Un telón es un módulo para simular el movimiento de la tierra y la luna. Este tipo de módulo se puede encontrar en un museo, pero rara vez se ve en el mercado. Se puede encontrar alguna versión simplificada de tellurion en Internet, sin embargo, los creadores de bricolaje casi nunca hicieron un módulo de telurión completo (casi). En este manual, explicaré cómo diseñé (original) y confeccioné el telón utilizando material comprado en tiendas de Internet. El costo total sin costo de envío es de alrededor de $ 80, que incluye engranajes, tubos de cobre, cojinetes, motor, LED y piezas impresas en 3D. Para ensamblar el telón puede necesitar más de 5 horas. Todo el diseño utiliza la herramienta 3D gratuita en línea. en forma .

Suministros:

Paso 1: Introducción

A mi hijo Linxi le gusta mucho el conocimiento sobre el sistema solar. Encontré una serie de videos sobre el sistema solar para niños en Youtube, y mi hijo los miró a todos una y otra vez. Un día, encontré un video sobre el tellurion de madera holzmechanik, que me inspiró a hacer uno para mi hijo.

El diseño del telón desde Holzmechanik Es genial: sencillo y elegante. Sin embargo, no tengo herramientas para cortar engranajes de madera como se muestra en el video. Además, la Tierra no gira, lo cual es una pena (sé que para agregar esta característica, se necesitarán más engranajes, lo que debilitará la simplicidad y el diseño elegante). Sin embargo, una tierra giratoria puede demostrar cómo el día y la noche cambian. Por lo tanto, creo que esa característica debe mantenerse.

El diseño del Sistema Solar Orrery me inspiró mucho. Sin embargo, el sol en ese diseño girará, lo que no coincidirá con la verdad. Pero el diseño del sol 3D con LED me dio una nueva idea para hacer que el sol de mi modelo de telón se ilumine.

Al ver más videos, descubrí que el plano orbital de la luna está inclinado hacia la eclíptica en aproximadamente 5 °, y esa es la razón por la que ocurre el eclipse lunar (¡lástima! No lo sé antes). Así que esta característica también es muy importante, debe tenerla.

Por lo tanto, mi mensaje debe tener las siguientes características:

• La tierra girara
• La luna gira alrededor de la tierra con una inclinación de 5 grados.
• El sol es una bombilla.
• Eje de tierra siempre apunta a polaris.

Con la característica anterior, el telurion puede demostrar Cambio de día y de noche, cambio de estaciones, eclipse de sol y luna y fases lunares..

Paso 2: Diseño y Materiales

Hay muchos modelos de orrery y tellurion en ** Youtube **, la mayoría de ellos fueron hechos en cobre, que no tengo herramientas para hacer yo mismo. Y tampoco tengo herramientas para hacer engranajes de madera, así que decidí hacer el telón con acrílico. Tampoco tengo herramientas para cortar acrílico, pero hay muchas tiendas web que venden este servicio.

El diseño 3D para engranajes y piezas impresas en 3D están disponibles. Tenga en cuenta que cuando corte los engranajes utilizando un cortador láser, se debe considerar el ancho del láser.

• A 6 mm de tubo coper: el diámetro exterior es de 6 mm y el diámetro interior es de 3 mm. y el diámetro exterior del tubo de 3 mm es de 3 mm, el diámetro interior es de 1 mm. Es posible que necesite papel de lija para pulir el tubo de 3 mm para que gire suavemente dentro del tubo de 6 mm.
• El tamaño de los rodamientos de bolas es: 6 mm (interior) x 13 mm (exterior) x 5 mm (altura) y 3 mm (interior) x 8 mm (exterior) x 4 mm.
• El tamaño de los cojinetes de presión es: 7 mm (interior) x 17 mm (exterior) x 6 mm (altura).
• Pegamento acrilico

Puede usar otros tamaños de tubos y cojinetes modificando el diseño que creo que siempre es necesario. Nota: como "the_tool_man"mencionado, el uso de bujes en lugar de cojinetes de bolas puede resolver el problema de la holgura, y realmente espero que pueda intentarlo.

Paso 3: Mecanismo

• La placa A y el engranaje B pertenecen a la parte de la luna, están pegados y giran alrededor de su eje (tubo).
• Los engranajes C y D se pegan juntos y se fijan al eje. Así que no girarán. Cuando el brazo de soporte gira con su eje, debido a que el engranaje C está fijo, el engranaje B comenzará a girar, por lo que el plano A simulará la rotación de la luna a la tierra.

