Un tellurion est un module de simulation du mouvement de la terre et de la lune. Ce type de module peut être trouvé dans le musée, mais rarement vu dans le marché. Certaines versions simplifiées de tellurion sont disponibles sur Internet, mais un module complet (ou presque) tellurion a rarement été fabriqué par des bricoleurs. Dans ce manuel, j'expliquerai comment j'ai conçu (original) et fabriqué le tellurion à l'aide de matériel acheté dans des magasins en ligne. Le coût total sans les frais d’expédition est d’environ 80 USD, ce qui comprend les engrenages, les tubes en cuivre, les roulements, le moteur, les LED et les pièces imprimées en 3D. Pour assembler le tellurion, il faudra peut-être plus de 5 heures. Toute la conception utilise l'outil 3D en ligne gratuit en forme .

Provisions:

Étape 1: Introduction

Mon fils Linxi aime beaucoup les connaissances sur le système solaire. J'ai trouvé une série de vidéos sur le système solaire pour enfants sur Youtube, et mon fils les a toutes regardées, encore et encore. Un jour, j’ai trouvé une vidéo sur le tellurion holzmechanik en bois, qui m’a inspiré pour en fabriquer une pour mon fils.

La conception du tellurion de holzmechanik est génial: simple et élégant. Cependant, je n’ai pas d’outil pour couper les engrenages en bois, comme le montre la vidéo. De plus, la terre ne tourne pas, ce qui est dommage (je sais que cette fonctionnalité nécessitera plus de vitesses, ce qui affaiblira la simplicité et l’élégance du design)! Cependant, une terre en rotation peut montrer comment se fait le travail de jour et de nuit. Donc, je pense que cette fonctionnalité doit être conservée.

Le design de Solar System Orrery m'a beaucoup inspiré. Cependant, le soleil dans cette conception va tourner, ce qui ne correspond pas à la vérité. Mais la conception du soleil 3D avec LED m'a donné une nouvelle idée pour illuminer le soleil de mon modèle tellurion.

Plus de vidéos visionnées, j’ai trouvé que le plan de la lune en orbite est incliné de 5 ° par rapport à l’écliptique, et c’est la raison pour laquelle l’éclipse de Lune se produit (dommage! Je ne le savais pas auparavant). Donc, cette fonctionnalité est également très importante, doit avoir.

Donc, mon tellurion doit avoir les caractéristiques suivantes:

• La terre va tourner
• La lune tourne autour de la terre avec une inclinaison de 5 degrés
• Sun est une ampoule.
• L'axe de la terre pointe toujours vers Polaris.

Avec la fonctionnalité ci-dessus, le tellurion peut démontrer équipe de jour et de nuit, changement de saison, éclipse du soleil et de la lune et phases de la lune.

Étape 2: Conception et matériaux

Il existe de nombreux modèles de chaînes et de modèles sur ** Youtube **, la plupart d'entre eux étant en cuivre, ce que je ne dispose pas d'outils pour me fabriquer moi-même. Et comme je n’ai pas d’outils pour fabriquer des engrenages en bois, j’ai donc décidé de fabriquer le tellurion à l’acrylique. Je n’ai pas non plus d’outil pour couper l’acrylique, mais de nombreux magasins en ligne vendent ce service.

La conception 3D pour les engrenages et les pièces imprimées en 3D est disponible. Notez que lors de la coupe des engrenages à l'aide d'un cutter laser, il convient de prendre en compte la largeur du laser.

• Tube en cuivre de 6 mm: le diamètre extérieur est de 6 mm et le diamètre intérieur est de 3 mm. et le diamètre extérieur du tube de 3 mm est de 3 mm, le diamètre intérieur est de 1 mm. Vous aurez peut-être besoin d'un papier de verre pour polir le tube de 3 mm afin de le laisser tourner doucement à l'intérieur du tube de 6 mm.
• La taille des roulements à billes est: 6 mm (intérieur) x 13 mm (extérieur) x 5 mm (hauteur) et 3 mm (intérieur) x 8 mm (extérieur) x 4 mm.
• La taille des roulements de pressage est la suivante: 7 mm (intérieur) x 17 mm (extérieur) x 6 mm (hauteur).
• Colle acrylique

Vous pouvez utiliser d'autres tailles de tubes et de coussinets en modifiant la conception, ce qui me semble toujours nécessaire. Note: comme "the_tool_man"mentionné, l'utilisation de bagues au lieu de roulements à billes peut résoudre le problème du jeu, et j'espère vraiment que vous pourrez l'essayer.

