Kako izgraditi stroj za žongliranje Claudea Shannona: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Claude Shannon bio je briljantan inženjer/matematičar koji je stvorio teoriju informacija i u osnovi nas blagoslovio digitalnim svijetom. Bio je žongler i monociklist i stvorio je prvi stroj za žongliranje. Odlučio sam izgraditi stroj za žongliranje prema njegovu dizajnu, iako nam nije ostavio nikakve specifikacije za njegovu izradu. Gledajući video zapis njegova stroja i dva druga stroja izgrađena na fakultetu, došao sam do radnog stroja. Želim podijeliti specifikacije svog stroja u nadi da će netko s pravim strojnim vještinama izgraditi mnogo ljepši radni stroj. Sada stroj koji sam izgradio funkcionira iznenađujuće dobro s obzirom na to da je napravljen uglavnom od smeća koje sam imao okolo ili dijelova iz drugih projekata, ima mali zazor motora, montiran je na okvir koji samo leži na nekim udžbenicima na podu, a ima motor koji ponekad sam odlučuje ubrzati ili usporiti.

Molimo pogledajte video. Sljedeći koraci pokazat će osnovnu konstrukciju, specifikacije i kako prilagoditi snagu i položaj ruke za bacanje loptice.

Primijetite i da u mom videu, koji počinje oko 0:40, odskakuće loptice prate simbol beskonačnosti. Zanimljiv.

Izazivam svakoga da izgradi stvarno lijepo obrađen stroj za žongliranje s metalom ili čak 3D printom. Vidio sam nekoliko zahtjeva na internetu za radnom mašinom za žongliranje, ali čini se da nitko nema na raspolaganju.

Druga mogućnost bila bi simulacija radnog stroja na Matlabu ili nekom simulacijskom softveru.

Ako netko zna gdje se nalazi stroj za žongliranje Claudea Shannona, bio bih mu zahvalan. Žao mi je što nije objavio detalje svog dizajna. I nekoliko fotografija njegova stroja bi puno reklo.

Na kraju, samo želim izraziti veliku zahvalnost Claudeu Shannonu na pružanju temelja našem digitalnom svijetu.

Evo videozapisa Claudea Shannona i njegovog stroja za žongliranje: Claude Shannon Jugging

Korak 1: Osnovna struktura strojeva za žongliranje

Okvir: okvir je samo nekoliko dasaka za rezanje od bambusa koji su relativno teški i dobro se montiraju za ostale dijelove. Možete koristiti bilo što, ali shvatite da ćete možda morati pomaknuti nosač motora.

Glavni ležaj: glavni ležaj je osovina bicikla koja je smještena u dva nosača ležaja. Kupila sam ih zasebno, ali savršeno pristaju i nema apsolutno nikakve igre. Nemojte misliti da možete pobijediti ovaj smjer.

Glavni krak čaše: Koristio sam štapove za pecanje od karbonskih vlakana za krak čaše. Koristio sam manji komad koji je savršeno pristajao na osovinu bicikla, a zatim ga epoksidirao unutar rupe na glavnom kraku čaše. Vrlo krut i odlično radi.

Šalice: čaše ili ruke samo su neka spužvasta pjena (pjena za pakiranje računala) vruće zalijepljena na kartonski trokut. Unutar kartona nalazi se vinilni trokut izrađen od vinilne bilježnice. Čvršća površina vinila drži i otpušta čeličnu kuglu dosljednije od kartona. Vjerojatno možete smisliti bolje šalice, ali to je bilo sve što sam imao oko sebe. Mislio sam da bi možda isječena vesla za ping pong najbolje funkcionirala, ali su nekako teška. Šalice trebaju biti što svjetlije.

