Cara Membina Mesin Juggling Claude Shannon: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Claude Shannon adalah jurutera / matematik yang cemerlang yang mencipta teori maklumat dan pada dasarnya memberkati kita dengan dunia digital. Dia adalah juggler dan unicyclist dan dia mencipta mesin juggling pertama. Saya memutuskan untuk membina mesin juggling berdasarkan reka bentuknya walaupun dia tidak meninggalkan kami spesifikasi untuk membuatnya. Dengan menonton video mesinnya dan dua mesin lain yang dibina universiti, saya membuat mesin yang berfungsi. Saya ingin berkongsi spesifikasi mesin saya dengan harapan seseorang yang mempunyai kemahiran jentera yang betul akan membina mesin yang lebih baik. Sekarang mesin yang saya bina berfungsi dengan sangat mengejutkan memandangkan mesin itu terbuat dari sampah yang saya terbaring di sekitar atau bahagian dari projek lain, mempunyai sedikit reaksi gear motor, dipasang pada bingkai yang hanya bersandar pada beberapa buku teks di lantai, dan mempunyai motor yang kadang-kadang memutuskan untuk mempercepat atau melambatkan sendiri.

Sila tonton videonya. Langkah-langkah berikut akan menunjukkan pembinaan asas, spesifikasi, dan cara menyesuaikan kekuatan dan penempatan lengan lemparan bola.

Perhatikan juga dalam video saya bermula sekitar jam 0:40, bola yang melantun mengesan simbol infiniti. Menarik.

Saya mencabar sesiapa sahaja untuk membina mesin juggle yang benar-benar baik dengan logam atau bahkan cetakan 3D. Saya telah melihat beberapa permintaan di internet untuk mesin juggling yang berfungsi tetapi nampaknya tidak ada yang tersedia.

Pilihan lain adalah dengan mensimulasikan mesin yang berfungsi di Matlab atau beberapa perisian simulasi.

Sekiranya ada yang mengetahui tentang lokasi mesin juggling Claude Shannon, saya sangat menghargainya. Saya menyesal kerana dia tidak menerbitkan perincian reka bentuknya. Dan beberapa gambar mesinnya boleh dibahaskan dengan banyak.

Akhirnya, saya hanya ingin mengucapkan ribuan terima kasih kepada Claude Shannon kerana telah menyediakan asas untuk dunia digital kami.

Berikut adalah video Claude Shannon dan mesin jugglingnya: Claude Shannon Jugging

Langkah 1: Struktur Mesin Juggling Asas

Kerangka: kerangka hanya beberapa papan pemotong buluh yang agak berat dan pemasangan yang baik untuk bahagian lain. Anda boleh menggunakan apa sahaja tetapi sedar bahawa anda mungkin perlu menggerakkan pemasangan motor sedikit.

Galas utama: galas utama adalah gandar basikal yang ditempatkan dalam dua dudukan galas. Saya membelinya secara berasingan tetapi sangat sesuai dan tidak ada permainan. Jangan buat anda boleh mengalahkan galas ini.

Lengan cawan utama: Saya menggunakan tiang pancing serat karbon untuk lengan cawan. Saya menggunakan sekeping kecil yang sesuai dengan gandar basikal, kemudian melekatkannya di dalam lubang di lengan cawan utama. Sangat kaku dan hebat.

Cawan: cawan atau tangan hanyalah beberapa busa span (busa pembungkusan komputer) yang dilekatkan pada segitiga kadbod. Di dalam kadbod terdapat segitiga vinil yang terbuat dari buku nota vinil. Permukaan vinil yang lebih keras menahan dan melepaskan bola keluli dengan lebih konsisten daripada kadbod. Anda mungkin dapat mengetahui cawan yang lebih baik tetapi itu semua yang saya ada. Saya fikir mungkin memotong dayung ping pong akan berfungsi dengan baik tetapi ia agak berat. Perlu memastikan cawan itu ringan.

Pemasangan motor: Saya memasang motor di papan buluh dengan pelekap motor aluminium. Anda harus memindahkannya sehingga pemasangan yang bergerak sesuai tetapi saya tidak mempunyai cara yang baik untuk melakukannya. Oleh itu, saya hanya perlu mencabut semuanya, mengalihkannya, memasukkannya semula. Mengambil masa. Tetapi pemasangannya tidak terlalu kritikal - simpan pada dasarnya di bawah lengan motor panjang yang dilekatkan pada lengan cawan utama.

