Harmonografi on mekaaninen laite, joka piirtää heiluvia heilureita. Tämän nimenomaisen harmonografin on suunnitellut Karl Sims, mutta yleensä harmonografien uskotaan alun perin olevan skotlantilaisen matemaatikon Hugh Blackburnin vuonna 1844 keksimä. Harmonografia on muuntyyppisiä, mutta tämä 3-heilurin pyörivä tyyppi antaa laajan valikoiman miellyttäviä tuloksia, ja se on melko helppo rakentaa, kun olet päätynyt suunnitteluun ja hankkinut sopivat materiaalit ja työkalut. Tämä on loistava projekti lasten kanssa, ja se voi johtaa loputtomiin kokeiluihin, jotka luovat uudenlaisia geometrisia malleja.
Kaksi sivuttaista heiluria heilahtelee edestakaisin suorassa kulmassa toisiinsa nähden käsivarret yhdistämällä kynään. Toinen siirtää kynää sivulta toiselle ja toinen edestä taaksepäin paperilla. Kolmas "pyörivä" heiluri liikuttaa paperia heiluttamalla mitä tahansa akselia tai pyörivin liikkein kynän piirtämisen aikana. Kaikkien kolmen heilurin yhdistetyt liikkeet muodostavat tuloksena olevan piirustuksen.
-
Harmograph1_164 -
Harmonograph2_854 -
Harmonograph3_311
Askeleet
Vaihe 1. Rakenna tukeva pöytä
Tämä pöytälevy on 3'x3 'neliö 3/4 "paksuisesta vanerista. Jalat ovat 1½" x 1½ "neliön kokoisia ja noin 37" pitkiä. jalat levitetään hieman pöydän lujuuden lisäämiseksi ja pyörivän heilurin heilahtamiseksi ilman, että se osuu jalkaan.
-
Kierrä ja/tai liimaa hakaset ensin jalkoihin ja leikkaa sitten niiden yläosat yhteen pienessä kulmassa pöydällä tai pyörösahalla.
Tee kolmen heilurin pyörivä harmonologi Vaihe 1 Luettelo 1 -
Säädä jalkojen pituudet niin, että pöytälevyn korkeus on noin 37.
Tee kolmen heilurin pyörivä harmonologi Vaihe 1 Luettelo 2 -
Jos haluat sovittaa pöydän oviaukkojen läpi ottamatta jalkoja pois, saatat tarvita hieman lyhyempiä jalkoja ja heiluria.
Tee kolmen heilurin pyörivä harmonologi Vaihe 1 Luoti 3
Vaihe 2. Poraa heilurien reiät
Poraa 3 reikää, joiden halkaisija on 3 ", pöydän pinnan läpi heilurien ripustamiseksi. Pyörivän heilurin reiän tulee olla keskellä kulmassa noin 8" kummaltakin puolelta juuri sen alapuolella olevan jalkakiinnikkeen ulkopuolella. Kaksi muuta reikää tulee kohdistaa lähellä vastakkaisia reunoja, noin 8 "yhteiseltä puolelta ja 3" toiselta puolelta. Tätä varten tarvitset erityisen suuren pyöreän poranterän. Vaihtoehtoisesti voit ensin porata pienemmän reiän ja leikata sitten leveämmän aukon palapelillä.
Vaihe 3. Asenna kaksi metallilevyä (noin 1 "x 4") kahden sivuttaisen heilurireiän sivuille ja poraa pieni syvennys jokaisen levyn keskelle
-
Aloita metallilevyn sisennys pienellä poranterällä (kuten 1/8 ") ja jatka sitten suuremmalla terällä (kuten 1/4"). Varo poraamasta kokonaan.
Tee kolmen heilurin pyörivä harmonologi Vaihe 3 Luettelo 1 - Ellei sinulla ole hyvää porapuristinta, levyjen syvennysten asettaminen pöydälle voi olla helpompaa, kun olet luonut tukipisteet lohkoilla, joissa on alla olevat ulkonevat ruuvit, koska ruuvien asettaminen lohkoihin voi olla vaikeampaa myöhemmin kohdistaa sisennykset.
Vaihe 4. Rakenna heilurit
Heiluriakselit on valmistettu 4 'pitkistä 3/4 "halkaisijaltaan tehdyistä puista vaarnoista. Lehtipuuta, 3/4" x 1½ "tammea, käytetään tukipisteenä, jotta heilurit voivat levätä ja heilua pöydällä mahdollisimman vähän kitkaa. kaksi sivuttaista heiluria, käytä 5 "pitkiä lohkoja, ja pyörivässä heilurissa käytä 2" tuumaa. Poraa 3/4 "reikä jokaisen lohkon keskelle ja kierrä 1" #10 ruuvia kummankin pään läpi. ruuvit lepäävät pöydän metallilevyjen syvennyksissä pitääkseen ne paikoillaan keinun aikana.
