Paano Bumuo ng isang Claude Shannon Juggling Machine: 4 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Si Claude Shannon ay isang napakatalino na inhinyero / dalubbilang na lumikha ng teorya ng impormasyon at karaniwang binasbasan kami ng digital na mundo. Siya ay isang juggler at unicyclist at nilikha niya ang unang juggling machine. Nagpasya akong magtayo ng isang juggling machine batay sa kanyang disenyo bagaman hindi niya kami iniwan ng anumang mga pagtutukoy para sa pagbuo ng isa. Sa pamamagitan ng panonood ng video ng kanyang makina at dalawang iba pang mga built-in na unibersidad nakakuha ako ng isang gumaganang makina. Nais kong ibahagi ang mga pagtutukoy ng aking makina sa pag-asa na ang isang tao na may tunay na kasanayang makina ay bubuo ng isang mas masarap na makina sa pagtatrabaho. Ngayon ang makina na itinayo ko ng mga pagpapaandar nakakagulat na isinasaalang-alang na ito ay gawa sa karamihan sa basura na nakahiga ako o mga bahagi mula sa iba pang mga proyekto, may isang maliit na backlash ng motor gear, naka-mount sa isang frame na nakasalalay lamang sa ilang mga aklat sa sahig, at may isang motor na minsan ay nagpapasiyang pabilisin o pabagal nang mag-isa.

Mangyaring suriin ang video. Ang mga sumusunod na hakbang ay ipapakita ang pangunahing konstruksyon, ang mga pagtutukoy, at kung paano ayusin ang lakas at pagkakalagay ng bola ng pagkahagis ng bola.

Pansinin din sa aking video na nagsisimula sa bandang 0:40, ang mga nagba-bout na bola ay sinusundan ang simbolo ng infinity. Nakakainteres

Hinahamon ko ang sinuman na bumuo ng isang talagang maayos na makinang juggle machine na may metal o kahit 3D print na isa. Nakita ko ang ilang mga kahilingan sa internet para sa isang gumaganang makina ngunit tila walang may magagamit.

Ang isa pang pagpipilian ay ang gayahin ang isang gumaganang makina sa Matlab o ilang simulation software.

Kung ang sinuman ay may anumang kaalaman tungkol sa kinaroroonan ng juggling machine ni Claude Shannon, lubos kong pahalagahan iyon. Pinagsisisihan ko na hindi siya naglathala ng anumang mga detalye ng kanyang disenyo. At ang ilang mga litrato ng kanyang makina ay nagsasalita ng dami.

Sa wakas, nais ko lamang ipahayag ang isang malaking salamat kay Claude Shannon para sa pagbibigay ng pundasyon para sa aming digital na mundo.

Narito ang isang video ni Claude Shannon at ang kanyang juggling machine: Claude Shannon Jugging

Hakbang 1: Ang Pangunahing istraktura ng Juggling Machine

Framework: ang frame ay isang pares lamang ng mga board ng pagputol ng kawayan na medyo mabigat at isang mabuting bundok para sa iba pang mga bahagi. Maaari mong gamitin ang anumang bagay ngunit mapagtanto na maaaring kailangan mong ilipat ang motor mount sa paligid ng kaunti.

Pangunahing tindig: ang pangunahing tindig ay isang ehe ng bisikleta na nakalagay sa dalawang mga mounting ng tindig. Hiwalay kong binili ang mga ito ngunit perpektong magkasya at walang ganap na paglalaro. Huwag bagay na maaari mong talunin ang tindig na ito.

Pangunahing braso ng tasa: Gumamit ako ng mga carbon fiber fishing rod poste para sa braso ng tasa. Gumamit ako ng isang mas maliit na piraso na ganap na magkasya sa axle ng bisikleta, pagkatapos ay i-epox ito sa loob ng isang butas sa pangunahing braso ng tasa. Napakahirap at gumagana ng mahusay.

Mga tasa: ang mga tasa o kamay ay ilang sponge foam (computer packing foam) na naka-link sa karton na tatsulok. Sa loob ng karton ay isang tatsulok na vinyl na ginawa mula sa isang vinyl notebook. Ang mas mahirap na ibabaw ng vinyl ay humahawak at naglalabas ng bola na bakal na mas tuloy-tuloy kaysa sa karton. Marahil maaari mong malaman ang mas mahusay na mga tasa ngunit ito lamang ang mayroon ako sa paligid. Naisip ko na marahil na pinutol ang mga ping pong paddles ay pinakamahusay na gagana ngunit ang mga ito ay uri ng mabibigat. Kailangang panatilihing magaan ang mga tasa hangga't maaari.

Pag-mount ng motor: Inilalagay ko ang motor sa board ng kawayan na may isang mounting ng motor na motor. Kailangan mong ilipat ito sa paligid kaya't ang isang palipat-lipat na bundok ay perpekto ngunit wala akong magandang paraan upang magawa iyon. Kaya kinailangan ko lamang i-unscrew ang lahat ng ito, ilipat ito, i-tornilyo muli. Tumatagal ng oras. Ngunit ang bundok ay hindi masyadong kritikal - panatilihin lamang ito sa ilalim ng kung saan ang mahabang braso ng motor ay nakakabit sa pangunahing braso ng tasa.

