ハーモノグラフは、スイングを使用する機械装置です振り子絵を描く。この特定のハーモノグラフはカール・シムズによって設計されましたが、ハーモノグラフは一般に、スコットランドの数学者ヒュー・ブラックバーンによって1844年に最初に発明されたと考えられています。ハーモノグラフには他にも種類がありますが、この3振り子回転式は、さまざまな心地よい結果が得られ、デザインを決めて適切な材料とツールを入手すれば、かなり簡単に作成できます。これは子供たちと一緒に行う素晴らしいプロジェクトであり、新しいタイプの幾何学的デザインを作成する無限の実験をもたらす可能性があります。
2つの横振り子は、腕がペンに接続された状態で互いに直角に前後に揺れます。 1つはペンを左右に動かし、もう1つは紙の上でペンを前から後ろに動かします。 3番目の「回転」振り子は、ペンが紙を描いている間、任意の軸を中心に、または円を描くように振って紙を動かします。 3つの振り子すべての動きを組み合わせて、結果の図面を生成します。
ステップ
- 1 頑丈なテーブルを作る 。 このテーブルトップは、厚さ3/4 'の合板の3'x3'の正方形です。脚は1½'x1½ 'の正方形で長さは約37'で、三角形のブレースは1½'x8'x12 'の木片から切り取られています。テーブルに力を与え、回転振り子が脚に当たることなくスイングできるように、脚をわずかに広げます。
- 最初にブレースを脚にねじ込みおよび/または接着し、次にテーブルまたは丸鋸でそれらの上部をわずかな角度で一緒に切断します。
- 脚の長さを調整して、テーブルトップの高さが約37フィートになるようにします。
- 脚を外さずに出入り口からテーブルをはめ込みたい場合は、少し短い脚と振り子が必要になることがあります。
- 2 ドリル穴 振り子用。 振り子がぶら下がるように、テーブルの表面に直径3フィートの穴を3つ開けます。回転振り子の穴は、下のレッグブレースから少し離れた両側から約8フィートの角の中央に配置する必要があります。他の2つの穴は、反対側のエッジの近く、共通側から約8 '、もう一方から3'に位置合わせする必要があります。これには、特別な大きな円形のドリルビットが必要です。または、最初に小さな穴を開けてから、ジグソーで広い開口部を切ります。
- 3 2つの横振り子穴の側面に2つの金属プレート（約1¼'x4 '）を取り付け、各プレートの中央に小さなくぼみを開けます。
- 小さなドリルビット（1/8 'など）で金属プレートのくぼみを開始し、次に大きなビット（1/4'など）で続行します。完全にドリルスルーしないように注意してください。
- あなたが良いドリルプレスを持っていない限り、あなたが作成した後、テーブル上のプレートのくぼみを配置する方が簡単かもしれません支点後でブロックにネジを正確に配置してくぼみに合わせるのが難しい場合があるため、下にネジが突き出ているブロック。
- 4 振り子を作成します。 振り子のシャフトは、長さ4 '、直径3/4'の木製のだぼでできています。 3 /4'x1½ 'オークの広葉樹ブロックが支点として使用されているため、振り子は最小限の摩擦でテーブル上で静止して揺れることができます。 2つの横振り子には、5フィートの長さのブロックを使用し、回転振り子には、2¼フィートの長さのブロックを使用します。各ブロックの中央に3/4 'の穴を開け、両端に1¼'＃10のネジを締めます。ネジの先端は、テーブルの金属板のくぼみに収まり、揺れている間、ネジを所定の位置に保ちます。
- 5 各支点ブロックの3/4 '穴にダボを挿入します。 ねじの先端がダボの上端から12フィートで下を向くように接着および/またはねじ込みます。振り子は、テーブルの上面から36フィート下に、床から約1フィートの間隔で垂れ下がる必要があります。
- 6 ジンバルを作成します。 回転振り子には、任意の方向にスイングできるジンバルメカニズムが必要です。これは、外径2½ '、内径1'の大きな金属ワッシャーでできています。ワッシャーはテーブルの下から突き出ているネジの先端に載っており、振り子はワッシャーに載っています。 2つの垂直軸で揺れるように、両側のワッシャーに2つのくぼみをドリルで開けます。