Vaihe 5. Työnnä tappi kunkin tukipisteen 3/4 "reiän läpi
Liimaa ja/tai ruuvaa ne siten, että ruuvin kärjet ovat 12 "tapin yläpäästä ja alaspäin. Heilurin tulee roikkua 36" pöydän yläpinnan alapuolella noin 1 "välein lattiasta.
Vaihe 6. Rakenna gimbal
Pyörivä heiluri tarvitsee akselimekanismin, jonka avulla se voi heilua mihin tahansa suuntaan. Tämä on valmistettu suuresta metallipesurista, jonka ulkohalkaisija on 2½ "ja sisähalkaisija 1". Aluslevy lepää pöydän alta ulkonevilla ruuvikärjillä ja heiluri sitten aluslevyllä. Poraa syvennykset aluslaattaan kummallekin puolelle 90 asteen kulmaan sivujen väliin, jotta voit heiluttaa kahta kohtisuoraa akselia.
-
Tässä on näkymät pyörivästä heiluripyörästä pöydän ylä- ja alapuolelta. Huomaa alhaalta katsottuna tammikivet (3/4 "x 1½" x 5 "), jotka tukevat kahta ruuvia (1¾" #10), jotka ulkonevat ylöspäin ja vinosti.
Tee kolmen heilurin pyörivä harmonografi Vaihe 6 Luettelo 1
Vaihe 7. Viilaa näiden lohkojen alareunat tarpeen mukaan, jotta heiluri ei osu niihin heiluttaessaan
Samoin viilaa tarvittaessa tukipisteen kulmat alas, jotta se ei osu pöytään heiluttaessa.
Vaihe 8. Kiinnitä painot
2½ lb: n nostopainot urheiluvälinekaupasta toimivat hyvin, mutta niissä on tyypillisesti 1 tuuman sisäreikä. Voit pinota useita painoja ja liu'uttaa ne yhteen 3/4 "heilurityynylle käyttämällä 5" pitkää 3/4 "metalliputkea nippa, 3/4 " - 1" holkki ruuvattu alapäähän. Tappiin kiinnitetty 1 tuuman teräksinen puristin estää painojen liukumisen ja mahdollistaa painon korkeuden helpon säätämisen, jotta saadaan eri heilutustaajuudet.
Vaihe 9. Luo paperialusta
Leikkaa noin 1 "pois pyörivän heiluritapin yläosasta, joten se on hieman alempi kuin kaksi muuta. Kiinnitä sitten 11" x11 "neliö ohuesta 1/8" levystä tämän heilurin yläosaan pienellä tammikatolla liimattu siihen tukeen, 3/4 "reikä tapille.
-
Kiedo teippiä tapin yläosan ympärille saadaksesi tiukan istuvuuden tai liimaa se vain.
Tee kolmen heilurin pyörivä harmonografi Vaihe 9 Luettelo 1 -
Pidä paperi paikallaan alustalla kahdella kuminauhalla tai klipsillä.
Tee kolmen heilurin pyörivä harmonografi Vaihe 9 Luettelo 2
Vaihe 10. Luo käsivarret
Liitä 30 pitkä balsa -tikku jokaisen sivuttaisen heilurin yläosaan ohuella naulalla. Taivuta naulaa hieman edestakaisin balssassa, jotta käsivarsi voi pyöriä tasaisesti ja liikkua hieman ylös ja alas. Kynsireikä löystyy hitaasti edelleen käytön aikana.
Vaihe 11. Kiinnitä molemmat varret yhteen kaksinkertaisella kuminauhalla kuvan osoittamalla tavalla
Huomaa, että jos aiot käyttää harmonografiasi säännöllisesti, esimerkiksi museoympäristössä, saatetaan tarvita vankempi ratkaisu näille aseille, jotka eivät kulu niin nopeasti.
Vaihe 12. Muodosta kynäteline
Voit tehdä yksinkertaisen kynätelineen poraamalla 1/2 "reiän toisen varren päähän ja leikkaamalla noin 4" käsivarren keskikohdasta vaatetapin kaltaisen laitteen luomiseksi. Vaihtoehtoisesti voit liimata aidon vaatetapin yhden varren päähän. Kuvat molemmista versioista näytetään.
Vaihe 13. Tee kynänostin
On kätevää pystyä nostamaan ja laskemaan kynää varovasti häiritsemättä heilurien liikkeitä. Voit tehdä tämän asettamalla 30 "pylvään reikään lähellä pöydän keskustaa, juuri niin kaukana paperialustasta, ettei se osu siihen (noin 12" pyörivästä heilurireiästä).
