วิธีการสร้าง Harmonograph โรตารีลูกตุ้มสามลูก

ฮาร์โมโนกราฟเป็นอุปกรณ์เชิงกลที่ใช้การแกว่งลูกตุ้มการวาดภาพ ฮาร์โมกราฟเฉพาะนี้ออกแบบโดย Karl Sims แต่โดยทั่วไปแล้วเชื่อกันว่าฮาร์โมกราฟฟิคโดยนักคณิตศาสตร์ชาวสก็อตฮิวจ์แบล็กเบิร์นคิดค้นขึ้นในปี พ.ศ. 2387 มีฮาร์โมกราฟิคประเภทอื่น ๆ แต่ประเภทโรตารี่ 3 ลูกตุ้มนี้ให้ผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจมากมายและค่อนข้างง่ายที่จะสร้างเมื่อคุณตัดสินใจเลือกแบบและได้รับวัสดุและเครื่องมือที่เหมาะสม นี่เป็นโครงการที่ยอดเยี่ยมสำหรับเด็ก ๆ และสามารถส่งผลให้เกิดการทดลองที่ไม่มีที่สิ้นสุดเพื่อสร้างการออกแบบทางเรขาคณิตประเภทใหม่

ลูกตุ้มด้านข้างสองอันแกว่งไปมาในมุมฉากซึ่งกันและกันโดยมีแขนเชื่อมต่อกับปากกา หนึ่งเลื่อนปากกาจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งและอันที่สองเลื่อนจากด้านหน้าไปด้านหลังบนกระดาษ ลูกตุ้ม 'แบบหมุน' อันที่สามจะเคลื่อนกระดาษโดยแกว่งไปมาบนแกนใด ๆ หรือเป็นวงกลมในขณะที่ปากกากำลังวาดอยู่ การเคลื่อนไหวรวมกันของลูกตุ้มทั้งสามทำให้เกิดการวาดภาพ

