Strømaftager - Pantograph

Tegning af strømaftager i brug
Strømaftager, der bruges til at skalere et billede. Den røde form spores og forstørres.
Strømaftager 3d gengivelse

En strømaftager (græske rødder παντ- "alt, hver" og γραφ- "at skrive", fra deres oprindelige brug til kopiering af skrivning) er en mekanisk kobling forbundet på en måde baseret på parallelogrammer, så bevægelsen af ​​en pen i sporing af en billede, producerer identiske bevægelser i en anden pen. Hvis en linjetegning spores af det første punkt, tegnes en identisk, forstørret eller miniaturiseret kopi af en pen, der er fastgjort til den anden. Ved hjælp af det samme princip anvendes forskellige slags strømaftagere til andre former for duplikering i områder som skulptur, prægning, gravering og fræsning.

På grund af formen på den originale enhed henviser en strømaftager også til en slags struktur, der kan komprimere eller strække sig som et harmonika og danne et karakteristisk romboidalt mønster. Dette kan findes i forlængelsesarme til vægmonterede spejle, midlertidige hegn, pantografiske knive , sakselifte og andre sakse-mekanismer såsom strømavtageren, der bruges på elektriske lokomotiver og sporvogne.

Historie

Den gamle græske ingeniør Hero of Alexandria beskrev strømaftager i sit arbejde Mekanik .

I 1603 brugte Christoph Scheiner en strømaftager til at kopiere og skalere diagrammer og skrev om opfindelsen over 27 år senere i "Pantographice" (Rom 1631). Den ene arm af strømaftageren indeholdt en lille markør, mens den anden havde et tegneudstyr, og ved at flytte markøren hen over et diagram blev en kopi af diagrammet tegnet på et andet stykke papir. Ved at ændre armernes position i forbindelsen mellem markørarmen og tegningsarmen kan størrelsen på det producerede billede ændres.

Diagram, der illustrerer de principper, der anvendes af William Wallaces eidograf

I 1821 opfandt professor William Wallace (1768–1843) eidografen for at forbedre strømaftagerens praktiske anvendelighed. Eidografen flytter det faste punkt til midten af ​​parallelogrammet og bruger et smalt parallelogram for at give forbedrede mekaniske fordele.

Anvendelser

Udarbejdelse

Den originale brug af strømaftageren var til kopiering og skalering af stregtegninger . Moderne versioner sælges som legetøj .

Skulptur og prægning

Billedhuggerne bruger en tredimensionel version af strømaftageren, som regel en stor bom forbundet med et fast punkt i den ene ende, der bærer to roterende nåle ved vilkårlige punkter langs denne bom. Ved at justere nåle kan forskellige forstørrelses- eller reduktionsforhold opnås. Denne enhed, der nu stort set overhales af computerguidede routersystemer , der scanner en model og kan producere den i en række forskellige materialer og i en hvilken som helst ønsket størrelse, blev opfundet af opfinderen og damppioneren James Watt (1736–1819) og perfektioneret af Benjamin Cheverton ( 1796–1876) i 1836. Chevertons maskine var udstyret med en roterende skærebit til at skære reducerede versioner af kendte skulpturer. En tredimensionel strømaftager kan også bruges til at forstørre skulpturen ved at udveksle modelens position og kopien.

En anden version er stadig meget i brug for at reducere størrelsen på store reliefdesign for mønter til den krævede størrelse af mønten.

