Hogyan építsünk Claude Shannon zsonglőrgépet: 4 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Claude Shannon ragyogó mérnök/matematikus volt, aki információelméletet alkotott, és alapvetően megáldott minket a digitális világgal. Zsonglőr és uniciklista volt, és megalkotta az első zsonglőrgépet. Úgy döntöttem, hogy az ő tervei alapján cselgáncsozógépet építek, bár nem hagyott nekünk semmilyen specifikációt az építéshez. A gépéről és két másik egyetemen épített gépről készült videót nézve egy működő gépre jutottam. Szeretném megosztani a gépem specifikációit abban a reményben, hogy valaki, aki igazi gépészképességgel rendelkezik, sokkal szebb munkagépet épít. Most az a gép, amelyet felépítettem, meglepően jól működik, tekintve, hogy többnyire szemétből készült, amit hevertem, vagy más projektek alkatrészeiből, van egy kis motorhajtómű -holtjátéka, egy keretre van szerelve, amely csak néhány padlón lévő tankönyvre támaszkodik, és olyan motorja van, amely néha úgy dönt, hogy önmagában gyorsít vagy lassít.

Kérjük, nézze meg a videót. A következő lépések bemutatják az alapkonstrukciót, a specifikációkat, valamint a labdahajító kar erősségét és elhelyezését.

Vegyük észre a 0:40 körül kezdődő videómban is, hogy a pattogó labdák nyomon követik a végtelen szimbólumot. Érdekes.

Kihívok bárkit, hogy építsen egy igazán szépen megmunkált zsonglőrgépet, fémből vagy akár 3D nyomtatással. Láttam néhány kérést az interneten egy működő zsonglőrgéphez, de úgy tűnik, hogy senki nem rendelkezik ilyennel.

Egy másik lehetőség egy működő gép szimulálása Matlabon vagy valamilyen szimulációs szoftverrel.

Ha valaki tud valamit Claude Shannon zsonglőrgépe hollétéről, azt nagyon megköszönném. Sajnálom, hogy nem tett közzé tervének részleteit. És néhány fényképe a gépéről sokat mondhat.

Végezetül csak nagy köszönetet szeretnék mondani Claude Shannonnak, aki megalapozta digitális világunkat.

Itt egy videó Claude Shannonról és cselgáncsozó gépéről: Claude Shannon Jugging

1. lépés: Az alapvető zsonglőrgép szerkezete

Váz: a keret csak néhány bambusz vágódeszka, amelyek viszonylag nehézek, és jól illeszkednek a többi részhez. Bármit használhat, de észre kell vennie, hogy kicsit meg kell mozgatnia a motor tartóját.

Főcsapágy: a főcsapágy egy kerékpártengely, amely két csapágytartóban van elhelyezve. Külön vettem őket, de tökéletesen illeszkednek, és egyáltalán nincs játék. Ne törődj azzal, hogy legyőzheted ezt a csapágyat.

Fő pohárkar: A pohár karjához szénszálas horgászbotokat használtam. Egy kisebb darabot használtam, amely tökéletesen illeszkedik a kerékpártengelyre, majd epoxíroztam a fő pohárkar lyukán belül. Nagyon merev és remekül működik.

Csészék: a csészék vagy a kezek csak néhány szivacshab (számítógépes csomagolóhab), amelyeket karton háromszögre ragasztanak. A karton belsejében egy vinil notebookból készült vinil háromszög található. A vinil keményebb felülete következetesebben tartja és engedi el az acélgolyót, mint a karton. Valószínűleg találsz jobb poharakat, de ez volt minden, ami körülöttem volt. Arra gondoltam, hogy talán a legjobban a feldarabolt pingpong lapátok működnek, de nehézkesek. A csészéket lehetőleg világosnak kell tartani.

Motortartó: A motort alumínium motorral rögzítem a bambusz táblára. Mozgatni kell, így egy mozgatható tartó ideális, de nem volt jó módom erre. Tehát csak le kellett csavarnom az egészet, el kell mozgatnom, vissza kell csavarni. Időbe telik. De a tartó nem túl kritikus - csak tartsa alapvetően az alatt, ahol a hosszú motorkar a fő pohárkarhoz van rögzítve.