- これは、テーブルの上下から見た回転振り子ジンバルのビューです。下から見た図では、上向きに斜めに突き出ている2本のネジ（1¾ '＃10）を支えるオークブロック（3 /4'x1½'x5'）に注意してください。
- 7 振り子が揺れるときに振り子がブロックに当たらないように、必要に応じてこれらのブロックの下端をやすりで削ります。 同様に、必要に応じて支点ブロックの角を下に向けて、スイング時にテーブルにぶつからないようにします。
- 8 おもりを取り付けます。 スポーツ用品店の2.5ポンドのリフティングウェイトはうまく機能しますが、通常は1フィートの内部穴があります。いくつかの重りを積み重ねて、3/4 'から1'のブッシングを下端にねじ込んだ5 'の長さの3/4'金属パイプニップルを使用して、3/4 'の振り子ダボに一緒にスライドさせることができます。ダボに取り付けられた1フィートのスチールクランプは、ウェイトが滑り落ちるのを防ぎ、ウェイトの高さを簡単に調整して、さまざまなスイング周波数を与えることができます。
- 9 紙のプラットフォームを作成します。 回転振り子ダボの上部を約1フィート切り取り、他の2つよりわずかに低くします。次に、11'x11 'の正方形の薄い1/8'ボードをこの振り子の上部に取り付けます。サポート用に接着された小さなオークブロックを使用し、ダボ用に3/4 'の穴を開けます。
- ダボの上部にテープを巻き付けてぴったりとフィットさせるか、接着します。
- プラットフォーム上の所定の位置に紙を保持するために、2つの輪ゴムまたはいくつかのクリップを使用します。
- 10 腕を作成します。 細い釘を使用して、30フィートの長さのバルサスティックを各横振り子の上部に接続します。バルサで爪を少し前後に曲げて、腕がスムーズに回転し、わずかに上下に動くようにします。爪穴は使用中にゆっくりとさらに緩みます。
- 十一 図のように、2本のアームを2重にした輪ゴムで取り付けます。 美術館の設定などでハーモノグラフを定期的に使用する場合は、これらのアームに対して、それほど速く摩耗しない、より堅牢なソリューションが必要になる場合があることに注意してください。
- 12 ペンホルダーを作ります。 簡単なペンホルダーを作るには、片方の腕の端に1/2 'の穴を開け、腕の中央を約4'切り落とし、洗濯ばさみのようなデバイスを作ります。または、本物の洗濯バサミを片方の腕の端に接着するだけです。両方のバージョンの写真が表示されます。
- 13 ペンリフターを作ります。 振り子の動きを邪魔することなく、ペンをやさしく上下させることができると便利です。これを行うには、テーブルの中央近くの穴に30フィートのポールを挿入します。紙のプラットフォームから十分に離れているため、ボールが当たらないようにします（回転振り子の穴から約12フィート）。
- 14 テーブルの下にオークブロックを取り付けて、穴を深くし、サポートを強化します。
- 15 紐をつなぎ合わせたバルサアームに結び、ポール上部のネジ穴に通して、小さなジャムクリートまたは溝に戻します。ここで、ペンを紙の上に固定できるようになります。それを下げる準備ができました。 広告
コミュニティQ＆A
探す 新しい質問を追加- 質問テーブルの長さと幅は何ですか？ LeahlovesGod トップアンサー長さは、テーブルの最長の測定値です。幅は幅で、テーブルの2辺が短い方です。
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結果
- 物事を単純化するために、回転振り子のクリップを外して床に置き、紙のプラットフォームがまったく揺れないようにすることで、回転振り子を固定することができます。ペンの速度が遅いと線が滑らかになる傾向があるため、他のウェイトを最も低い位置に取り付けて開始します。他の2つの振り子が同じ周波数で同時にスイングすると、円、楕円、または線の単純なパターンが得られます。それらの周波数がわずかに異なる場合、パターンはゆっくりと円から線に変化し、減衰すると再び元に戻り、目のようなデザインになります。周波数が大きく異なると、混沌とした結果になる場合があります。ただし、3：2や4：3などの周波数の「調和」比に近い位置を見つけると、心地よいリサージュ図形、8の字、または魚のような形を得ることができます。