Étape 3: Mécanisme

• Les plaques A et B appartiennent à la partie lunaire, elles sont collées et tournent autour de leur axe (tube).
• Les engrenages C & D sont collés ensemble et fixés à l'axe. Donc, ils ne vont pas tourner. Lorsque le bras de support tourne avec son axe, en raison du rapport C qui est fixe, le rapport B commencera à tourner, ainsi le plan A. Ceci simulera la rotation de la lune à la terre.

Le pignon gauche du pignon le plus gros est conçu pour la lune. La lune a une période d'environ 27,32, donc elle aura 365,25 / 27,32 = 13,369 tours par an. Le rapport des diamètres des deux engrenages devrait être de 13,369. Nous ne pouvons pas avoir le rapport exact car le nombre de dents des engrenages doit être entier. J'ai donc écrit un script (en R) pour trouver les meilleurs engrenages:

pour (x1 sur 110: 135) {pour (x2 sur 8:12) {ratio <- x1 / x2 if (abs (ratio-R) <d) {empreinte (abs (ratio)) d <- abs (ratio- R) print (coller (d, x1, x2, collapse = ""))}}}}

Exécutez le script ci-dessus, nous pouvons obtenir le résultat suivant:

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

Donc, les meilleurs engrenages sont 134 & 10, cependant, le diamètre est un peu plus grand (268 cm), alors je choisis la paire: 120 & 9.

• Les engins D, E, F, G et H ont été conçus pour faire en sorte que l’engrenage H tourne un tour par an, ce qui permettra à l’axe de la terre de toujours pointer vers Polaris. Le nombre de dents des engrenages D & H et des engrenages E & G doit être égal, respectivement.
• Les engins I, J, K, L, M, N, O et P ont été conçus pour augmenter la vitesse des engrenages, ce qui ciblait le spin de la terre. Les engrenages N & O, les engrenages L & M et les engrenages J & K ont été collés ensemble et peuvent tourner avec leur axe, respectivement. Le pignon I est fixé à son axe, tandis que son axe peut s’insérer à l’intérieur du tube extérieur, ce qui conduit finalement à la rotation de la terre.
• Les engrenages V, U, T, S, R et Q ont été conçus comme des engrenages réducteurs, qui entraînent l'engrenage G et, enfin, entraînent la rotation de la terre avec le soleil. Les engrenages S & R et U & T ont été collés ensemble et tournent avec leur axe, respectivement. La vitesse V est fixée à son axe. L'engrenage G est fixé à son axe, de sorte qu'il peut entraîner les engrenages F et E en rotation. Alors que l'engrenage D est fixé à son axe, l'engrenage G va donc forcer le bras de support à tourner avec son axe, ce qui simule la rotation de la terre au soleil.
• Les engins P, Q & I et les plans 3 et 4 ont été collés ensemble et peuvent pivoter avec leur axe.
• Les engrenages X, Y sont des engrenages réducteurs et l’engrenage Y sera entraîné par un moteur.
• Les engins I - V ont été utilisés pour garantir que la terre tourne 365 tours par an. La relation mathématique du groupe d’engrenages est que, lorsque l’engrenage V tourne d’un tour, l’engrenage doit tourner de 365 tours. Pour trouver le nombre correct de dents d'engrenages, j'ai écrit ce script (en R):

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

pour (x1 dans 15:24) {pour (x2 dans 15:24) {pour (x3 dans 15:22) {pour (y3 dans 15:22) {pour (y2 dans 15:24) {pour (y1 dans 15: 24) {pour (y0 dans 16:21) {ratio <- (x1 / (i1-x1)) * (x2 / (i2-x2)) * (x3 / (i3 -x3)) * (y3 / (i3 - y3)) * (y2 / (i2 - y2)) * (y1 / (i1 - y1)) * (y0 / (i0 - y0)) si (abs (ratio-365,25) <d) {empreinte (abs (ratio-365,25)) d <- abs (ratio-365,25) si (d <5) {imprimer (coller (x1, x2, x3, y3, y2, y1, y0)) imprimer ((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 ""

J'ai deux groupes qui sont très proches de 365,25. J'ai choisi le second, je peux donc dire que ce tellurion n'a commis qu'une erreur d'une demi-journée en un an. Une autre raison de choisir le deuxième engrenage est qu'ils rendent l'épine dorsale en terre plus lente que le premier engrenage.

Étape 4: Schéma de circuit pour LED et moteur

Étape 5: Travail final

Étape 6: Conclusion

Le tellurion fonctionne généralement comme prévu. Un problème inattendu est que la lune ne tourne pas sans à-coups. Une des raisons qui explique ce problème est que les trous pour maintenir les roulements sur les bras de support sont très serrés, ce qui a forcé la forme des roulements de cercle à ovale. Une autre raison est l’espacement entre les engrenages, plus grand est le pire.