Motor axle adapter: kailangan mo ng ilang paraan upang ilakip ang motor axle sa maikling braso. Natagpuan ko ang 5mm adapters na perpekto.

Maliit na braso ng motor: ang maikling braso ay isang piraso ng patag na aluminyo. Madaling mag-drill ng mga butas at marahil ay mag-drill ka ng maraming hanggang sa makita mo ang perpektong punto ng pagsasaayos.

Malaking braso ng motor: dalawang turn-buckle (8mm) na may sinulid na baras sa pagitan nila ay nagbibigay-daan sa mahusay na pagsasaayos. Magugugol ka ng maraming oras sa pag-aayos ng braso na ito.

Hakbang 2: Mga pagtutukoy

Mayroong tungkol sa 9 kritikal na haba ng braso, mga puntos ng pagkakabit, at iba pang mga pagtutukoy na dapat isaalang-alang sa paggana ng makina na ito. Talagang kinakalkula ko ang mga permutasyon para sa mga posibleng pagsasaayos na magagawa ko sa aking makina at lumabas ito sa paligid ng 60, 000. Sa mga iyon, hindi ko alam kung ilan talaga ang gagana.

Sa pagtingin sa diagram sa itaas, ipapaliwanag ko ang bawat pagsukat.

1. Ang distansya sa pagitan ng mga bulsa ng dalawang tasa (o mga kamay) sa aking kaso ay 54 sentimetro. Ang paglalagay ng dalawang tasa na masyadong malapit ay hindi magpapahintulot sa sapat na puwang para sa bola na bounce, at ang paglalagay ng mga ito sa sobrang kalayuan ay bounce ang bola masyadong maikli upang mahuli sa iba pang tasa. Ngunit ang braso ay dapat na maiakma at ginawa ko ito sa pamamagitan ng paglalagay ng dalawang tasa sa dalawa sa loob ng mga seksyon ng poste ng pangingisda na dumulas sa loob ng mas malaking pangunahing poste. Pagkatapos ay mainit kong nakadikit ng mas maliliit sa lugar.

2. Ang motor ay nakakabit sa dalawang braso, isang maikli at isang mas mahaba. Ang mas mahaba ay nakakabit sa tasa ng sumusuporta sa tasa tungkol sa 7.3 cm mula sa pangunahing tindig kung saan umiikot ang pangunahing braso ng tasa.

3. Ang pangunahing tindig ay tungkol sa 24 cm mula sa lupa o sa ibabaw na bounce ng bola. Sa aking kaso ay nagdaragdag ako o nagbabawas ng isang aklat-aralin na nakasalalay ang frame ng makina. Hindi isang perpektong pag-setup. Talagang ang frame ay kailangang maging mabigat o nakakabit sa sahig sa ilang pamamaraan. Kapag tumatakbo ang aking makina ito ay talagang kumakain ng kaunti at ang ganoong uri ng pag-play ay hindi magandang ideya dahil nakakaapekto ito sa oras ng makina, 4. Ang distansya mula sa pangunahing tindig sa motor axle ay tungkol sa 15 cm.

5. Ang distansya mula sa patayong pagkakahanay ng pangunahing tindig at ang motor axle ay 10 cm. Ang distansya na ito ay tila hindi tunay na kritikal.

6. Ang distansya mula sa motor axle sa mas mahabang point ng attachment ng braso sa mas maikli na braso ay 4.5cm. Ang braso na ito ay kritikal sa pagsasaayos ng pinakamataas at pinakamababang puntos ng parehong tasa. Kung kailangan mo ng bola upang maitapon nang mas malayo, pagkatapos ay pahabain ang distansya sa maikling braso. Kung kailangan mo ng parehong tasa upang magtapon ng mas kaunting lakas, pagkatapos ay paikliin ito.

7. Ang mas mahabang braso ng motor ay marahil ang pinaka nababagay na punto sa makina. Iyon ang dahilan kung bakit madali kong naayos ito gamit ang dalawang turn-buckles at isang sinulid na pamalo. Ito ang tanging punto kung saan maaari mong baguhin ang pagkakaiba-iba ng mga tasa na nagtatapon ng taas at lakas. Sa pamamagitan ng pagpapahaba sa braso na ito, ang kanang tasa ay magiging mas mataas at magtapon nang mas malayo, at ang kaliwang braso ay bababa at magtatapon ng mas maikli. Sa pagpapaikli ng braso na ito makakaapekto ang nakakaapekto sa iyo. Ito ang punto ng pagsasaayos ng pantay para sa dalawang tasa.

Ang isang pares ng iba pang mga variable na kadahilanan sa wastong pagtatrabaho ng makina. Ang isa ay ang laki ng bola. Gumamit ako ng isang 15 mm na bola na bakal. Ang isang mas maliit o mas malaking bola ay mangangailangan ng lahat ng iba pang mga variable na mabago. Ang pangalawang variable ay ang bilis ng motor. Kakailanganin mo ang isang naaayos na supply ng kuryente o motor controller upang makontrol ang rpm ng motor. Sa aking kaso gumamit ako ng variable na 12 volt wall wart.