ขั้นตอน

1. หนึ่ง สร้างโต๊ะที่แข็งแรง . ท็อปโต๊ะนี้เป็นไม้อัดหนา 3'x3 'สี่เหลี่ยม 3/4' ขาเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส1½ 'x 1½' และยาวประมาณ 37 'โดยมีไม้ค้ำยันสามเหลี่ยมตัดจากชิ้นไม้1½' x 8'x 12 ' ขากางออกเล็กน้อยเพื่อให้โต๊ะมีความแข็งแรงและเพื่อให้ลูกตุ้มหมุนแกว่งโดยไม่ชนขา
   • ขันสกรูและ / หรือกาวเหล็กจัดฟันเข้ากับขาก่อนจากนั้นตัดยอดเข้าด้วยกันในมุมเล็กน้อยด้วยโต๊ะหรือเลื่อยวงเดือน
   • ปรับความยาวขาเพื่อให้โต๊ะสูงประมาณ 37 '
   • หากคุณต้องการให้พอดีกับโต๊ะผ่านทางเข้าประตูโดยไม่ต้องถอดขาคุณอาจต้องใช้ขาและลูกตุ้มที่สั้นกว่าเล็กน้อย
2. 2 เจาะรู สำหรับลูกตุ้ม เจาะรู 3 รูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 'ผ่านพื้นผิวโต๊ะเพื่อให้ลูกตุ้มแขวนผ่าน รูสำหรับลูกตุ้มแบบหมุนควรอยู่ตรงกลางที่มุมประมาณ 8 'จากแต่ละด้านโดยให้พ้นจากขารั้งด้านล่าง อีกสองรูควรอยู่ในแนวเดียวกันใกล้กับขอบด้านตรงข้ามประมาณ 8 'จากด้านทั่วไปและ 3' จากอีกด้านหนึ่ง คุณจะต้องมีดอกสว่านวงกลมขนาดใหญ่พิเศษสำหรับสิ่งนี้ หรือคุณสามารถเจาะรูเล็ก ๆ ก่อนจากนั้นตัดช่องที่กว้างขึ้นด้วยจิ๊กซอว์
3. 3 ติดแผ่นโลหะสองแผ่น (ประมาณ1¼ 'x 4') ที่ด้านข้างของรูลูกตุ้มด้านข้างทั้งสองรูแล้วเจาะช่องเล็ก ๆ ตรงกลางของแต่ละแผ่น
   • เริ่มการเยื้องในแผ่นโลหะด้วยดอกสว่านขนาดเล็ก (เช่น 1/8 ') จากนั้นต่อด้วยบิตที่ใหญ่กว่า (เช่น 1/4') ระวังอย่าเจาะจนสุด
   • หากคุณไม่มีสว่านกดที่ดีการจัดตำแหน่งการเยื้องของเพลทบนโต๊ะอาจทำได้ง่ายกว่าหลังจากที่คุณสร้างศูนย์กลางบล็อกด้วยสกรูที่ยื่นออกมาด้านล่างเนื่องจากอาจเป็นเรื่องยากที่จะวางตำแหน่งสกรูในบล็อกให้ถูกต้องในภายหลังเพื่อให้สอดคล้องกับการเยื้อง
4. 4 สร้างลูกตุ้ม. เพลาลูกตุ้มทำจากเดือยไม้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 'ยาว 3/4' บล็อกไม้เนื้อแข็งไม้โอ๊ค 3/4 'x 1½' ถูกใช้เป็นศูนย์กลางเพื่อให้ลูกตุ้มวางตัวและโยกไปมาบนโต๊ะโดยมีแรงเสียดทานน้อยที่สุด สำหรับลูกตุ้มด้านข้างทั้งสองข้างให้ใช้บล็อกยาว 5 'และสำหรับลูกตุ้มแบบหมุนให้ใช้บล็อกยาว2¼' เจาะรู 3/4 'ผ่านตรงกลางของแต่ละบล็อกและขันสกรู1¼' # 10 ผ่านปลายแต่ละด้าน เคล็ดลับของสกรูจะวางอยู่ในรอยเว้าของแผ่นโลหะบนโต๊ะเพื่อให้เข้าที่ขณะโยก
5. 5 ใส่เดือยผ่านรู 3/4 'ในแต่ละบล็อกศูนย์กลาง กาวและ / หรือสกรูให้ปลายสกรูอยู่ที่ 12 'จากปลายด้านบนของเดือยและคว่ำลง ลูกตุ้มควรห้อยลง 36 'ใต้พื้นผิวด้านบนของโต๊ะโดยมีระยะห่างจากพื้นประมาณ 1'
6. 6 สร้าง gimbal ลูกตุ้มแบบหมุนต้องการกลไก gimbal ที่ช่วยให้แกว่งไปในทิศทางใดก็ได้ ทำจากแหวนโลหะขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน2½ 'และ 1' แหวนรองวางอยู่บนปลายสกรูที่ยื่นออกมาจากใต้โต๊ะจากนั้นลูกตุ้มจะวางอยู่บนแหวนรอง เจาะคู่ของการเยื้องเข้าไปในเครื่องซักผ้าในแต่ละด้านโดยห่างกัน 90 องศาระหว่างด้านข้างเพื่อให้โยกบนแกนตั้งฉากสองแกน