Penyesuai gandar motor: anda memerlukan beberapa cara untuk memasang gandar motor ke lengan pendek. Saya dapati penyesuai 5mm ini sempurna.

Lengan motor kecil: lengan pendek adalah sekeping aluminium rata. Mudah untuk menggerudi lubang dan anda mungkin akan mengebornya sehingga anda menemui titik penyesuaian yang sesuai.

Lengan motor besar: dua gesper putar (8mm) dengan batang berulir di antara mereka memungkinkan penyesuaian yang baik. Anda akan menghabiskan banyak masa untuk menyesuaikan lengan ini.

Langkah 2: Spesifikasi

Terdapat kira-kira 9 panjang lengan kritikal, titik lekatan, dan spesifikasi lain yang mesti dipertimbangkan untuk menjadikan mesin ini berfungsi. Saya sebenarnya mengira permutasi untuk kemungkinan penyesuaian yang boleh saya buat pada mesin saya dan ia mencapai sekitar 60, 000. Daripada jumlah itu, saya tidak tahu berapa banyak yang akan berfungsi.

Melihat rajah di atas, saya akan menerangkan setiap pengukuran.

1. Jarak antara poket dua cawan (atau tangan) dalam beg saya ialah 54 sentimeter. Meletakkan kedua cawan terlalu dekat tidak akan membiarkan ruang yang cukup untuk bola melantun, dan meletakkannya terlalu jauh akan melambung bola terlalu pendek untuk ditangkap di cawan yang lain. Tetapi lengan harus disesuaikan dan saya melakukan ini dengan meletakkan dua cawan itu di dua bahagian tiang pancing yang meluncur di dalam tiang utama yang lebih besar. Kemudian saya panas menempelkan yang lebih kecil di tempatnya.

2. Motor dipasang pada dua lengan, yang pendek dan yang lebih panjang. Yang lebih panjang dilekatkan pada lengan pendukung cawan kira-kira 7.3 cm dari galas utama di mana lengan cawan utama berputar.

3. Galas utama terletak kira-kira 24 cm dari tanah atau permukaan di mana bola akan melambung. Dalam kes saya, saya menambah atau mengurangkan buku teks yang diletakkan pada bingkai mesin. Bukan persediaan yang ideal. Betul-betul rangka itu mesti betul-betul berat atau melekat pada lantai dengan cara tertentu. Semasa mesin saya berjalan, ia benar-benar menggegarkan dan permainan seperti itu bukanlah idea yang baik kerana ia mempengaruhi masa mesin, 4. Jarak dari galas utama ke gandar motor adalah kira-kira 15 cm.

5. Jarak dari penjajaran menegak galas utama dan gandar motor ialah 10 cm. Jarak ini nampaknya tidak begitu kritikal.

6. Jarak dari gandar motor ke titik lekapan lengan yang lebih panjang pada lengan yang lebih pendek ialah 4.5cm. Lengan ini penting untuk menyesuaikan titik tertinggi dan terendah kedua-dua cawan. Sekiranya anda memerlukan bola untuk dilemparkan lebih jauh, maka panjangkan jarak pada lengan pendek. Sekiranya anda memerlukan kedua-dua cawan untuk membuang dengan lebih kuat, maka pendekkan.

7. Lengan motor yang lebih panjang mungkin merupakan titik yang paling disesuaikan pada mesin. Itulah sebabnya saya membuatnya dengan mudah disesuaikan menggunakan dua gesper putar dan batang berulir. Ini adalah satu-satunya titik di mana anda boleh mengubah ketinggian dan daya cawan yang berbeza. Dengan memanjangkan lengan ini, cawan kanan akan naik lebih tinggi dan melempar lebih jauh, dan lengan kiri akan turun lebih rendah dan melempar lebih pendek. Dengan memendekkan lengan ini, anda akan mendapat kesan sebaliknya. Ini adalah titik penyesuaian penyamaan untuk dua cawan.

Beberapa pemboleh ubah lain mempengaruhi kerja mesin yang betul. Salah satunya ialah ukuran bola. Saya menggunakan bola keluli 15 mm. Bola yang lebih kecil atau lebih besar akan memerlukan semua pemboleh ubah lain diubah. Pemboleh ubah kedua ialah kelajuan motor. Anda memerlukan bekalan kuasa atau pengawal motor yang boleh disesuaikan untuk mengawal rpm motor. Dalam kes saya, saya menggunakan ketuat dinding 12 volt yang berubah-ubah.

