpět, jak se rozpadá, což dává oční vzory. Když jsou frekvence velmi odlišné, můžete získat chaoticky vypadající výsledky. Pokud však najdete polohu, která se blíží „harmonickému“ poměru frekvencí, například 3: 2 nebo 4: 3, můžete získat příjemné figury Lissajous, osmičky nebo tvary podobné rybám.
- Účinek 3. rotačního kyvadla zvyšuje rozmanitost možných výsledků. Některé z nejlepších návrhů nastávají, když se všechna tři kyvadla houpají na podobných, ale mírně odlišných frekvencích, přičemž rotační kyvadlo se kývá v kruhovém pohybu. Všimněte si toho, že hmotnost papírové plošiny v horní části rotačního kyvadla způsobí, že se bude houpat na mírně pomalejší frekvenci, když jsou všechna závaží v nejnižší poloze, takže byste ji mírně zvedli, pokud chcete, aby odpovídala frekvenci druhé dva.
- Různé hvězdicovité konstrukce lze vyrobit zvýšením závaží na obou bočních kyvadlech nebo jen na rotačním kyvadle, aby se dosáhlo harmonických frekvenčních poměrů. Poměr 3: 2 často vede k pěticípým hvězdám a poměr 4: 3 má tendenci dávat tvary 7-špičatých hvězd.
Tipy
- Místo papíru a pera zkuste zásobník s jemným pískem nebo práškem a hřebík nebo ostrou tyčinku. Vzory jsou nestálé, ale umožňují nepřetržité experimentování, zatímco zařízení cítíte.
- Upravením výšky závaží kyvadla změňte jeho frekvenci kývání. Frekvence kyvadla se mění s převrácenou odmocninou jeho délky, takže aby se houpala dvakrát rychleji, délka mezi opěrným bodem a jeho těžištěm by musela být 1/4 původní délky (což může nebude s tímto harmonografem praktické). Pro zvýšení frekvence 3: 2 nebo 4: 3 by se váhy zvýšily o 19 'nebo 15', v tomto pořadí, i když byste pravděpodobně měli provést nějaké časové testy, abyste tyto výšky experimentálně našli a označili.
- Experimentujte s pery a značkami různých typů a barev. Obecně se zdá, že nejlépe fungují široká pera nebo tenké fixy. Zde jsou některé, které si vedly dobře:
- Uniball GEL Impact ve stříbře, použití na černý nebo tmavý papír.
- Pigma Graphic 1 (1,0 mm) v černé barvě, použijte na bílý nebo světlý papír.
- Pero Sakura Identi Pen v černé, fialové atd. Použijte na bílý nebo světlý papír.
- Přidejte větší váhu kyvadla, abyste působili proti tření a prodloužili houpání. Zjistil jsem, že 5 lb (2 x 2½) na rotačním kyvadle a 7½ lb (3 x 2½) na dalších dvou funguje docela dobře. Pamatujte, že přidání větší hmotnosti obecně nezmění frekvenci kyvadla.
- Pokaždé, když otočíte kyvadla k vytvoření nové kresby, relativní fáze a amplitudy každého kyvadla se budou lišit. Zkuste někde rotační kyvadlo a boční kyvadla zpočátku vytvářet kruhy ve stejném nebo opačném směru. Zkuste někde, kde se boční kyvadla zpočátku houpají ve fázi, aby vytvořily diagonální čáru.
Reklama Odeslat tip Všechna podání tipů jsou před zveřejněním pečlivě zkontrolována Děkujeme za zaslání tipu ke kontrole!
Věci, které budete potřebovat
- Řezivo:
- 1 3/4 'x 3'x3' překližka pro desku stolu
- 4 1½ 'x 1½' x 40 'pro nohy (celkem asi 14')
- 4 1½ 'x 8' x 12 'pro rovnátka (celkem asi 4')
- 4 hmoždinky 3/4 'x 4' pro kyvadlo a zvedák pera
- 1 3/4 'x 1 1/2' x 30 'dub k řezání pro kyvadlové podpěry a další
- 1 deska 11 'x 11' x 1/8 'pro platformu pro uložení papíru
- Železářství:
- 3 3/4 'x 5' dlouhé kovové trubkové vsuvky (instalatérská část)
- 3 3/4 'až 1' kovová trubková pouzdra
- 3 1 'ocelové svorky
- 4 kovové desky 1 1 '' x 4 '(nebo 2 desky 1 1' 'x 8' rozřezané na polovinu)
- 1 velká kovová podložka s vnějším průměrem 2½ ', vnitřním průměrem 1' pro závěs
- 1 šroubovací oko pro zvedák pera
- Různé vrtáky: 3 'kruhové, 3/4', 1/8 'atd.
- Různé šrouby č. 10 (1 ', 1¼', 1½ ', 1¾', 2 ', 3')
- Několik tenkých nehtů
- Nástroje: vrtačka, pila, kladivo, svinovací metr, pilník, brusný papír atd.
- Sportovní zboží:
- 2½ lb závaží s 1 'otvorem, z toho 8 až 12
- Prodejna výtvarných potřeb:
- 2 1/2 'x 1/4' x 30 'balza (a možná náhradní nebo dvě)
- Různá pera, jako jsou: Silver Uni-Ball GEL Impact, Pigma Graphic 1 (1,0 mm) a Sakura Identi Pen.
- Nějaké provázky a gumičky
- Papír, 8½ 'x 11' (nebo 9 'x 12'), černý, jiný bílý