Ang aking mga kalkulasyon ng mga permutasyon ng mga pagsasaayos ng makina:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 10 * 2 * 4 = 327, 680 (mas mataas kaysa sa aking orihinal na pagtatantya kung saan binigyan ko lamang ng 3 mga puntos sa pagsasaayos sa bawat braso o distansya) Hindi sigurado kung ilan sa mga gagana.

Hakbang 3: Ilang Mga Tip sa Pagsasaayos …

Kapag nabuo na ang makina ay oras na upang maisagawa ito. Nagsimula ako sa pamamagitan lamang ng pagsubok na itapon ang isang bola at mahuli ng iba pang tasa. Nagsisimula ako sa pamamagitan ng pagtatakda ng rpm sa paligid ng 80 rpm. Ang bola ay dapat na itapon tulad ng ito arko pataas at pagkatapos ay bumagsak bago ang gitna ng mahabang tasa tungkod (o ang pangunahing tindig na attachment point). Pagkatapos ay tumalbog ito sa sahig sa gilid na pinakamalapit sa pansing tasa. Kung ang bola ay itinapon ng masyadong malayo malamang ang mga tasa ay tumataas ng masyadong mataas at kailangang ibaba sa pamamagitan ng pagpapaikli ng maikling puntos ng pagkakabit ng braso ng motor. Kung ang bola ay hindi itinapon ng sapat na malayo pagkatapos ay kailangang pahabain ang mga maikling kalakip ng motor na braso. Ang isa pang paraan upang maisagawa ang mga pagsasaayos na ito ay ang palitan ang mahabang punto ng pagkakabit ng braso sa pangunahing braso ng tasa (tingnan ang spec 2 sa nakaraang hakbang).

Kung ang isang tasa ay itinapon ang bola ng masyadong malayo at ang iba pa ay hindi itinapon ito ng sapat na malayo pagkatapos ay tugunan mo ang pagkakaiba na ito sa pamamagitan ng pag-aayos ng mahabang braso ng motor. (tingnan ang spec 7 sa nakaraang hakbang).

Sa ilang mga punto maaaring kailanganin mong dagdagan o bawasan ang distansya sa pagitan ng pangunahing tindig at sahig upang mabago ang oras ng pagtira ng bola, o kung gaano karaming oras ang ginugugol ng bola sa hangin. Ito ay kapag talagang naging art at hindi gaanong agham kaya dapat mo lang itong paglaruan.

Bilis ng motor: mahusay na tumatakbo ang aking makina sa halos 80 rpm. Nakasalalay din ito sa iba pang mga pagsasaayos kaya kailangan mo ng ilang paraan upang maiiba ang motor rpm. Kung ang rpm ay masyadong mabilis kung gayon ang bola ay walang oras upang makaupo sa bulsa ng mga tasa at ito ay tumatalbog lamang sa tasa at pagkatapos ay itinapon ng hindi maayos. Kung ang rpm ay masyadong mabagal, ang bola ay hindi naitapon nang sapat o ang tumatanggap na tasa ay wala sa posisyon upang mahuli ang nagba-bola na bola.

Bouncing ibabaw: kailangan mo ng isang ibabaw upang bounce ang bola sa. Ginagamit ko ang sahig na ceramic tile sa aking apartment dahil ang isang bola na bakal ay bouncing talagang mahusay dito. Sinubukan ko ang snare drum at hindi lamang ito babalik ang bouncing sapat na mataas (at ito ay sobrang ingay.)

Hakbang 4: Huling Mga Tala …

Hamunin 1: may bumubuo nito sa isang machine shop na gumagamit ng mga propesyonal na tool. Mayroon lamang akong hacksaw at hand drill.

Hamunin 2: bumuo ng isang maliit gamit ang 3D printer upang magamit ang 10mm na bola. Iyon ay magiging cool ngunit hindi alam kung ano ang bounce ibabaw na maaari mong gamitin maliban sa isang ceramic o semento na sahig.

Hamunin 3: alamin kung nasaan ang orihinal na juggling machine ni Claude Shannon at sabihin sa iba pa sa amin. Gumawa ng isang video nito sa pagpapatakbo. Hindi bababa sa kumuha ng mga closeup na larawan ng mga detalye ng kanyang machine. Ang aking bibig ay nagdidilig sa inaasahan.

Tandaan: nahanap ang nasa itaas na larawan ng makina ng Claude Shannons na kung saan ay isang maliit na nakapagpapaliwanag ngunit hindi sapat na detalyado upang maipakita ang mga detalye ng mga kalakip na braso at bearings at kung anong uri ng motor ang ginamit niya. Hindi sigurado kung saan kinunan ang larawang ito. MIT, ang kanyang tahanan, Michigan?

Higit sa lahat magsaya at magpasalamat kay Claude Shannon sa pagbabahagi ng kanyang kinang!