- 3番目の回転振り子の効果により、さまざまな結果が得られます。最良の設計のいくつかは、3つの振り子がすべて類似しているがわずかに異なる周波数でスイングし、回転振り子が円を描くようにスイングするときに発生します。回転振り子の上部にある紙のプラットフォームの質量により、すべての重りが最も低い位置にあるときに、わずかに遅い周波数でスイングすることに注意してください。したがって、もう一方の周波数と一致させたい場合は、一方をわずかに上げます。二。
- 両方の横振り子または回転振り子のみの重りを上げて、調和周波数比を与えることにより、さまざまな星型のデザインを作成できます。 3：2の比率では、多くの場合5先の尖った星になり、4：3の比率では、7先の尖った星の形になる傾向があります。
チップ
- 紙とペンの代わりに、細かい砂または粉のトレイと釘または鋭い棒を試してください。パターンは永続的ではありませんが、デバイスの感触をつかんでいる間、継続的な実験が可能です。
- 振り子の重さの高さを調整して、振り子の揺れの頻度を変更します。振り子の周波数は、その長さの平方根の逆数で変化するため、2倍の速さでスイングするには、支点とその重心の間の長さが元の長さの1/4である必要があります（このハーモノグラフでは実用的ではありません）。 3：2または4：3の周波数増加の場合、重みはそれぞれ約19 'または15'に増加しますが、これらの高さを実験的に見つけてマークするために、タイミングテストを実行する必要があります。
- さまざまな種類と色のペンとマーカーを試してみてください。一般的に、幅の広いペンまたは細いマーカーが最適です。うまくいったものは次のとおりです。
- シルバーのユニボールジェルインパクト、黒または濃い紙に使用。
- ピグマグラフィック1（1.0mm）は黒で、白または薄い紙に使用します。
- 白紙や薄紙に黒、紫などのサクラ識別ペンを使用。
- 振り子に重量を追加して摩擦を打ち消し、スイングを長持ちさせます。回転振り子で5ポンド（2x2½）、他の2つで7½ポンド（3x2½）がかなりうまく機能することがわかりました。ウェイトを追加しても、通常、振り子の頻度は変わらないことに注意してください。
- 振り子を振って新しい描画を作成するたびに、各振り子の相対的な位相と振幅が変化します。回転振り子と横振り子が最初に同じ方向または反対方向に円を描いているところを試してください。横振り子が最初に同相で揺れているところを試して、対角線を作ります。
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必要なもの
- 木材：
- テーブルトップ用13 / 4'x 3'x3 '合板
- 4脚用1½'x1½'x40 '（合計約14'）
- 41½'x8'x 12 'レッグブレース用（合計約4'）
- 振り子とペンリフター用の43 / 4'x4 'ダボ
- 振り子サポート用にカットする13 /4'x1½'x30 'オーク、およびその他
- 紙を保持するためのプラットフォーム用の111'x 11 'x 1/8'ボード
- 金物店：
- 3 3 / 4'x 5 'の長さの金属パイプニップル（配管セクション）
- 3 3/4 'から1'の金属パイプブッシング
- 3 1 'スチールクランプ
- 41¼'x4 '金属プレート（または21¼'x8'プレートを半分にカット）
- ジンバル用の外径2½ '、内径1'の大型金属ワッシャー1個
- ペンリフター用スクリューアイ1個
- さまざまなドリルビット：3 '円形、3/4'、1/8 'など。
- さまざまな＃10ネジ（1 '、1¼'、1½ '、1¾'、2 '、3'）
- いくつかの細い爪
- ツール：ドリル、のこぎり、ハンマー、巻尺、やすり、サンドペーパーなど。
- スポーツ用品店：
- 1フィートの穴のある2½ポンドの重り、そのうちの8〜12個
- 画材店：
- 2 1 / 2'x 1/4 'x 30'バルサ（そしておそらくスペアまたは2つ）
- シルバーユニボールGELImpact、ピグマグラフィック1（1.0mm）、サクライデンティペンなどのさまざまなペン。
- いくつかのひもと輪ゴム
- 紙、8½'x11 '（または9'x 12'）一部黒、一部白