Motortengely -adapter: valamilyen módon rögzíteni kell a motortengelyt a rövid karhoz. Találtam ezeket az 5 mm -es adaptereket, amelyek tökéletesek voltak.

Kis motorkar: a rövid kar egy lapos alumínium darab. Könnyű lyukakat fúrni, és valószínűleg több fúrást is végez, amíg meg nem találja az ideális beállítási pontot.

Nagy motorkar: két csavar (8 mm) és menetes rúd közöttük lehetővé teszi a jó beállítást. Sok időt fog tölteni ennek a karnak a beállításával.

2. lépés: Specifikációk

Körülbelül 9 kritikus karhossz, rögzítési pont és egyéb specifikáció van, amelyet figyelembe kell venni a gép működéséhez. Valójában kiszámítottam a permutációkat, csak a gépen elvégzendő lehetséges kiigazításokra, és ez 60 000 körül alakult ki. Ezek közül nem tudom, hogy hányan működnének.

A fenti diagramot tekintve elmagyarázok minden mérést.

1. A két pohár (vagy kéz) zsebe közötti távolság esetemben 54 centiméter. Ha a két csészét túl közel helyezi el, akkor nem lesz elegendő hely a labda pattogásához, és ha túl messze helyezkedik el egymástól, akkor a labda túl rövidre ugrik ahhoz, hogy a másik csészébe kerüljön. De a karnak állíthatónak kell lennie, és ezt úgy tettem, hogy a két csészét két belső horgászbot -szakaszra helyeztem, amelyek a nagyobb főrúd belsejében csúsznak. Aztán a kisebbeket forrón ragasztottam a helyükre.

2. A motor két karhoz van rögzítve, egy rövidhez és egy hosszabbhoz. A hosszabbik a pohártartó karhoz van rögzítve, körülbelül 7,3 cm -re a főcsapágytól, amelyen a fő pohárkar forog.

3. A főcsapágy körülbelül 24 cm -re van a talajtól vagy a felülettől, amelyre a labda felpattan. Esetemben hozzáadok vagy kivonok egy olyan tankönyvet, amelyen a gép váza nyugszik. Nem ideális beállítás. Valójában a keretnek nagyon nehéznek kell lennie, vagy valamilyen módon a padlóhoz kell rögzítenie. Amikor a gépem fut, valójában egy kicsit ringatózik, és az ilyen játék nem jó ötlet, mivel befolyásolja a gép időzítését, 4. A főcsapágy és a motortengely közötti távolság körülbelül 15 cm.

5. A főcsapágy és a motortengely függőleges vonalától való távolság 10 cm. Ez a távolság nem tűnik igazán kritikusnak.

6. A motor tengelye és a rövidebb kar hosszabb kar rögzítési pontja közötti távolság 4,5 cm. Ez a kar kritikus mindkét csésze legmagasabb és legalacsonyabb pontjának beállításához. Ha a labdát messzebbre kell dobni, akkor hosszabbítsa meg a távolságot a rövid karon. Ha mindkét csészét kevésbé kell erőteljesen dobnia, akkor rövidítse le.

7. A hosszabb motorkar valószínűleg a leginkább beállított pont a gépen. Ezért könnyen beállíthattam két csavarral és egy menetes rúddal. Ez az egyetlen pont, ahol különböző módon módosíthatja a csészék dobási magasságát és erejét. Ennek a karnak a meghosszabbításával a jobb csésze feljebb megy és messzebbre dob, a bal kar pedig lejjebb megy és rövidebb. Ennek a karnak a lerövidítésével az ellenkező hatást érheti el. Ez a két csésze kiegyenlítő beállítási pontja.

Néhány más változó is befolyásolja a gép megfelelő működését. Az egyik a labda mérete. 15 mm -es acélgolyót használtam. Egy kisebb vagy nagyobb labda megköveteli az összes többi változó megváltoztatását. A második változó a motor fordulatszáma. A motor fordulatszámának szabályozásához állítható tápegységre vagy motorvezérlőre lesz szüksége. Az én esetemben egy 12 voltos fali szemölcsöt használtam.