   • นี่คือมุมมองของ gimbal ลูกตุ้มแบบหมุนจากด้านบนและด้านล่างตาราง ในมุมมองด้านล่างให้สังเกตบล็อคไม้โอ๊ค (3/4 'x 1½' x 5 ') ที่รองรับสกรูสองตัว (1¾' # 10) ที่ยื่นออกมาในแนวทแยงมุม
7. 7 ยื่นลงไปที่ขอบด้านล่างของบล็อกเหล่านี้ตามต้องการเพื่อไม่ให้ลูกตุ้มกระแทกเมื่อมันหมุน ในทำนองเดียวกันยื่นลงที่มุมของบล็อกศูนย์กลางหากจำเป็นเพื่อไม่ให้กระแทกกับโต๊ะเมื่อแกว่ง
8. 8 แนบน้ำหนัก การยกน้ำหนัก2½ปอนด์จากร้านขายเครื่องกีฬาทำงานได้ดี แต่โดยทั่วไปจะมีรูภายใน 1 ' คุณสามารถวางตุ้มน้ำหนักหลาย ๆ ชิ้นและเลื่อนเข้าด้วยกันเข้ากับเดือยลูกตุ้มขนาด 3/4 'โดยใช้หัวนมท่อโลหะยาว 3/4' ยาว 5 นิ้วพร้อมกับขันเกลียว 3/4 'ถึง 1' ที่ปลายด้านล่าง แคลมป์เหล็กขนาด 1 นิ้วที่ติดกับเดือยจะช่วยแก้ไขน้ำหนักไม่ให้เลื่อนออกและช่วยให้ปรับความสูงของน้ำหนักได้ง่ายเพื่อให้ได้ความถี่ในการสวิงที่แตกต่างกัน
9. 9 สร้างแท่นกระดาษ ตัดด้านบนของเดือยลูกตุ้มหมุนประมาณ 1 'ดังนั้นจึงต่ำกว่าอีกสองอันเล็กน้อย จากนั้นติดบอร์ดขนาด 11'x11 'สี่เหลี่ยมจัตุรัส 1/8' ที่ด้านบนของลูกตุ้มนี้โดยใช้บล็อกไม้โอ๊คขนาดเล็กที่ติดกาวไว้เพื่อรองรับโดยมีรู 3/4 'สำหรับเดือย
   • พันเทปรอบด้านบนของเดือยเพื่อให้แน่นหรือแค่ติดกาว
   • ใช้แถบยางสองเส้นหรือคลิปบางอันเพื่อยึดกระดาษให้เข้าที่บนแท่น
10. 10 สร้างแขน เชื่อมไม้บัลซ่ายาว 30 นิ้วเข้ากับด้านบนของลูกตุ้มด้านข้างแต่ละอันโดยใช้เล็บบาง ๆ งอเล็บไปมาเล็กน้อยในบัลซ่าเพื่อให้แขนหมุนได้อย่างราบรื่นและขยับขึ้นลงเล็กน้อย รูตะปูจะค่อยๆคลายออกมากขึ้นในระหว่างการใช้งาน
11. สิบเอ็ด แนบแขนทั้งสองข้างเข้าด้วยกันโดยใช้ยางรัดสองข้างตามที่แสดง โปรดทราบว่าหากคุณวางแผนที่จะใช้ฮาร์โมโนกราฟของคุณเป็นประจำเช่นในสถานที่ในพิพิธภัณฑ์วิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับแขนเหล่านี้ซึ่งจะไม่สึกหรอเร็วเท่าที่จำเป็น
12. 12 แฟชั่นที่ใส่ปากกา ในการสร้างที่จับปากกาแบบธรรมดาให้เจาะรู 1/2 'ที่ปลายแขนข้างหนึ่งแล้วตัดตรงกลางแขนประมาณ 4' เพื่อทำเป็นอุปกรณ์คล้ายขาเสื้อผ้า หรือเพียงแค่ติดหมุดเสื้อผ้าจริงที่ปลายแขนข้างใดข้างหนึ่ง มีการแสดงรูปภาพของทั้งสองเวอร์ชัน
13. 13 ทำให้ตัวยกปากกา สะดวกในการยกและลดปากกาอย่างนุ่มนวลโดยไม่รบกวนการเคลื่อนไหวของลูกตุ้ม ในการทำเช่นนี้ให้สอดเสา 30 'เข้าไปในรูที่อยู่ใกล้ตรงกลางโต๊ะห่างจากแท่นกระดาษมากพอที่จะไม่โดนมัน (ประมาณ 12' จากรูลูกตุ้มแบบหมุน)
14. 14 ติดบล็อกไม้โอ๊คใต้โต๊ะเพื่อเจาะรูลึกและรองรับได้ดีขึ้น
15. สิบห้า ผูกเชือกเข้ากับแขน Balsa ที่พวกเขาเชื่อมต่อเข้าด้วยกันนำไปผ่านตาสกรูที่ด้านบนของเสาและกลับลงไปที่พุกหรือร่องเล็ก ๆ ที่สามารถจับปากกาไว้เหนือกระดาษได้จนกว่าคุณจะ พร้อมที่จะลดระดับลง โฆษณา

