Strømaftager - Pantograph
En strømavtaker (greske røtter παντ- "alt, hver" og γραφ- "å skrive", fra deres opprinnelige bruk for kopiering av skriving) er en mekanisk kobling som er koblet sammen på en måte basert på parallellogrammer, slik at bevegelsen av en penn i sporing av en bilde, produserer identiske bevegelser i en andre penn. Hvis en linjetegning spores av det første punktet, tegnes en identisk, forstørret eller miniatyrisert kopi av en penn som er festet til den andre. Ved å bruke det samme prinsippet brukes forskjellige typer strømavtagere til andre former for duplisering i områder som skulptur, preging, gravering og fresing.
På grunn av formen til den opprinnelige enheten, refererer en strømavtaker også til en slags struktur som kan komprimere eller strekke seg som et trekkspill , og danne et karakteristisk romboidalt mønster. Dette finnes i forlengelsesarmene for veggmonterte speil, midlertidige gjerder, pantografiske kniver , sakselifter og andre saksemekanismer som strømavtaker som brukes på elektriske lokomotiver og trikker.
Historie
Den gamle greske ingeniøren Hero of Alexandria beskrev strømavtagere i arbeidet Mekanikk .
I 1603 brukte Christoph Scheiner en pantograf til å kopiere og skalere diagrammer, og skrev om oppfinnelsen over 27 år senere, i "Pantographice" (Roma 1631). Den ene armen på strømavtaker inneholdt en liten peker, mens den andre hadde et tegneutstyr, og ved å flytte pekeren over et diagram ble en kopi av diagrammet tegnet på et annet papir. Ved å endre posisjonene til armene i koblingen mellom pekerarmen og tegningsarmen, kan skalaen på det produserte bildet endres.
I 1821 oppfant professor William Wallace (1768–1843) eidografen for å forbedre strømavtakerens praktiske nytte. Eidografen flytter det faste punktet til midten av parallellogrammet og bruker et smalt parallellogram for å gi forbedrede mekaniske fordeler.
Bruker
Utkast
Den opprinnelige bruken av strømavtaker var for kopiering og skalering av strektegninger . Moderne versjoner selges som leker .
Skulptur og preging
Billedhuggere bruker en tredimensjonal versjon av strømavtaker, vanligvis en stor bom som er koblet til et fast punkt i den ene enden, og som bærer to roterende nåler på vilkårlige punkter langs denne bommen. Ved å justere nålene kan forskjellige forstørrelses- eller reduksjonsforhold oppnås. Denne enheten, som nå i stor grad forbigått av datamaskin styrt fresesystemer som skanner en modell og kan produsere den i ulike materialer og i hvilken som helst ønsket størrelse, ble oppfunnet av oppfinneren og damp pioner James Watt (1736-1819) og perfeksjonert etter Benjamin Cheverton ( 1796–1876) i 1836. Chevertons maskin var utstyrt med en roterende skjærebit for å hugge reduserte versjoner av kjente skulpturer. En tredimensjonal strømavtaker kan også brukes til å forstørre skulpturen ved å bytte modellens posisjon og kopien.
En annen versjon er fortsatt veldig mye i bruk for å redusere størrelsen på store relieffdesign for mynter til den nødvendige størrelsen på mynten.