El engranaje izquierdo al engranaje más grande está diseñado para la luna. La luna tiene un período de alrededor de 27.32, por lo que la luna tendrá 365.25 / 27.32 = 13.369 rondas al año. La relación de diámetros de los dos engranajes debe ser 13.369. No podemos tener una proporción exacta debido a que el número de dientes de engranajes tiene que ser entero. Así que escribí un guión (en R) para encontrar los mejores engranajes:

para (x1 en 110: 135) {para (x2 en 8:12) {ratio <- x1 / x2 si (abs (ratio-R) <d) {imprimir (abs (ratio)) d <- abs (ratio- R) imprimir (pegar (d, x1, x2, contraer = ""))}}}

Ejecutar sobre el script podemos obtener el resultado:

1 13.33333 1 '0.0359931673987308 120 9' 1 13.4 1 '0.0306734992679356 134 10'

Entonces, los mejores engranajes son 134 y 10, sin embargo, el diámetro es un poco más grande (268 cm), así que elijo el par: 120 y 9.

• Los engranajes D, E, F, G y H se diseñaron para garantizar que el engranaje H gire una vez al año, lo que llevará a que el eje de la tierra siempre apunte a Polaris. El número de dientes del engranaje D&H y el engranaje E&G deben ser iguales respectivamente.
• Los engranajes I, J, K, L, M, N, O y P fueron diseñados para aumentar la velocidad de los engranajes, que apuntaban al giro de la tierra. Los engranajes N&O, gear L&M, gear J&K se pegaron juntos y pueden girar con su eje respectivamente. El engranaje I se fijó a su eje, mientras que su eje puede girar dentro del tubo exterior que finalmente conduce al giro de la tierra.
• Los engranajes V, U, T, S, R y Q se diseñaron como engranajes de reducción, que impulsarán el engranaje G, y finalmente impulsarán la rotación de la tierra con el sol. Gear S&R, gear U&T se pegaron y giraron con su eje respectivamente. El engranaje V está fijado a su eje. El engranaje G está fijo a su eje, por lo que puede mover el engranaje F y E para girar. Mientras que el engranaje D está fijo a su eje, el engranaje G en realidad impulsará el brazo de soporte para rotar con su eje, que simula la rotación de la tierra al sol.
• Los engranajes P, Q e I junto con los planos 3 y 4 se pegaron juntos y pueden girar con su eje.
• Los engranajes X, Y son engranajes reductores, y el engranaje Y será impulsado por el motor.
• Los engranajes I - V se utilizaron para garantizar que la tierra gire 365 rondas al año. La relación matemática del grupo de engranajes es que cuando el engranaje V gira una ronda, el engranaje debería girar 365 vueltas. Para encontrar el número correcto de dientes de engranajes, escribí este script (en R):

i0 = 32 i1 = 32 i2 = 32 i3 = 32 d = 100

para (x1 en 15:24) {para (x2 en 15:24) {para (x3 en 15:22) {para (y3 en 15:22) {para (y2 en 15:24) {para (y1 en 15: 24) {para (y0 en 16:21) {ratio <- (x1 / (i1 -x1)) * (x2 / (i2 -x2)) * (x3 / (i3 -x3)) * (y3 / (i3 - y3)) * (y2 / (i2 - y2)) * (y1 / (i1 - y1)) * (y0 / (i0 - y0)) if (abs (ratio-365.25) <d) {print (abs (ratio-365.25)) d <- abs (ratio-365.25) if (d <5) {imprimir (pegar (x1, x2, x3, y3, y2, y1) y0)) imprimir ((y3 / (i3 - y3)) * (y2 / (i2 - y2)) * (y1 / (i1 - y1)) * (y0 / (i0 - y0))) print ("")}}}}}}}} 1 0.6253846 1 "21 24 22 22 24 24 19" 1 28.93846 1 "" 1 0.5157143 1 "23 23 22 22 24 24 18" 1 25.45714 1 ""

Tengo dos grupos que están muy cerca de 365.25. Elegí el segundo, así que puedo decir que este telón tiene un error de medio día en un año. Otra razón para elegir el segundo conjunto de engranajes es que hacen que la columna vertebral de la tierra sea más lenta que el primer engranaje.

Paso 4: Diagrama de circuito para LED y motor

Paso 5: Trabajo final

Paso 6: Conclusión

El telón funciona generalmente como se espera. Un problema inesperado es que la luna no gira con suavidad. Una de las razones que causó este problema es que los orificios para sujetar los cojinetes en el brazo de soporte están muy apretados, lo que presionó la forma de los cojinetes del círculo al óvalo, otra razón es que los espacios entre los engranajes, cuanto más grandes, peor.