Pengiraan saya mengenai penyesuaian mesin:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 4 * 10 * 2 * 4 = 327, 680 (jauh lebih tinggi daripada anggaran asal saya di mana saya hanya memberikan 3 titik penyesuaian pada setiap lengan atau jarak) Tidak pasti berapa banyak yang akan berfungsi.

Langkah 3: Beberapa Petua Penyesuaian …

Setelah mesin dibina maka sudah tiba masanya untuk membuatnya berfungsi. Saya bermula dengan hanya mencuba satu bola dilemparkan dan ditangkap oleh cawan yang lain. Saya mulakan dengan menetapkan rpm sekitar 80 rpm. Bola harus dilemparkan sedemikian rupa sehingga melengkung ke atas dan kemudian jatuh tepat sebelum pusat batang cawan panjang (atau titik lekapan galas utama). Ia kemudian melantun di lantai di sebelah paling dekat dengan cawan penangkap. Sekiranya bola dilemparkan terlalu jauh maka kemungkinan cawan naik terlalu tinggi dan perlu diturunkan dengan memendekkan titik lekatan lengan motor pendek. Sekiranya bola tidak dilemparkan cukup jauh, maka pelekatan lengan motor pendek perlu dipanjangkan. Cara lain untuk membuat penyesuaian ini adalah dengan menukar titik lekatan lengan panjang pada lengan cawan utama (lihat spesifikasi 2 pada langkah sebelumnya).

Sekiranya satu cawan melemparkan bola terlalu jauh dan yang lain tidak melemparkannya cukup jauh, maka anda mengatasi perbezaan ini dengan menyesuaikan lengan motor panjang. (lihat spesifikasi 7 pada langkah sebelumnya).

Anda mungkin perlu menambah atau menurunkan jarak antara bantalan utama dan lantai untuk mengubah waktu bertahan bola, atau berapa banyak waktu yang dihabiskan bola di udara. Ini adalah ketika ia benar-benar menjadi seni dan tidak begitu banyak sains sehingga anda hanya perlu bermain dengannya.

Kelajuan motor: mesin saya berjalan dengan optimum pada sekitar 80 rpm. Ini juga bergantung pada penyesuaian lain sehingga anda memerlukan beberapa cara untuk mengubah rpm motor. Sekiranya rpm terlalu cepat maka bola tidak mempunyai masa untuk duduk di poket cawan dan ia hanya melambung di cawan dan kemudian dilemparkan secara tidak menentu. Sekiranya rpm terlalu perlahan, bola tidak dapat dilemparkan cukup jauh atau cawan penerima tidak berada dalam kedudukan untuk menangkap bola yang melantun.

Permukaan melantun: anda memerlukan permukaan untuk melambung bola. Saya menggunakan lantai jubin seramik di pangsapuri saya kerana bola besi melambung dengan betul di atasnya. Saya mencuba snare drum dan ia tidak akan cukup tinggi (dan ia sangat bising.)

Langkah 4: Catatan Akhir…

Cabaran 1: seseorang membina ini di kedai mesin menggunakan alat profesional. Saya hanya mempunyai gergaji besi dan gerudi tangan.

Cabaran 2: bina yang kecil menggunakan pencetak 3D untuk menggunakan bola 10mm. Itu akan menjadi sejuk tetapi tidak tahu permukaan pantulan apa yang boleh anda gunakan selain lantai keramik atau simen.

Cabaran 3: cari tahu di mana mesin juggling asal Claude Shannon dan beritahu kami yang lain. Buat video dalam operasi. Sekurang-kurangnya mengambil gambar terperinci mesinnya. Mulut saya mengalir pada prospek.

Catatan: adakah terdapat gambar di atas mesin Claude Shannons di atas yang sedikit mencerahkan tetapi tidak cukup terperinci untuk menunjukkan perincian pelekap lengan dan galas dan jenis motor yang digunakannya. Tidak pasti di mana gambar ini diambil. MIT, rumahnya, Michigan?

Di atas semua bersenang-senang dan terima kasih kepada Claude Shannon kerana berkongsi kecemerlangannya!