Kako izgraditi Claude Shannon mašinu za žongliranje: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

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 prvu mašinu za žongliranje. Odlučio sam da napravim mašinu za žongliranje prema njegovom dizajnu, iako nam nije ostavio nikakve specifikacije za konstrukciju. Gledajući video njegove mašine i dvije druge mašine izgrađene na univerzitetu, došao sam do radne mašine. Želim podijeliti specifikacije svoje mašine u nadi da će neko sa stvarnim vještinama strojeva napraviti mnogo ljepšu radnu mašinu. Sada mašina koju sam izgradio funkcionira iznenađujuće dobro s obzirom na to da je napravljena uglavnom od smeća koje sam imao oko sebe ili dijelova iz drugih projekata, ima mali zazor motora, montirano je na okvir koji samo leži na nekim udžbenicima na podu, a ima motor koji ponekad odluči sam ubrzati ili usporiti.

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

Primijetite da u mom videu, počevši od 0:40, loptice koje skakuću prate simbol beskonačnosti. Zanimljivo.

Izazivam svakoga da izgradi zaista lijepo obrađenu mašinu za žongliranje sa metalom ili čak 3D štampom. Vidio sam nekoliko zahtjeva na internetu za ispravnom mašinom za žongliranje, ali čini se da niko nema na raspolaganju.

Druga mogućnost bila bi simulacija radne mašine na Matlabu ili nekom simulacijskom softveru.

Ako netko ima saznanja o lokaciji mašine za žongliranje Claudea Shannona, bio bih mu zahvalan. Žao mi je što nije objavio detalje svog dizajna. Nekoliko fotografija njegove mašine govorilo bi mnogo.

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

Evo video zapisa Claudea Shannona i njegove mašine za žongliranje: Claude Shannon Jugging

Korak 1: Osnovna struktura mašine za žongliranje

Okvir: okvir je samo nekoliko bambusovih daska za rezanje koje su relativno teške 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. Kupio sam ih zasebno, ali savršeno se uklapaju 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 glavčici. Vrlo krut i odlično radi.

Šolje: čaše ili ruke su samo neka sunđerasta pena (pena za računarsko pakovanje) vruće zalepljena na kartonski trougao. Unutar kartona nalazi se vinilni trokut napravljen 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 teške. Šolje treba da budu što je moguće svetlije.

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

Adapter osovine motora: potreban vam je neki način da pričvrstite osovinu motora na kratku polugu. Otkrio sam da su ovi adapteri od 5 mm savršeni.

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

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

Korak 2: Specifikacije

Postoji oko 9 kritičnih dužina ruku, tačaka pričvršćivanja i drugih specifikacija koje se moraju uzeti u obzir pri pokretanju ove mašine. Zapravo sam izračunao permutacije samo za moguća prilagođavanja koja 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. Rastojanje između džepova dviju čaša (ili ruku) u mom slučaju je 54 centimetra. Postavljanje dvije šalice preblizu neće dozvoliti dovoljno prostora da lopta odskoči, a ako ih postavite previše udaljene, lopta će odskočiti prekratko da bi bila uhvaćena u drugu čašu. 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 zalijepio manje na mjestu.

2. Motor je pričvršćen na dvije ruke, kratku i dužu. Duži je pričvršćen na potporni krak čaše 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 mašine. Nije idealno podešavanje. Zaista, okvir mora biti ili zaista težak ili na neki način pričvršćen za pod. Kad moja mašina radi, ona se zapravo malo ljulja i takva igra nije dobra ideja jer utječe na vrijeme rada mašine, 4. Udaljenost od glavnog ležaja do osovine motora je oko 15 cm.

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

6. Rastojanje od osovine motora do duže tačke pričvršćivanja kraka na kraćoj poluzi je 4,5 cm. Ova je ruka ključna za podešavanje najviše i najniže točke obje čaše. Ako vam je potrebno da loptu bacite dalje, produžite udaljenost na kratkoj ruci. Ako vam trebaju obje čaše za bacanje manje snažno, skratite je.

7. Duži krak motora vjerovatno 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 čaša će ići više i bacati dalje, a lijeva će se spuštati i bacati kraće. Skraćivanjem ove ruke dobijate suprotan efekat. To je tačka podešavanja ekvilajzera za dve šolje.

Nekoliko drugih varijabli utječe na pravilan rad mašine. 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 kontroler motora. U mom slučaju koristio sam promjenjivu zidnu bradavicu od 12 volti.

Moji proračuni permutacija podešavanja mašine:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 10 * 2 * 4 = 327, 680 (mnogo više od moje prvobitne procene u kojoj sam svakoj ruci ili udaljenosti dao samo 3 tačke za podešavanje) Nisam siguran koliko bi od njih funkcionisalo.

Korak 3: Neki savjeti za prilagođavanje …

Nakon što je mašina izgrađena, vrijeme je da je pokrenete. Počeo sam tako što sam samo pokušao da jednu loptu bacim i uhvatim za drugu šolju. Započinjem postavljanjem broja okretaja na 80 okretaja u minuti. 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 čaši za hvatanje. Ako je lopta bačena predaleko, vjerovatno se čaše dižu previsoko i treba ih spustiti skraćivanjem kratkih tačaka pričvršćivanja kraka motora. Ako se lopta ne baca dovoljno daleko, potrebno je produžiti kratke priključke motorne ruke. Drugi način da izvršite ova podešavanja je da promijenite mjesto pričvršćivanja duge ruke na glavnoj šalici (pogledajte specifikaciju 2 u prethodnom koraku).

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

U nekom trenutku ćete možda morati povećati ili smanjiti udaljenost između glavnog ležaja i poda kako biste promijenili vrijeme zadržavanja 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: moja mašina radi optimalno na oko 80 o / min. Ovo također ovisi o drugim podešavanjima pa vam je potreban neki način za promjenu broja okretaja motora. Ako je broj okretaja prebrz, lopta nema vremena da sjedne u džep čaša, već samo skače po čaši, a zatim je neredovito baca. Ako je broj okretaja prespor, lopta se ne baca dovoljno daleko ili šalica za prijem nije u poziciji da uhvati odskočnu loptu.

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

Korak 4: Završne napomene …

Izazov 1: neko će ovo izgraditi u mašinskoj radnji koristeći profesionalne alate. Imao sam samo pilu i ručnu bušilicu.

Izazov 2: Izgradite mali pomoću 3D štampača da biste koristili kuglu 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 originalna mašina za žongliranje Claudea Shannona i recite nama ostalima. Napravite video zapis o tome kako radi. U najmanju ruku snimite fotografije detalja svoje mašine izbliza. Usta mi se suze na prospektu.

Napomena: jesam li pronašao gornju fotografiju mašine Claude Shannons koja je malo prosvjetljujuća, ali nedovoljno detaljna da pokaže specifičnosti dodataka i ležajeva za ruke i 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!