Nosač motora: Motor montiram na bambusovu ploču pomoću aluminijskog nosača motora. Morat ćete ga pomicati tako da je pomični nosač idealan, ali nisam imao dobar način za to. Pa sam samo morao sve odvrnuti, pomaknuti, ponovno uvrnuti. Potrebno je vrijeme. No nosač nije previše kritičan - samo ga držite u osnovi ispod mjesta gdje je duga motorna ruka pričvršćena na glavčinu šalice.

Adapter osovine motora: trebate na neki način pričvrstiti osovinu motora na kratki krak. Našao sam ove adaptere od 5 mm koji su savršeni.

Mala motorna ruka: kratka ruka je komad ravnog aluminija. Lako se izbuše rupe i vjerojatno ćete ih izbušiti nekoliko dok ne pronađete idealnu točku za podešavanje.

Velika motorna ruka: dvije kopče (8 mm) s navojnom šipkom između njih omogućuju dobro podešavanje. Potrošit ćete mnogo vremena na namještanje ove ruke.

Korak 2: Specifikacije

Postoji oko 9 kritičnih dužina ruku, točaka pričvršćivanja i drugih specifikacija koje se moraju uzeti u obzir pri pokretanju ovog stroja. Zapravo sam izračunao permutacije samo za moguće prilagodbe koje mogu izvršiti na svom stroju i pokazalo se da ih je oko 60 000. Od toga, ne znam koliko bi zapravo funkcioniralo.

Gledajući gornji dijagram, objasnit ću svako mjerenje.

1. Udaljenost između džepova dviju šalica (ili ruku) u mom slučaju je 54 centimetra. Postavljanje dviju šalica preblizu neće dopustiti dovoljno prostora da lopta odskoči, a ako ih postavite previše udaljene, lopta će odskočiti prekratko da bi bila uhvaćena u drugu šalicu. No, ruka bi trebala biti podesiva, a to sam učinio postavljanjem dvije čaše na dva unutarnja dijela štapa za ribolov koji klize unutar većeg glavnog stupa. Zatim sam vruće zalijepila manje na mjestu.

2. Motor je pričvršćen na dvije ruke, kratku i dužu. Duži je pričvršćen na potpornu ruku šalice oko 7,3 cm od glavnog ležaja na kojem se okreće glavni krak čaše.

3. Glavni ležaj je udaljen oko 24 cm od tla ili površine na koju će lopta odskočiti. U mom slučaju dodajem ili oduzimam udžbenik na koji počiva okvir stroja. Nije idealno postavljanje. Zaista, okvir mora biti ili jako težak ili na neki način pričvršćen za pod. Kad moj stroj radi, on se zapravo malo ljulja i takva igra nije dobra ideja jer utječe na vrijeme rada stroja, 4. Udaljenost od glavnog ležaja do osovine motora iznosi oko 15 cm.

5. Udaljenost od okomitog poravnanja glavnog ležaja i osovine motora iznosi 10 cm. Čini se da ova udaljenost nije kritična.

6. Udaljenost od osovine motora do točke pričvršćivanja duže ruke na kraćoj poluzi iznosi 4,5 cm. Ova je ruka ključna za podešavanje najviše i najniže točke obje čaše. Ako trebate loptu da se baci dalje, produžite udaljenost na kratkoj ruci. Ako trebate obje čaše za bacanje manje snažno, onda je skratite.

7. Duža ruka motora vjerojatno je najprikladnija točka na stroju. Zato sam ga jednostavno prilagodio pomoću dvije kopče i navojne šipke. To je jedina točka u kojoj možete različito promijeniti visinu i snagu bacanja čaša. Produženjem ove ruke desna će šalica ići više i bacati dalje, a lijeva će se spuštati i bacati kraće. Skraćivanjem ove ruke dobivate suprotan učinak. To je točka podešavanja ekvilajzera za dvije šalice.

