Kako sestaviti stroj za žongliranje Claude Shannon: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Claude Shannon je bil sijajen inženir/matematik, ki je ustvaril teorijo informacij in nas v bistvu blagoslovil z digitalnim svetom. Bil je žongler in kolesar in ustvaril je prvi stroj za žongliranje. Odločil sem se, da bom izdelal stroj za žongliranje na podlagi njegove zasnove, čeprav nam ni pustil nobenih specifikacij za izdelavo. Z ogledom videoposnetka njegovega stroja in dveh drugih univerzitetno izdelanih strojev sem prišel do delujočega stroja. Želim deliti specifikacije svojega stroja v upanju, da bo nekdo z resničnimi strojnimi veščinami zgradil veliko lepši delovni stroj. Zdaj stroj, ki sem ga zgradil, deluje presenetljivo dobro, saj je narejen iz večinoma smeti, ki sem jih imel naokoli, ali delov iz drugih projektov, ima malo zračnosti motorja, je nameščen na okvir, ki le leži na nekaterih učbenikih na tleh in ima motor, ki se včasih odloči pospešiti ali upočasniti sam.

Oglejte si video. Naslednji koraki bodo pokazali osnovno konstrukcijo, specifikacije in kako prilagoditi moč in postavitev roke za metanje žoge.

Opazite tudi, da v mojem videu, ki se začne okoli 0:40, odbijajoče kroglice sledijo simbolu neskončnosti. Zanimivo.

Izzivam vsakogar, naj zgradi resnično lepo obdelano žonglersko napravo s kovino ali celo s 3D tiskanjem. Na internetu sem videl nekaj zahtev za delujoč stroj za žongliranje, vendar se zdi, da nihče nima na voljo.

Druga možnost bi bila simulacija delujočega stroja v Matlabu ali kakšne simulacijske programske opreme.

Če kdo ve, kje se nahaja žonglerski stroj Claudea Shannona, bi bil zelo hvaležen. Žal mi je, da ni objavil nobenih podrobnosti o svoji zasnovi. Nekaj fotografij njegovega stroja bi veliko povedalo.

Nazadnje bi se rad zahvalil Claudu Shannonu, ki je zagotovil temelje za naš digitalni svet.

Tukaj je videoposnetek Clauda Shannona in njegovega žonglerskega stroja: Claude Shannon Jugging

1. korak: Osnovna struktura strojev za žongliranje

Okvir: okvir je le nekaj bambusovih rezalnih desk, ki so relativno težke in dobro pritrdijo na druge dele. Uporabite lahko karkoli, vendar se zavedajte, da boste morda morali malo premakniti nosilec motorja.

Glavni ležaj: glavni ležaj je kolesna os, ki je nameščena v dveh nosilcih ležajev. Kupil sem jih ločeno, vendar se popolnoma prilegajo in ni nobene igre. Ne mislite, da lahko premagate to smer.

Glavna roka skodelice: za roko skodelice sem uporabil palice iz ribiških palic iz ogljikovih vlaken. Uporabil sem manjši kos, ki se popolnoma prilega osi kolesa, nato pa ga epoksiral v luknjo v glavni roki skodelice. Zelo trd in odlično deluje.

Skodelice: skodelice ali roke so le gobica (računalniška pena), vroče lepljena na kartonski trikotnik. Znotraj kartona je vinilni trikotnik iz vinilnega prenosnika. Trša površina vinila drži in sprošča jekleno kroglo dosledneje kot karton. Verjetno lahko ugotovite boljše skodelice, toda to je bilo vse, kar sem imel. Mislil sem, da bi morda najbolj razrezana vesla za namizni tenis, vendar so nekako težka. Skodelice morajo biti čim lažje.