Kopiering af akustisk cylinder

En fordel ved fonograf- og grammofondiske i forhold til cylindre i 1890'erne - inden elektronisk forstærkning var tilgængelig - var, at et stort antal diske kunne stemples hurtigt og billigt. I 1890 var de eneste måder at fremstille kopier af en hovedcylinder på at forme cylindrene (hvilket var langsomt og tidligt producerede meget dårlige kopier), at optage cylindre "rundt" igen og igen eller akustisk kopier lyden ved at placere to fonografers horn sammen eller til at hænge de to sammen med et gummirør (den ene fonografoptagelse og den anden spiller cylinderen tilbage). Edison , Bettini , Leon Douglass og andre løste (delvist) dette problem ved mekanisk at forbinde en skærestift og en afspilningsstifter sammen og kopiere cylinderens "hill-and-dale" riller mekanisk. Når støbningen blev forbedret noget, blev formstøbte cylindre brugt som strømaftagermestre. Dette blev ansat af Edison og Columbia i 1898 og blev brugt indtil omkring januar 1902 (Columbia brune voks efter dette blev støbt). Nogle virksomheder som United States Phonograph Co. i Newark, New Jersey , leverede cylindermastre til mindre virksomheder, så de kunne duplikere dem, undertiden pantografisk. Strømaftagere kunne vise sig omkring 30 poster om dagen og producere op til omkring 150 poster pr. Master. I teorien kunne strømaftagermestre bruges til 200 eller 300 duplikater, hvis masteren og duplikatet kørte i omvendt retning, og posten ville blive duplikeret i omvendt rækkefølge. Dette kunne i teorien udvide anvendeligheden af ​​en strømaftagermester ved at bruge den ubrugte / mindre slidte del af optagelsen til duplikering. Pathé anvendte dette system til at mestre deres lodret-skårne poster indtil 1923; en hovedcylinder på 5 tommer (130 mm), 4 eller 6 tommer (100 eller 150 mm) lang, der roterer med høj hastighed, vil blive optaget på. Dette blev gjort, da den resulterende cylinder var betydeligt høj og med meget høj troskab. Derefter placeres cylinderen på dornen på en duplikerende strømaftager, der spilles med en stylus på enden af ​​en håndtag, som overfører lyden til en voksdiskmester, som bliver galvaniseret og bruges til at stemple kopier ud . Dette system resulterede i en vis fidelitetsreduktion og rumble, men lyd af relativt høj kvalitet. Edison Diamond Disc Records blev lavet ved at optage direkte på voksdisken.

Fræsemaskiner

En lille strømaftagerfræsemaskine.
Detalje på bordet på en større strømaftagerfræsemaskine.

Før fremkomsten af ​​kontrolteknologier som numerisk styring (NC og CNC) og programmerbar logisk kontrol (PLC) kunne duplikatdele, der fræses på en fræsemaskine, ikke få deres konturer kortlagt ved at flytte fræseren i en "connect-the- dots "(" by-the-numbers ") mode. De eneste måder at kontrollere skæreværktøjets bevægelse var at ringe til positionerne manuelt ved hjælp af behændig dygtighed (med naturlige begrænsninger for et menneskes nøjagtighed og præcision ) eller at spore en kam, skabelon eller model på en eller anden måde og få fræseren efterlign bevægelsen af ​​sporingspennen. Hvis fræsehovedet blev monteret på en strømaftager, kunne en duplikatdel skæres (og ved forskellige forstørrelsesskalaer ud over 1: 1) ved blot at spore en skabelon. (Selve skabelonen blev normalt lavet af et værktøj og en matrixproducent ved hjælp af værktøjsrummetoder , herunder fræsning via opkald efterfulgt af håndskulptur med filer og / eller matricer .) Dette var stort set det samme koncept som at gengive dokumenter med en penudstyret strømaftager. , men anvendes til bearbejdning af hårde materialer såsom metal, træ eller plast. Strømaftageren routing , hvilket begrebsmæssigt identisk med strømaftager fræsning, eksisterer også (ligesom CNC routing). Blanchard-drejebænken, en kopieringsbænk udviklet af Thomas Blanchard , brugte det samme vigtige koncept.

Udviklingen og udbredelsen i hele industrien af NC, CNC, PLC, og andre kontrol-teknologier givet en ny måde at styre bevægelsen af fræseren: via fodring oplysninger fra et program til aktuatorer ( servoer , selsyns , ledeskruer , maskingeværer dias, spindler , og så videre) der ville flytte fræseren som den information, der blev instrueret. I dag udføres mest kommerciel bearbejdning via sådanne programmerbare, edb-metoder. Hjemmearbejdere arbejder sandsynligvis via manuel kontrol, men edb-styring har også nået hjemmebutikniveauet (det er bare endnu ikke så gennemgribende som dets kommercielle kolleger). Strømaftagerfræsere hører således stort set til fortiden. De er stadig i kommerciel brug, men på et stærkt reduceret og stadigt svindende niveau. De er ikke længere bygget nye af værktøjsmaskiner, men der findes stadig et lille marked for brugte maskiner. Hvad angår forstørrelses- og reduktionsfunktionen for en strømaftager (med skalaen bestemt af de justerbare armlængder) opnås det i CNC via matematiske beregninger, at computeren praktisk talt øjeblikkeligt anvender programinformationen. Skaleringsfunktioner (såvel som spejlingsfunktioner) er indbygget i sprog som G-kode .