ถาม - ตอบชุมชน

ค้นหา เพิ่มคำถามใหม่

• คำถามความยาวและความกว้างของตารางคืออะไร? LeahlovesGod Top Answerer ความยาวเป็นการวัดที่ยาวที่สุดของตาราง ความกว้างคือความกว้างยิ่งด้านข้างของโต๊ะสั้นลง

ถามคำถามเหลือ 200 อักขระรวมที่อยู่อีเมลของคุณเพื่อรับข้อความเมื่อคำถามนี้ได้รับคำตอบ ส่ง
โฆษณา

วิดีโอ . การใช้บริการนี้อาจมีการแบ่งปันข้อมูลบางอย่างกับ YouTube

ผล

• เพื่อลดความซับซ้อนของสิ่งต่างๆคุณสามารถล็อคลูกตุ้มแบบหมุนได้โดยการคลายน้ำหนักนั้นออกเพื่อให้วางอยู่บนพื้นและป้องกันไม่ให้แท่นกระดาษแกว่งเลย แนบตุ้มน้ำหนักอื่น ๆ ที่ตำแหน่งต่ำสุดเพื่อเริ่มต้นเนื่องจากความเร็วปากกาที่ช้าลงมักจะทำให้เส้นเรียบกว่า หากลูกตุ้มอีกสองอันแกว่งพร้อมกันในความถี่เดียวกันคุณจะได้รูปแบบวงกลมวงรีหรือเส้นที่เรียบง่าย หากความถี่ต่างกันเล็กน้อยรูปแบบจะค่อยๆเปลี่ยนจากวงกลมเป็นเส้นและกลับมาอีกครั้งเมื่อมันสลายตัวซึ่งจะให้การออกแบบที่เหมือนตา เมื่อความถี่แตกต่างกันมากคุณอาจได้รับผลลัพธ์ที่ดูวุ่นวาย อย่างไรก็ตามหากคุณพบตำแหน่งที่อยู่ใกล้กับอัตราส่วน 'ฮาร์มอนิก' ของความถี่เช่น 3: 2 หรือ 4: 3 คุณจะได้รูปลิสซาจัสที่น่าพอใจรูปแปดตัวหรือรูปร่างคล้ายปลา
• ผลของลูกตุ้มแบบหมุนที่ 3 ช่วยเพิ่มความหลากหลายของผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ การออกแบบที่ดีที่สุดบางอย่างเกิดขึ้นเมื่อลูกตุ้มทั้งสามแกว่งด้วยความถี่ที่ใกล้เคียงกัน แต่ต่างกันเล็กน้อยโดยลูกตุ้มหมุนจะแกว่งไปมาในลักษณะเป็นวงกลม โปรดทราบว่ามวลของแท่นกระดาษที่อยู่ด้านบนของลูกตุ้มแบบหมุนทำให้มันแกว่งด้วยความถี่ที่ช้าลงเล็กน้อยเมื่อน้ำหนักทั้งหมดอยู่ที่ตำแหน่งต่ำสุดดังนั้นคุณจะต้องเพิ่มขึ้นเล็กน้อยหากต้องการให้ตรงกับความถี่ของอีกอัน สอง.
• การออกแบบรูปดาวต่างๆสามารถทำได้โดยการเพิ่มน้ำหนักทั้งลูกตุ้มด้านข้างหรือเพียงแค่ลูกตุ้มหมุนเพื่อให้อัตราส่วนความถี่ฮาร์มอนิก อัตราส่วน 3: 2 มักให้ผลลัพธ์เป็นรูปดาว 5 แฉกและอัตราส่วน 4: 3 มีแนวโน้มที่จะให้รูปดาว 7 แฉก

เคล็ดลับ

• แทนที่กระดาษและปากกาลองถาดทรายหรือผงละเอียดและตะปูหรือไม้แหลม รูปแบบเป็นสิ่งที่ไม่เที่ยงตรง แต่สามารถทำการทดลองได้อย่างต่อเนื่องในขณะที่คุณรู้สึกถึงอุปกรณ์
• ปรับความสูงของน้ำหนักลูกตุ้มเพื่อเปลี่ยนความถี่ในการแกว่ง ความถี่ของลูกตุ้มแตกต่างกันไปตามค่าผกผันของรากที่สองของความยาวดังนั้นหากต้องการแกว่งเร็วขึ้นสองเท่าความยาวระหว่างศูนย์กลางและศูนย์กลางมวลจะต้องเท่ากับ 1/4 ของความยาวเดิม (ซึ่งอาจ ไม่สามารถใช้งานได้จริงกับฮาร์โมกราฟนี้) สำหรับการเพิ่มความถี่ 3: 2 หรือ 4: 3 น้ำหนักจะเพิ่มขึ้นประมาณ 19 'หรือ 15' ตามลำดับแม้ว่าคุณควรทำการทดสอบเวลาเพื่อค้นหาและทำเครื่องหมายความสูงเหล่านี้ในการทดลอง
• ทดลองใช้ปากกาและเครื่องหมายประเภทและสีต่างๆ โดยทั่วไปปากกาที่มีความกว้างหรือปากกาบาง ๆ ดูเหมือนจะทำงานได้ดีที่สุด นี่คือบางส่วนที่ทำได้ดี:
  