Nosilec motorja: motor namestim na bambusovo ploščo z aluminijastim nosilcem motorja. Morali ga boste premakniti, zato je premični nosilec idealen, vendar tega nisem imel na dober način. Tako sem moral vse odviti, premakniti, priviti nazaj. Potrebuje čas. Toda nosilec ni preveč kritičen - v bistvu ga držite pod tistim, kjer je dolga ročica motorja pritrjena na glavno ročico.

Adapter osi motorja: potrebujete način pritrditve osi motorja na kratko roko. Našel sem te 5 mm adapterje, ki so bili popolni.

Majhna motorna roka: kratka roka je kos ravnega aluminija. Enostavno vrtanje lukenj in verjetno jih boste izvrtali več, dokler ne najdete idealne nastavitvene točke.

Velika motorna roka: dve zaponki (8 mm) z navojno palico med njima omogočata dobro nastavitev. Za prilagajanje te roke boste porabili veliko časa.

2. korak: Specifikacije

Pri zagonu tega stroja je treba upoštevati približno 9 kritičnih dolžin rok, pritrdilnih točk in drugih specifikacij. Pravzaprav sem izračunal permutacije samo za možne prilagoditve, ki jih lahko naredim na svojem stroju, in izkazalo se je, da jih je približno 60 000. Od tega ne vem, koliko bi jih dejansko delovalo.

Če pogledam zgornji diagram, bom razložil vsako meritev.

1. Razdalja med žepoma dveh skodelic (ali rok) v mojem primeru je 54 centimetrov. Če dve skodelici postavite preblizu, žogica ne bo odbila dovolj prostora, če pa jih postavite preveč narazen, bo žogica prekratka, da bi jo lahko ujeli v drugo skodelico. Roka pa mora biti nastavljiva in to sem naredil tako, da sem dve skodelici postavil na dva notranja dela ribiške palice, ki drsita znotraj večjega glavnega droga. Nato sem vroče zlepil manjše.

2. Motor je pritrjen na dve roki, kratko in daljšo. Daljša je pritrjena na nosilno roko skodelice približno 7,3 cm od glavnega ležaja, na katerem se vrti glavna roka skodelice.

3. Glavni ležaj je oddaljen približno 24 cm od tal ali površine, na katero se bo žogica odbijala. V mojem primeru dodam ali odštejem učbenik, na katerem počiva okvir stroja. Ni idealna postavitev. Resnično mora biti okvir res težek ali na nek način pritrjen na tla. Ko moj stroj deluje, se pravzaprav nekoliko ziba in takšna igra ni dobra ideja, saj vpliva na čas delovanja stroja, 4. Razdalja od glavnega ležaja do osi motorja je približno 15 cm.

5. Razdalja od navpične poravnave glavnega ležaja in osi motorja je 10 cm. Zdi se, da ta razdalja ni kritična.

6. Razdalja od osi motorja do daljše pritrdilne roke na krajši roki je 4,5 cm. Ta roka je ključnega pomena za prilagajanje najvišje in najnižje točke obeh skodelic. Če želite žogico metati dlje, podaljšajte razdaljo na kratki roki. Če rabite obe skodelici manj močno, jo skrajšajte.

7. Daljša ročica motorja je verjetno najbolj prilagojena točka na stroju. Zato sem ga enostavno nastavil z dvema zaponkama in navojno palico. To je edina točka, na kateri lahko različno spreminjate višino in moč metanja skodelic. S podaljšanjem te roke se bo desna skodelica dvignila in vrgla dlje, leva roka pa bo šla nižje in vrgla krajše. S skrajšanjem te roke dobite nasprotni učinek. To je nastavitvena točka izenačevalnika za dve skodelici.

Nekaj drugih spremenljivk vpliva na pravilno delovanje stroja. Ena je velikost žoge. Uporabil sem 15 mm jekleno kroglo. Manjša ali večja žoga bo zahtevala spremembo vseh drugih spremenljivk. Druga spremenljivka je hitrost motorja. Za krmiljenje vrtljajev motorja boste potrebovali nastavljiv napajalnik ali krmilnik motorja. V mojem primeru sem uporabil spremenljivo 12 -voltno stensko bradavico.