Számításaim a gépbeállítások permutációiról:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 10 * 2 * 4 = 327, 680 (jóval magasabb, mint az eredeti becslésem, ahol csak 3 kiigazítási pontot adtam minden karnak vagy távolságnak) Nem biztos, hogy ezek közül hány működne.

3. lépés: Néhány kiigazítási tipp …

Ha a gépet megépítették, akkor ideje működésbe hozni. Azzal kezdtem, hogy megpróbáltam eldobni az egyik labdát, és elkapni a másik kupát. Kezdem azzal, hogy a fordulatszámot 80 fordulat / perc körüli értékre állítom. A labdát úgy kell dobni, hogy íveljen fel, majd közvetlenül a hosszú pohárrúd közepe (vagy a csapágy fő rögzítési pontja) előtt essen. Ezután a padlón ugrál a fogópohárhoz legközelebb eső oldalon. Ha a labdát túl messzire dobja, akkor valószínűleg a csészék túl magasra emelkednek, és le kell engedni a rövid motorkar rögzítési pontjainak lerövidítésével. Ha a labdát nem dobják elég messzire, akkor meg kell hosszabbítani a rövid motorkar -rögzítéseket. A beállítások másik módja a hosszú kar rögzítési pontjának megváltoztatása a fő pohárkaron (lásd az előző lépés 2. specifikációját).

Ha az egyik csésze túl messzire dobja a labdát, a másik pedig nem dobja elég messzire, akkor ezt a különbséget a hosszú motorkar beállításával kell kezelni. (lásd az előző lépés 7. specifikációját).

Előfordulhat, hogy a labda tartózkodási idejének megváltoztatásához, vagy ahhoz, hogy mennyi időt töltsön a levegőben, növelnie vagy csökkentenie kell a főcsapágy és a padló közötti távolságot. Ekkor válik igazán művészetté és nem annyira tudománysá, így csak játszani kell vele.

Motor fordulatszám: a gépem optimálisan működik körülbelül 80 fordulat / perc sebességgel. Ez a többi beállítástól is függ, így valamilyen módon meg kell változtatni a motor fordulatszámát. Ha a fordulatszám túl gyors, akkor a labdának nincs ideje beülni a csészék zsebébe, és csak ugrál a csészében, majd szabálytalanul dob. Ha a fordulatszám túl lassú, a labdát nem dobják elég messzire, vagy a fogadópohár nincs abban a helyzetben, hogy elkapja a pattogó labdát.

Ugráló felület: olyan felületre van szükség, amelyen a labda felpattanhat. A lakásom kerámialapos padlóját használom, mert egy acélgolyó nagyon jól pattog rajta. Kipróbáltam a pergő dobbal, és nem jött vissza elég magasan (és nagyon zajos volt.)

4. lépés: Utolsó megjegyzések…

1. kihívás: valaki építse meg ezt egy gépműhelyben professzionális eszközök segítségével. Csak fémfűrészem és kézi fúróm volt.

2. kihívás: építsen egy kisméretű 3D nyomtatót 10 mm -es golyó használatához. Ez jó lenne, de nem tudom, milyen ugrálófelületet használhatna kerámia vagy cement padlón kívül.

3. kihívás: derítse ki, hol van Claude Shannon eredeti zsonglőrgépe, és mondja el nekünk. Készítsen róla videót működés közben. Legalább készítsen közeli fényképeket a gép részleteiről. Ömlik a számat a kilátás.

Megjegyzés: megtalálta a fenti fotót Claude Shannons gépről, amely kissé felvilágosító, de nem elég részletes ahhoz, hogy megmutassa a karok és csapágyak sajátosságait, és hogy milyen motort használt. Nem biztos, hogy hol készült ez a kép. MIT, az otthona, Michigan?

Mindenekelőtt érezd jól magad, és köszönöm Claude Shannonnak, hogy megosztotta ragyogását!