Vaihe 14. Kiinnitä tammikivi pöydän alle saadaksesi syvemmän reiän ja paremman tuen
Vaihe 15. Sido naru balsa-varsiin, joissa ne on liitetty toisiinsa, johda se pylvään päällä olevan ruuvisilmukan läpi ja takaisin alas pieneen tukoskiinnikkeeseen tai uraan, jossa se voi pitää kynän paikallaan paperin yläpuolella kunnes olet valmis laskemaan sen
Video - Käyttämällä tätä palvelua joitakin tietoja voidaan jakaa YouTuben kanssa
Tulokset
- Yksinkertaistaaksesi voit lukita pyörivän heilurin irrottamalla tämän painon niin, että se lepää lattialla ja estää paperialustan heilumisen. Kiinnitä muut painot alimpaan asentoonsa aloittaaksesi, koska hitaammalla kynän nopeudella saadaan tasaisemmat viivat. Jos kaksi muuta heiluria heilahtavat samanaikaisesti samalla taajuudella, saat yksinkertaisia ympyröiden, ellipsien tai viivojen kuvioita. Jos niiden taajuudet ovat hieman erilaiset, kuvio muuttuu hitaasti ympyröistä viivoiksi ja takaisin hajoamisen myötä, mikä antaa silmien kaltaisia malleja. Kun taajuudet ovat hyvin erilaisia, saatat saada kaoottisen näköisiä tuloksia. Jos kuitenkin löydät aseman, joka on lähellä "harmonista" taajuussuhdetta, kuten 3: 2 tai 4: 3, saat miellyttäviä Lissajous-hahmoja, kahdeksankuvioita tai kaltaisia muotoja.
- Kolmannen pyörivän heilurin vaikutus lisää mahdollisten tulosten monipuolisuutta. Jotkut parhaista malleista syntyvät, kun kaikki kolme heiluria heilahtavat samanlaisilla, mutta hieman eri taajuuksilla ja pyörivä heiluri heiluu ympäri pyörivin liikkein. Huomaa, että paperialustan massa pyörivän heilurin päällä saa sen heilahtamaan hieman hitaammin, kun kaikki painot ovat alimmassa asennossaan, joten nosta sitä hieman, jos haluat sen vastaavan toisen taajuutta kaksi.
- Erilaisia tähtimuotoisia malleja voidaan tehdä nostamalla painoja molemmille sivuttaisheilureille tai vain pyörivälle heilurille, jotta saadaan harmoniset taajuussuhteet. 3: 2-suhde johtaa usein 5-kärkisiin tähtiin ja 4: 3-suhde antaa yleensä 7-kärkisiä tähtimuotoja.
Vinkkejä
- Kokeile paperin ja kynän sijasta hienoa hiekkaa tai jauhetta ja naulaa tai terävää tikkua. Kuviot ovat pysyviä, mutta mahdollistavat jatkuvan kokeilun, kun tunnet laitteen.
- Muuta heilurin painokorkeutta muuttaaksesi sen heilutustaajuutta. Heilurin taajuus vaihtelee sen pituuden neliöjuuren käänteisen käännöksen mukaan, joten kääntyäksesi kaksi kertaa nopeammin tukipisteen ja sen massakeskipisteen välisen pituuden tulisi olla 1/4 alkuperäisestä pituudesta (mikä voi ei ole käytännöllistä tämän harmonografin kanssa). Jos taajuutta lisätään 3: 2 tai 4: 3, painot nousevat vastaavasti noin 19 "tai 15", vaikka sinun pitäisi todennäköisesti tehdä joitain ajoitustestit näiden korkeuksien löytämiseksi ja merkitsemiseksi kokeellisesti.
- Kokeile eri tyyppisten ja väristen kynien ja merkkien kanssa. Yleensä leveät kynät tai ohuet tussit näyttävät toimivan parhaiten. Tässä muutamia, jotka ovat onnistuneet hyvin:
- Uniball GEL Impact in Silver, käytä mustaa tai tummaa paperia.
- Pigma Graphic 1 (1,0 mm) musta, käytä valkoista tai vaaleaa paperia.
- Sakura Identi -kynää mustalla, violetilla jne. Käytetään valkoisella tai vaalealla paperilla.
- Lisää heilurin painoa kitkan estämiseksi ja heilumisen kestämiseksi pidempään. Olen huomannut, että 5 lb (2 x 2½) pyörivällä heilurilla ja 7½ lb (3 x 2½) kahdella muulla toimii melko hyvin. Huomaa, että painon lisääminen ei yleensä muuta heilurin taajuutta.
- Joka kerta kun heilutat heiluria uuden piirustuksen tekemiseksi, kunkin heilurin suhteelliset vaiheet ja amplitudit vaihtelevat. Kokeile jossain pyörivä heiluri ja sivuttainen heiluri tekevät aluksi ympyröitä samaan tai vastakkaiseen suuntaan. Kokeile jossain, missä sivuttaiset heilurit heilahtavat aluksi vaiheittain diagonaalisen viivan muodostamiseksi.
