Kaip sukurti „Claude Shannon“žongliravimo mašiną: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Claude'as Shannonas buvo puikus inžinierius/matematikas, sukūręs informacijos teoriją ir iš esmės palaimino mus skaitmeniniu pasauliu. Jis buvo žonglierius ir dviratininkas ir sukūrė pirmąją žongliravimo mašiną. Aš nusprendžiau sukurti žongliravimo mašiną pagal jo dizainą, nors jis nepaliko mums jokių specifikacijų, kaip ją sukurti. Žiūrėdamas vaizdo įrašą apie jo mašiną ir dar dvi universiteto sukurtas mašinas, aš sugalvojau veikiančią mašiną. Noriu pasidalyti savo mašinos specifikacijomis, tikėdamasis, kad kažkas, turintis tikrų mechaninių įgūdžių, sukurs daug gražesnę darbo mašiną. Dabar mašina, kurią sukūriau, veikia stebėtinai gerai, turint omenyje, kad ji pagaminta iš daugumos šiukšlių, kurių aš gulėjau, ar kitų projektų dalių, turi šiek tiek variklio pavaros, ji sumontuota ant rėmo, kuris tiesiog remiasi į kai kuriuos vadovėlius ant grindų, ir turi variklį, kuris kartais nusprendžia pats įsibėgėti arba sulėtinti greitį.

Prašome peržiūrėti vaizdo įrašą. Šie veiksmai parodys pagrindinę konstrukciją, specifikacijas ir tai, kaip sureguliuoti rutulio metimo rankos stiprumą ir vietą.

Atkreipkite dėmesį ir į mano vaizdo įrašą, kurio pradžia yra maždaug 0:40, šokinėjantys kamuoliai seka begalybės simbolį. Įdomus.

Aš raginu bet kurį žmogų sukurti tikrai gražiai apdorotą žongliravimo mašiną su metaline ar net 3D spausdinimo mašina. Internete mačiau keletą užklausų dėl veikiančios žongliravimo mašinos, bet atrodo, kad niekas jos neturi.

Kitas variantas būtų imituoti veikiančią mašiną naudojant „Matlab“ar kokią nors modeliavimo programinę įrangą.

Jei kas nors žinotumėte apie Claude'o Shannono žongliravimo mašinos buvimo vietą, būčiau labai dėkingas. Apgailestauju, kad jis nepaskelbė jokių savo dizaino detalių. Ir kelios jo mašinos nuotraukos pasakytų daug.

Galiausiai noriu tik padėkoti Claude'ui Shannonui, kuris suteikė pagrindą mūsų skaitmeniniam pasauliui.

Čia yra vaizdo įrašas apie Claude Shannon ir jo žongliravimo mašiną: Claude Shannon Jugging

1 žingsnis: pagrindinė žongliravimo mašinos struktūra

Rėmas: rėmas yra tik pora bambuko pjovimo lentų, kurios yra gana sunkios ir tinka kitoms dalims. Galite naudoti bet ką, bet suvokti, kad gali tekti šiek tiek pajudinti variklio laikiklį.

Pagrindinis guolis: pagrindinis guolis yra dviračio ašis, esanti dviejuose guolių laikikliuose. Aš nusipirkau juos atskirai, bet jie puikiai tinka ir visiškai nėra žaidimo. Nesvarbu, kad galite nugalėti šį guolį.

Pagrindinė puodelio svirtis: puodelio rankai naudoju anglies pluošto meškeres. Aš naudojau mažesnį gabalėlį, kuris puikiai tilpo ant dviračio ašies, tada epoksidavau jį pagrindinės puodelio rankos angos viduje. Labai kietas ir puikiai veikia.

Puodeliai: puodeliai ar rankos yra tik tam tikros kempinės putos (kompiuterinės pakuotės putos), priklijuotos prie kartono trikampio. Kartono viduje yra vinilo trikampis, pagamintas iš vinilo užrašų knygelės. Kietesnis vinilo paviršius palaiko ir atleidžia plieninį rutulį nuosekliau nei kartonas. Tikriausiai galite sugalvoti geresnius puodelius, bet tai buvo viskas, ką turėjau šalia. Maniau, kad galbūt geriausiai tiktų supjaustytos stalo teniso irklentės, tačiau jos yra sunkios. Būtina, kad puodeliai būtų kuo šviesesni.