Moji izračuni permutacij strojnih nastavitev:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 10 * 2 * 4 = 327, 680 (precej višje od moje prvotne ocene, kjer sem vsaki roki ali razdalji dal le 3 nastavitvene točke) Ne vem, koliko od teh bi delovalo.

3. korak: Nekaj nasvetov za prilagoditev …

Ko je stroj zgrajen, je čas, da začne delovati. Začel sem s tem, da sem samo poskušal, da bi eno žogo vrgel in ujel za drugo skodelico. Začnem z nastavitvijo vrtljajev okoli 80 vrt / min. Žogo je treba metati tako, da se oboka in nato pade tik pred sredino dolge skodelice (ali glavno točko pritrditve ležaja). Nato odskoči na tla na strani, ki je najbližja lovilni skodelici. Če je žoga vržena predaleč, se skodelice verjetno dvignejo previsoko in jih je treba spustiti s skrajšanjem krajev pritrditve kratkih ročic motorja. Če žoga ni metana dovolj daleč, je treba kratke nastavke motorne roke podaljšati. Drug način za te prilagoditve je, da spremenite točko pritrditve dolge roke na glavnem ročaju skodelice (glejte specifikacijo 2 v prejšnjem koraku).

Če ena skodelica meče žogo predaleč, druga pa jo ne meče dovolj daleč, potem to razliko odpravite tako, da nastavite dolgo roko motorja. (glej specifikacijo 7 v prejšnjem koraku).

V določenem trenutku boste morda morali povečati ali zmanjšati razdaljo med glavnim ležajem in tlemi, da spremenite čas zadrževanja žoge ali koliko časa žoga preživi v zraku. Takrat res postane umetnost in ne toliko znanost, zato se morate le igrati z njo.

Hitrost motorja: moj stroj deluje optimalno pri približno 80 vrt / min. To je odvisno tudi od drugih nastavitev, zato potrebujete način za spreminjanje vrtljajev motorja. Če je število vrtljajev prehitro, žoga nima časa, da bi se usedla v žep skodelic, le poskakuje po skodelici in se nato nepravilno vrže. Če je število vrtljajev prepočasno, žoga ne bo vržena dovolj daleč ali pa sprejemna skodelica ni v položaju, da bi ujela odskočno žogo.

Odbijajoča površina: potrebujete površino za odbijanje žoge. Tla iz keramičnih ploščic uporabljam v svojem stanovanju, ker jeklena krogla na njem res dobro odskoči. Poskusil sem z bobnom in se preprosto ni vrnil dovolj visoko (in bilo je zelo hrupno.)

4. korak: Končne opombe …

Izziv 1: nekdo to zgradi v strojnici s profesionalnimi orodji. Imel sem samo žago in ročni vrtalnik.

Izziv 2: z uporabo 3D tiskalnika sestavite majhnega, da uporabite 10 mm kroglo. To bi bilo kul, vendar ne vem, katero odbojno površino bi lahko uporabili razen keramičnih ali cementnih tal.

3. izziv: ugotovite, kje je prvotni stroj za žongliranje Claudea Shannona, in to povejte ostalim. Posnemite videoposnetek o tem, kako deluje. Vsaj posnemite podrobnosti svojega stroja od blizu. Pri obetih mi izsušijo usta.

Opomba: sem našel zgornjo fotografijo stroja Claude Shannons, ki je malo razsvetljujoča, vendar ni dovolj podrobna, da bi pokazala posebnosti ročnih nastavkov in ležajev ter kakšen motor je uporabil. Nisem prepričan, kje je bila ta slika posneta. MIT, njegov dom, Michigan?

Predvsem se zabavajte in se zahvalite Claudeu Shannonu, da je delil svojo briljantnost!