Kopiering av akustisk sylinder
En fordel med grammofonplater og grammofonplater i forhold til sylindere på 1890-tallet - før elektronisk forsterkning var tilgjengelig - var at et stort antall plater kunne stemples raskt og billig. I 1890 var de eneste måtene å produsere kopier av en hovedsylinder på å forme sylindrene (som var treg og tidlig produserte svært dårlige eksemplarer), å spille inn sylindere om og om igjen eller å akustisk kopier lyden ved å plassere hornene til to fonografer sammen eller å koble de to sammen med et gummirør (den ene fonografinnspillingen og den andre spiller sylinderen tilbake). Edison , Bettini , Leon Douglass og andre løste dette problemet (delvis) ved å knytte en kuttpenn og en avspillingspenn mekanisk sammen og kopiere "hill-and-dale" sporene i sylinderen mekanisk. Når støpingen ble noe bedre, ble støpte sylindere brukt som strømavtakermestere. Dette ble ansatt av Edison og Columbia i 1898, og ble brukt til rundt januar 1902 (Columbia-brune voks etter dette ble støpt). Noen selskaper som United States Phonograph Co. i Newark, New Jersey , leverte sylindermastere til mindre selskaper, slik at de kunne duplisere dem, noen ganger pantografisk. Pantografer kan vise seg rundt 30 poster per dag og produsere opptil 150 poster per master. I teorien kan strømavtakermestre brukes til 200 eller 300 duplikater hvis masteren og duplikatet kjørte i omvendt retning og posten ville bli duplisert i omvendt retning. Dette kan i teorien utvide brukervennligheten til en strømavtagermester ved å bruke den ubrukte / mindre slitte delen av opptaket til duplisering. Pathé benyttet dette systemet med å mestre sine vertikalt kuttede poster til 1923; en hovedsylinder med 5 tommer (130 mm), 4 eller 6 tommer (100 eller 150 mm), som roterer med høy hastighet, vil bli registrert på. Dette ble gjort da den resulterende sylinderen var betydelig høylydt og med veldig høy troskap. Deretter vil sylinderen bli plassert på doren til en dupliserende strømavtaker som vil bli spilt med en penn på enden av en spak, som vil overføre lyden til en voksplatemester, som vil bli galvanisert og brukes til å stemple kopier ut . Dette systemet resulterte i en viss trosreduksjon og rumling, men lyd av relativt høy kvalitet. Edison Diamond Disc Records ble laget ved å spille inn direkte på voksdisken.
Fresemaskiner
Før innføringen av styringsteknologier som numerisk styring (NC og CNC) og programmerbar logisk kontroll (PLC), kunne ikke duplikatdeler som ble frest på en fresemaskin, få sine konturer kartlagt ved å flytte freseren i en "connect-the- dots "(" by-the-numbers ") mote. De eneste måtene å kontrollere bevegelsen til skjæreverktøyet var å ringe posisjonene for hånd ved hjelp av behendig dyktighet (med naturlige begrensninger på menneskets nøyaktighet og presisjon ) eller å spore en kam, mal eller modell på en eller annen måte, og ha kutteren etterligne bevegelsen til sporingspennen. Hvis fresehodet ble montert på en strømavtaker, kunne en duplikatdel kuttes (og i forskjellige målestørrelser i tillegg til 1: 1) ved å spore en mal. (Malen i seg selv ble vanligvis laget av et verktøy og en dørprodusent ved bruk av verktøyrommetoder , inkludert fresing via oppringing etterfulgt av håndskulptur med filer og / eller dørkvernpunkter .) Dette var egentlig det samme konseptet som å gjengi dokumenter med en pennutstyrt strømavtaker. , men brukes til bearbeiding av harde materialer som metall, tre eller plast. Pantograf ruting , som begrepsmessig er identisk med strømavtakeren fresing, eksisterer også (som gjør ruting CNC). Blanchard-dreiebenken, en kopieringsbenk utviklet av Thomas Blanchard , brukte det samme essensielle konseptet.
Utvikling og spredning i industrien av NC, CNC, PLC, og andre kontrollteknologi tilveiebrakt en ny måte for å kontrollere bevegelsen av fresen: via mating av informasjon fra et program til aktuatorer ( servoer , selsyns , leadscrews , maskin lysbilder, spindler , og så videre) som vil flytte kutteren slik informasjonen er rettet. I dag utføres mest kommersiell maskinering via slike programmerbare, datastyrte metoder. Hjemmemaskinister vil sannsynligvis jobbe via manuell kontroll, men datastyrt kontroll har også nådd hjemmebutikknivået (det er ennå ikke så gjennomgripende som dets kommersielle kolleger). Dermed hører strømaftagermaskiner til en stor del av fortiden. De er fortsatt i kommersiell bruk, men på et sterkt redusert og stadig synkende nivå. De er ikke lenger bygget nye av maskinverktøybyggere, men det eksisterer fortsatt et lite marked for brukte maskiner. Når det gjelder forstørrelses- og reduksjonsfunksjonen til en strømavtaker (med skalaen bestemt av de justerbare armlengdene), oppnås det i CNC via matematiske beregninger at datamaskinen praktisk talt umiddelbart bruker programinformasjonen. Skaleringsfunksjoner (så vel som speilingsfunksjoner) er innebygd i språk som G-kode .
Andre bruksområder
Kanskje er strømavtageren som er mest kjent for allmennheten forlengelsesarmen til et justerbart veggmontert speil.