Variklio laikiklis: aš montuoju variklį ant bambuko plokštės su aliuminio variklio laikikliu. Turėsite jį perkelti, todėl kilnojamasis laikiklis yra idealus, tačiau neturėjau gero būdo tai padaryti. Taigi aš tiesiog turėjau viską atsukti, perkelti, įsukti atgal. Užima laiko. Tačiau laikiklis nėra pernelyg svarbus - tiesiog laikykite jį iš esmės po ta vieta, kur ilga variklio svirtis yra pritvirtinta prie pagrindinės puodelio svirties.

Variklio ašies adapteris: jums reikia kažkaip pritvirtinti variklio ašį prie trumpos rankenos. Radau šiuos 5 mm adapterius, kurie buvo tobuli.

Maža variklio svirtis: trumpa ranka yra plokščio aliuminio gabalas. Lengva išgręžti skyles ir tikriausiai gręšite kelias, kol rasite idealų reguliavimo tašką.

Didelė variklio svirtis: dvi pasukamos sagtys (8 mm) su srieginiu strypu tarp jų leidžia gerai sureguliuoti. Jūs praleisite daug laiko koreguojant šią ranką.

2 žingsnis: specifikacijos

Norint, kad ši mašina pradėtų veikti, reikia atsižvelgti į maždaug 9 kritinius rankų ilgius, tvirtinimo taškus ir kitas specifikacijas. Aš iš tikrųjų apskaičiavau permutacijas tik dėl galimų koregavimų, kuriuos galiu atlikti savo mašinoje, ir buvo maždaug 60 000. Iš jų aš nežinau, kiek iš tikrųjų veiktų.

Žvelgdamas į aukščiau pateiktą diagramą, paaiškinsiu kiekvieną matavimą.

1. Atstumas tarp dviejų puodelių (ar rankų) kišenių mano atveju yra 54 centimetrai. Dviejų puodelių uždėjimas per arti neužteks pakankamai vietos, kad kamuolys galėtų atšokti, o padėjus juos per toli vienas nuo kito, kamuolys atšoks per trumpai, kad būtų sugautas kitoje taurėje. Tačiau ranka turėtų būti reguliuojama, ir aš tai padariau padėdamas du puodelius ant dviejų vidinių meškerės dalių, kurios slysta didesnio pagrindinio stulpo viduje. Tada karštai klijavau mažesnius į vietą.

2. Variklis pritvirtintas prie dviejų rankų, trumpų ir ilgesnių. Ilgesnis yra pritvirtintas prie puodelio atraminės rankos maždaug 7,3 cm atstumu nuo pagrindinio guolio, ant kurio sukasi pagrindinė puodelio svirtis.

3. Pagrindinis guolis yra apie 24 cm nuo žemės ar paviršiaus, ant kurio kamuolys atšoks. Mano atveju pridedu arba atimu vadovėlį, ant kurio remiasi mašinos rėmas. Ne ideali sąranka. Iš tikrųjų rėmas turi būti labai sunkus arba tam tikru būdu pritvirtintas prie grindų. Kai mano mašina veikia, ji iš tikrųjų šiek tiek supasi ir toks žaidimas nėra gera idėja, nes tai daro įtaką mašinos laikui, 4. Atstumas nuo pagrindinio guolio iki variklio ašies yra apie 15 cm.

5. Atstumas nuo vertikalaus pagrindinio guolio ir variklio ašies išlygiavimo yra 10 cm. Atrodo, kad šis atstumas nėra labai svarbus.

6. Atstumas nuo variklio ašies iki ilgesnio rankos tvirtinimo taško ant trumpesnės rankos yra 4,5 cm. Ši ranka yra labai svarbi norint sureguliuoti aukščiausius ir žemiausius abiejų puodelių taškus. Jei kamuoliuką reikia mesti toliau, pailginkite atstumą ant trumpos rankos. Jei jums reikia abiejų puodelių mesti mažiau jėgos, sutrumpinkite.

7. Ilgesnė variklio svirtis tikriausiai yra labiausiai sureguliuotas mašinos taškas. Štai kodėl aš jį lengvai sureguliavau, naudodamas dvi sagtis ir srieginį strypą. Tai vienintelis taškas, kuriame galite skirtingai keisti puodelių metimo aukštį ir galią. Pailginus šią ranką, dešinė taurė pakils aukščiau ir mėtysis toliau, o kairė ranka nusileis žemiau ir mesti trumpiau. Sutrumpinę šią ranką, jūs gaunate priešingą efektą. Tai dviejų puodelių ekvalaizerio reguliavimo taškas.