  
  • Uniball GEL Impact เป็นสีเงินใช้กับกระดาษสีดำหรือสีเข้ม
  • Pigma Graphic 1 (1.0 มม.) สีดำใช้กับกระดาษสีขาวหรือสีอ่อน
  • ปากกา Sakura Identi สีดำสีม่วง ฯลฯ ใช้กับกระดาษสีขาวหรือสีอ่อน
• เพิ่มน้ำหนักให้ลูกตุ้มมากขึ้นเพื่อต่อต้านแรงเสียดทานและทำให้การแกว่งนานขึ้น ฉันพบว่า 5 ปอนด์ (2 x 2½) บนลูกตุ้มหมุนและ7½ปอนด์ (3 x 2½) ในอีกสองอันทำงานได้ดีพอสมควร โปรดทราบว่าการเพิ่มน้ำหนักให้มากขึ้นโดยทั่วไปไม่ได้เปลี่ยนความถี่ของลูกตุ้ม
• ทุกครั้งที่คุณแกว่งลูกตุ้มเพื่อวาดภาพใหม่เฟสและแอมพลิจูดที่สัมพันธ์กันของลูกตุ้มแต่ละอันจะแตกต่างกันไป ลองใช้ลูกตุ้มหมุนที่ไหนสักแห่งและลูกตุ้มด้านข้างเริ่มสร้างวงกลมในทิศทางเดียวกันหรือในทิศทางตรงกันข้าม ลองใช้ลูกตุ้มด้านข้างที่แกว่งไปมาในเฟสเพื่อสร้างเส้นทแยงมุม

การโฆษณาส่งเคล็ดลับการส่งเคล็ดลับทั้งหมดจะได้รับการตรวจสอบอย่างรอบคอบก่อนที่จะเผยแพร่ขอขอบคุณที่ส่งเคล็ดลับเพื่อตรวจสอบ!

สิ่งที่คุณต้องการ

• ไม้:
  • ไม้อัด 1 3/4 'x 3'x3' สำหรับท็อปโต๊ะ
  • 4 1½ 'x 1½' x 40 'สำหรับขา (รวมประมาณ 14')
  • 4 1½ 'x 8' x 12 'สำหรับการจัดฟันขา (รวมประมาณ 4')
  • 4 3/4 'x 4' เดือยสำหรับลูกตุ้มและตัวยกปากกา
  • 1 3/4 'x 1½' x 30 'ไม้โอ๊คเพื่อตัดสำหรับรองรับลูกตุ้มและอื่น ๆ
  • บอร์ด 1 11 'x 11' x 1/8 'สำหรับแท่นวางกระดาษ
• ร้านฮาร์ดแวร์:
  • หัวนมท่อโลหะยาว 3 3/4 'x 5' (ส่วนท่อประปา)
  • บูชท่อโลหะ 3 3/4 'ถึง 1'
  • ที่หนีบเหล็ก 3 1 '
  • แผ่นโลหะ 4 1¼ 'x 4' (หรือแผ่น 2 1¼ 'x 8' ตัดครึ่ง)
  • เครื่องซักผ้าโลหะขนาดใหญ่ 1 เครื่องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก2½ 'เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 1' สำหรับ gimbal
  • 1 สกรูตาสำหรับตัวยกปากกา
  • ดอกสว่านต่างๆ: 3 'วงกลม, 3/4', 1/8 'ฯลฯ
  • สกรู # 10 ต่างๆ (1 ', 1¼', 1½ ', 1¾', 2 ', 3')
  • เล็บบาง ๆ
  • เครื่องมือ: สว่านเลื่อยค้อนเทปวัดตะไบกระดาษทราย ฯลฯ
• ร้านขายเครื่องกีฬา:
  • น้ำหนัก2½ปอนด์พร้อมรู 1 '8 ถึง 12 หลุม
• ร้านขายอุปกรณ์ศิลปะ:
  • 2 1/2 'x 1/4' x 30 'balsa (และอาจเป็นอะไหล่หรือสองชิ้น)
  • ปากกาต่างๆเช่น Silver Uni-Ball GEL Impact, Pigma Graphic 1 (1.0mm) และ Sakura Identi Pen
  • เชือกและยางรัด
  • กระดาษ8½ 'x 11' (หรือ 9 'x 12') บ้างดำบ้างขาวบ้าง