I en annen applikasjon som ligner på tegning, er strømavtaker innlemmet i en strømavtaker-graveringsmaskin med en roterende kutter i stedet for en penn, og et brett i pekerenden for å fikse forhåndsutskrevne bokstaver (referert til som 'kopi'), som pekeren følger og dermed gjengir kutteren via strømavtaker "kopien" i et forhold som strømavtakerarmene er satt til. Det typiske forholdet for forhold er Maksimum 1: 1 Minimum 50: 1 (reduksjon) På denne måten kan maskinister pent og nøyaktig gravere tall og bokstaver på en del. Pantografer brukes ikke lenger ofte i moderne gravering, med datastyrt laser og rotasjonsgravering som tar fordel.
Enheten som opprettholder elektrisk kontakt med kontaktledningen og overfører strøm fra ledningen til trekkaggregatet , brukt i elektriske lokomotiver og trikker , kalles også en " strømavtaker ".
Noen typer tog på New York City Subway bruker endestøtteporter (som, for å unngå forstyrrelser, komprimerer under fjærtrykk rundt kurver mens toget er underveis) for å forhindre at passasjerer på stasjonsplattformene faller inn i eller kjører i hullene mellom biler.
Noen nyttekjøretøyer har vindusviskere på strømavtagere for å la bladet dekke mer av frontruten på hver tørke.
Gammel stil 'babyporter' brukte en todimensjonal strømavtakermekanisme (i en lignende stil som strømavtakerporter på t-banebiler) som et middel til å holde småbarn borte fra trapper. Åpningene i disse portene er for store til å oppfylle moderne sikkerhetsstandarder for babyport.
Herman Hollerith 's "Tastatur punch" brukt for 1890 US Census var en pantograf design og noen ganger referert til som "The Pantograph Punch".
En enhet fra begynnelsen av 1800-tallet som bruker denne mekanismen, er polygrafen , som produserer et duplikat av et brev slik originalen er skrevet.
I kirker i mange land (vanligvis før moderne dyrevelferd ) brukte hundepiskere ' hundetang ' med en strømavtakermekanisme for å kontrollere hunder på avstand.
Fools på tysk karneval bruker strekke saks ( "Streckschere"), aka Nürnberger Saks ( de: Nürnberger Schere ) som hat snatchers å underholde publikum.
Den fekting og sverd manuelle Ms.Thott.290.2º skrevet i 1459 av Hans Talhoffer inkluderer det synes å være en utvidelse blad som arbeider på samme prinsipp.
I 1886 patenterte Eduard Selling en prisvinnende beregningsmaskin basert på strømavtaker, selv om den ikke var kommersielt vellykket.
I mange tegneserier er fuglen i en gjøklokke avbildet som å strekke seg på en strømavtakermekanisme, selv om dette sjelden er tilfelle i faktiske klokker.
Ekspanderende gjerder eller trelliser bruker sammenleggbare strømavtakermekanismer for enkel transport og lagring.
Longarm quiltemaskinoperatører kan spore strømavtaker, papirmønster med en laserpeker for å sy et tilpasset mønster på dynen. Digitaliserte strømavtagere følges av datastyrte maskiner.
Linn Boyd Benton oppfant en pantografisk graveringsmaskin for typedesign, som ikke bare var i stand til å skalere et enkelt fontdesignmønster til en rekke størrelser, men kunne også kondensere, utvide og skråstille designet (matematisk er dette tilfeller av affin transformasjon , som er den grunnleggende geometriske operasjonen til de fleste systemer for digital typografi i dag, inkludert PostScript ).
Pantografer brukes også som føringsrammer i tunge applikasjoner, inkludert sakselifter , materialhåndteringsutstyr , sceneløfter og spesialhengsler (for eksempel for paneldører på båter og fly).
Richard Feynman brukte analogien til en strømavtaker som en måte å nedskalere verktøy til nanometerskalaen i sin tale Det er god plass i bunnen .
Mange messer viser tredimensjonale strømavtakermekanismer for å støtte bakgrunner for utstillingsboder. Rammen utvides i to retninger (vertikal og horisontal) fra en bunt av sammenkoblede stenger til en selvbærende struktur som en stoffbakgrunn henges på.
Den Ultra hånd er et leketøy grabben som bruker en pantograf enhet.
Se også
- Åpne automatisk
- Parallell bevegelse av James Watt
- Spirograf
- Bokstavveiledning