Keletas kitų kintamųjų lemia tinkamą mašinos darbą. Vienas iš jų yra rutulio dydis. Aš naudojau 15 mm plieno rutulį. Mažesniam ar didesniam rutuliui reikės pakeisti visus kitus kintamuosius. Antrasis kintamasis yra variklio greitis. Norint valdyti variklio apsisukimų dažnį, jums reikės reguliuojamo maitinimo šaltinio arba variklio valdiklio. Mano atveju naudojau kintamą 12 voltų sieninę karpą.

Mano mašinos reguliavimo permacijų skaičiavimai:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 10 * 2 * 4 = 327, 680 (daug didesnis nei mano pradinis įvertinimas, kai kiekvienai rankai ar atstumui daviau tik 3 koregavimo taškus) Nežinia, kiek iš jų veiks.

3 žingsnis: kai kurie koregavimo patarimai …

Kai mašina sukonstruota, laikas ją pradėti eksploatuoti. Pradėjau tiesiog bandydama, kad vienas kamuolys būtų užmestas ir užkimštas kitos taurės. Pradedu nustatydamas apsisukimų dažnį maždaug 80 aps./min. Kamuolys turi būti mestas taip, kad jis sulenktų į viršų, o tada nukristų prieš pat ilgo puodelio strypo centrą (arba pagrindinį guolio tvirtinimo tašką). Tada jis atsimuša į grindis toje pusėje, kuri yra arčiausiai gaudyklės. Jei kamuolys metamas per toli, greičiausiai puodeliai kyla per aukštai ir juos reikia nuleisti sutrumpinus trumpus variklio rankos tvirtinimo taškus. Jei kamuolys nėra išmestas pakankamai toli, reikia pailginti trumpus variklio svirties priedus. Kitas būdas atlikti šiuos pakeitimus yra pakeisti pagrindinės taurės rankos tvirtinimo tašką (žr. Ankstesnio žingsnio 2 specifikaciją).

Jei vienas puodelis meta kamuolį per toli, o kitas - nepakankamai toli, tuomet jūs sprendžiate šį skirtumą sureguliuodami ilgą variklio ranką. (žr. ankstesnio veiksmo 7 specifikaciją).

Tam tikru momentu gali tekti padidinti arba sumažinti atstumą tarp pagrindinio guolio ir grindų, kad pakeistumėte rutulio sustojimo laiką arba kiek laiko rutulys praleidžia ore. Tai yra tada, kai tai tikrai tampa menu, o ne tiek mokslu, kad jūs tiesiog turite su juo žaisti.

Variklio greitis: mano mašina optimaliai veikia maždaug 80 aps./min. Tai taip pat priklauso nuo kitų nustatymų, todėl jums reikia kažkaip pakeisti variklio apsisukimų dažnį. Jei apsisukimų dažnis yra per greitas, kamuolys neturi laiko įsėsti į puodelių kišenę, jis tiesiog atšoka į taurę, o paskui metamas klaidingai. Jei apsisukimų dažnis yra per lėtas, kamuolys nėra pakankamai išmestas arba gavimo taurė negali sugauti atšokusio kamuolio.

Šokinėjantis paviršius: jums reikia paviršiaus, kuriuo galėtumėte atmušti kamuolį. Aš naudoju keramines plytelių grindis savo bute, nes plieninis rutulys ant jų labai gerai atsimuša. Išbandžiau spąstus ir jie tiesiog nesugrįžo pakankamai aukštai (ir buvo labai triukšmingi.)

4 žingsnis: paskutinės pastabos…

1 uždavinys: kas nors tai sukonstruos mašinų parduotuvėje, naudodamas profesionalius įrankius. Turėjau tik pjūklą ir rankinį grąžtą.

2 iššūkis: sukurkite nedidelį, naudodami 3D spausdintuvą, kad galėtumėte naudoti 10 mm rutulį. Tai būtų šaunu, bet nežinau, kokį atmušimo paviršių galėtumėte naudoti, išskyrus keramines ar cementines grindis.

3 iššūkis: sužinokite, kur yra originali Claude'o Shannono žongliravimo mašina, ir pasakykite mums visiems. Padarykite vaizdo įrašą apie tai, kaip jis veikia. Bent jau iš arti nufotografuokite jo mašinos detales. Iš lūpų man burna burna.

Pastaba: ar radau aukščiau pateiktą Claude Shannons mašinos nuotrauką, kuri yra šiek tiek apšviečianti, bet nepakankamai išsami, kad parodytų rankos priedų ir guolių specifiką ir kokį variklį jis naudojo. Nežinia, kur padaryta ši nuotrauka. MIT, jo namai, Mičiganas?

Visų pirma linksminkitės ir dėkoju Claude'ui Shannonui už pasidalinimą savo blizgesiu!