Andre anvendelser

Strømaftager spejl

Måske er den strømaftager, der er mest kendt for offentligheden, forlængelsesarmen på et justerbart vægmonteret spejl.

I en anden applikation, der ligner tegning, er strømaftageren inkorporeret i en strømaftagergraveremaskine med en roterende fræser i stedet for en pen og en bakke i markørenden for at fastgøre forudskrevne bogstaver (kaldet 'kopi'), som markøren følger og således gengiver fræseren via strømaftageren 'kopien' i et forhold, som strømaftagerarmen er indstillet til. Det typiske forhold for forhold er maksimalt 1: 1 Minimum 50: 1 (reduktion) På denne måde kan maskinister pænt og præcist indgrave tal og bogstaver på en del. Strømaftagere bruges ikke længere almindeligt i moderne gravering, hvor edb-laser og roterende gravering tager fordel.

Enheden, der opretholder elektrisk kontakt med kontaktledningen og overfører strøm fra ledningen til traktionsenheden , der bruges i elektriske lokomotiver og sporvogne , kaldes også en " strømaftager ".

Nogle typer tog på New York City Subway bruger slutstrømaftagerporte (som, for at undgå interferens, komprimeres under fjedertryk omkring kurver, mens toget er undervejs) for at forhindre passagerer på stationsplatforme i at falde ind eller køre i hullerne mellem biler.

Nogle erhvervskøretøjer har vinduesviskere på strømaftagere, så bladet kan dække mere af forruden på hver aftørring.

Gammel stil 'babyporte' brugte en 2-dimensionel strømaftagermekanisme (i en lignende stil som strømaftagerporte på metrobiler) som et middel til at holde småbørn væk fra trapper. Åbningerne i disse porte er for store til at opfylde moderne sikkerhedsstandarder for babyport.

Herman Hollerith 's 'Tastatur Punch' anvendes til 1890 US Census var en strømaftager design og undertiden omtales som 'strømaftageren Punch'.

En tidlig enhed fra det 19. århundrede, der anvender denne mekanisme, er polygrafen , der producerer et duplikat af et brev, som originalen er skrevet.

I kirker i mange lande (generelt før moderne dyrevelfærd ) brugte hundepiskere 'hundetang' med en strømaftagermekanisme til at kontrollere hunde på afstand.

Fools i tyske karnevaler bruger stretching saks ( "Streckschere"), alias Nürnberger saks ( DE: Nürnberger Schere ) som hat snatchers at underholde folkemængderne.

Talhoffers forlængerblad

Den hegn og sværdevner manuelle Ms.Thott.290.2º skrevet i 1459 af Hans Talhoffer indeholder, hvad der synes at være en udvide klinge arbejder på det samme princip.

I 1886 patenterede Eduard Selling en prisvindende beregningsmaskine baseret på strømaftager, selvom den ikke var kommercielt vellykket.

I mange tegnefilm er fuglen i et gøgur afbildet som strækker sig på en strømaftagermekanisme, skønt dette sjældent er tilfældet i faktiske ure.

Ekspanderende hegn eller trelliser bruger foldbare strømaftagermekanismer for at lette transport og opbevaring.

Longarm quiltemaskineoperatører kan spore en strømaftager, papirmønster med en laserpeger for at sy et brugerdefineret mønster på dynen. Digitaliserede strømaftagere efterfølges af computermaskiner.

Linn Boyd Benton opfandt en pantografisk graveringsmaskine til typedesign, som ikke kun var i stand til at skalere et enkelt fontdesignmønster til forskellige størrelser, men kunne også kondensere, udvide og skråstille designet (matematisk er dette tilfælde af affin transformation , som er den grundlæggende geometriske operation for de fleste systemer med digital typografi i dag, inklusive PostScript ).

Strømaftagere bruges også som føringsrammer til tunge applikationer, herunder sakselifte , materialehåndteringsudstyr , scenelifte og specialhængsler (såsom til paneldøre på både og fly).

Richard Feynman brugte analogien med en strømaftager som en måde at nedskalere værktøjer til nanometerskalaen i sin tale Der er masser af plads i bunden .

Talrige messer viser tredimensionelle strømaftagermekanismer til at understøtte baggrunde til udstillingsbåse. Rammen udvides i to retninger (lodret og vandret) fra et bundt af forbundne stænger til en selvbærende struktur, hvorpå en stofbaggrund hænges.

Den Ultra Hand er et stykke legetøj grabber at anvendelser strømaftager enhed.

Se også

Referencer

eksterne links