Nekoliko drugih varijabli utječe na pravilan rad stroja. Jedan je veličina lopte. Koristio sam čeličnu kuglu od 15 mm. Manja ili veća lopta zahtijevat će promjenu svih ostalih varijabli. Druga varijabla je brzina motora. Za kontrolu broja okretaja motora trebat će vam podesivo napajanje ili regulator motora. U mom slučaju koristio sam promjenjivu zidnu bradavicu od 12 volti.

Moji izračuni permutacija podešavanja stroja:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 10 * 2 * 4 = 327, 680 (mnogo više od moje prvotne procjene u kojoj sam svakoj ruci ili udaljenosti dao samo 3 točke prilagodbe) Nisam siguran koliko bi od toga uspjelo.

Korak 3: Neki savjeti za prilagodbu …

Nakon što je stroj izgrađen, vrijeme je da ga pokrenete. Počeo sam tako što sam samo pokušao jednu loptu baciti i uhvatiti za drugu šalicu. Započinjem postavljanjem broja okretaja oko 80 o / min. Kuglu treba baciti tako da se izvije prema gore, a zatim pasti neposredno prije središta dugačke šipke (ili glavne točke pričvršćivanja ležaja). Zatim odskoči na pod sa strane najbliže šalici za hvatanje. Ako je lopta bačena predaleko, vjerojatno se šalice dižu previsoko i treba ih spustiti skraćivanjem kratkih točaka pričvršćivanja kraka motora. Ako se lopta ne baca dovoljno daleko, potrebno je produžiti kratke nastavke motorne ruke. Drugi način za ove prilagodbe je promjena točke pričvršćivanja duge ruke na glavnoj šalici (vidi specifikaciju 2 u prethodnom koraku).

Ako jedna šalica baca loptu predaleko, a druga je ne baca dovoljno daleko, riješite ovu razliku podešavanjem dugačke ruke motora. (vidi specifikaciju 7 u prethodnom koraku).

U nekom ćete trenutku možda morati povećati ili smanjiti udaljenost između glavnog ležaja i poda kako biste promijenili vrijeme boravka lopte ili koliko vremena lopta provodi u zraku. Tada to zaista postaje umjetnost, a ne toliko znanost pa se jednostavno morate igrati s njom.

Brzina motora: moj stroj radi optimalno na oko 80 o / min. To također ovisi o drugim prilagodbama pa vam je potreban neki način za promjenu broja okretaja motora. Ako su okretaji prebrzi, lopta nema vremena sjesti u džep čaša, već samo skače po šalici, a zatim se neredovito baca. Ako je broj okretaja prespor, lopta se ne baca dovoljno daleko ili šalica za prijem nije u položaju da uhvati odskočnu loptu.

Odskočna površina: potrebna vam je površina za odbijanje lopte. U stanu koristim pod od keramičkih pločica jer čelična kugla jako dobro odskače po njoj. Probao sam snare bubanj i jednostavno se nije vratio dovoljno visoko (i bio je super bučan).

Korak 4: Završne napomene …

Izazov 1: netko će ovo izgraditi u strojarnici koristeći profesionalne alate. Imao sam samo nožnu pilu i ručnu bušilicu.

Izazov 2: Izgradite mali pomoću 3D pisača za korištenje kuglice od 10 mm. To bi bilo super, ali ne znam koju odbojnu površinu možete koristiti osim keramičkog ili cementnog poda.

Izazov 3: saznajte gdje se nalazi originalni stroj za žongliranje Claudea Shannona i recite nama ostalima. Napravite video zapis o tome kako radi. U najmanju ruku snimite fotografije detalja svog stroja izbliza. Usta mi se suze na izgledu.

Napomena: jesam li pronašao gornju fotografiju stroja Claude Shannons koja je malo prosvjetljujuća, ali nedovoljno detaljna da pokaže specifičnosti dodataka i ležajeva za ruke te kakav je motor koristio. Nisam siguran gdje je ova slika snimljena. MIT, njegov dom, Michigan?

Iznad svega, zabavite se i zahvalite Claudeu Shannonu što je podijelio svoju brilijantnost!