Исследование механизма Тео Янсена (презентация)

Грань между искусством и инженерным сооружением существует только в нашем сознании (Тео Янсен)

Формулирование ведущей идеи: Можно ли изготовить шагающую модель в мастерской?

Как работает нога шагохода Янсена?

Цель:

разработать модель подвижного элемента механизма Тео Янсена для оценки её работоспособности при различных размерах элементов, на основе собранной информации.

Задачи:

Собрать материал по устройству шагающих механизмов.

Сделать модель для исследования движения шагающей ноги.

Исследовать поведение конечной точки ноги.

Разработать технологию изготовления деталей шагающего механизма Тео Янсена.

Шагающие механизмы Тео Янсена

Исследовательская работа

ученика 7 класса

Борисовского Константина

Руководитель

учитель технологии

Подлесный В.А.

МОУ школа №5 г.Черемхово

Грань между искусством и инженерным сооружением

существует только в нашем сознании (Тео Янсен)

Формулирование ведущей идеи:

• Можно ли изготовить шагающую модель в мастерской?
• Как работает нога шагохода Янсена?

Цель : разработать модель подвижного элемента механизма Тео Янсена для оценки её работоспособности при различных размерах элементов, на основе собранной информации

Задачи:

• Собрать материал по устройству шагающих механизмов
• Сделать модель для исследования движения шагающей ноги
• Исследовать поведение конечной точки ноги
• Разработать технологию изготовления деталей шагающего механизма Тео Янсена

Историческая справка:

• На Всемирной выставке в Париже в 1878 году была с успехом продемонстрирована стопоходящая машина русского механика и математика Пафнутия Львовича Чебышева.

В 1994 г. Джо Кланн разработал свою модель

Механизм Тео Янсена

С 1990 г. создаются различные шагающие механизмы

• Свою модель шагающего механизма я решил сделать из «колес» высверливаемых сверлом-коронкой из ДВП и соединить их круглыми палочками различной длины.
• Получился своеобразный конструктор для сборки механизма шагающих ног.

Изготовленная модель «ноги» механизма Тео Янсена

Одновременно с изготовлением модели, проводился поиск более подробной информации

Лео Янсен считает существенными

11 размеров частей ноги.

Компьютерное моделирование результатов не дало из-за огромного числа вариантов.

Вставлен карандаш в отверстия стопы, закреплён лист бумаги:

Кривошип коленчатого вала сделан в виде диска с отверстиями на разном расстоянии от центра.

Два положения для центра вращения коленвала и два для неподвижной точки ноги по высоте.

График движения ноги

График движения ноги

Сплошной линией нарисован график при наименьшем радиусе кривошипа

Оси вращения кривошипа и ноги находятся на одном уровне

График движения ноги

Сплошной линией нарисован график получаемый при наименьшем размере кривошипа

Ось вращения ноги выше оси вращения кривошипа

График движения ноги

Сплошной линией нарисована траектория при наименьшем радиусе кривошипа

Ось вращения кривошипа выше оси вращения ноги

Общий график движения ноги

Синим цветом кривая движения кончика ноги при положении

центра вращения ноги выше центра кривошипа

Красным цветом кривая движения кончика ноги когда центра находятся на одной оси

Зелёным цветом кривая движения кончика ноги при положении центра вращения ноги ниже центра вращения кривошипа

Выводы из проведённых опытов

• Кривошип должен быть коротким.
• Наилучшее расположение осей вращения: на одной оси или ось кривошипа чуть выше

Применение шагохода

Кинетические скульптуры-анимарисы

В результате проведённой работы:

• Узнал много интересного о шагоходах и их создателях
• Сделал модель ноги и проверил на ней работоспособность конструкции
• Определил основные размеры частей
• Разработал технологию изготовления ног для шагохода

Источники

• http://www.rumbur.ru/people/847-neobichnie-skulpturi-teo-yansena
• http://interesko.info/kineticheskaya-skulptura-teo-yansena/
• http://dreamworlds.ru/intersnosti/38732-theo-jansen-animaris.html