Вибростанок для производства блоков своими руками чертежи: Как изготовить станок для производства шлакоблока своими руками

Станок для изготовления шлакоблока

Технологии шагнули далеко вперед, коснулись они и строительных материалов. Производитель применяет всевозможные химические соединения для ускорения процесса производства, отсюда и изобилие.

Но строительный материал можно делать и самому, Спросите как? Смотрите далее и всему научитесь, сделаете свой станок для производства блоков, построите себе дом, гараж, баню, да что захотите.

Материалы
1. листовой металл 3 мм
2. водопроводная труба
3. наждак
4. провод
5. выключатель
6. проф труба квадратного сечения
7. арматура
8. пружина

Инструменты
1. болгарка
2. сварочный аппарат
3. молоток
4. наждак
5. набор гаечных ключей
6. штангенциркуль
7. линейка

Процесс создания станка для производства шлакоблока.
И так следует начать с того, что такое шлакоблок? Из чего его делают и каковы его характеристики.

Производственный выпуск шлакоблока начался еще в Советское время, когда для постройки домов, гаражей, заводов, казарм, животноводческих ферм и тд. требовался недорогой и простой в производстве материал, им то и стал шлакоблок.

Само название говорит за себя из чего делается данный блок, а изготавливается он из угольного шлака, который остается после топки котлов в угольной котельной. Как понятно материал бесплатный, попросту отходы производства, которые можно преобразовывать в личную выгоду для частного строительства или бизнеса.

Технология заключается в следующем: берется шлак смешивается с песком и цементом, добавляется вода, замешивается ВНИМАНИЕ! (полусухой раствор) в пропорции 1 часть цемента 3 части песка и 5 частей шлака, а так же 0.5 воды от общей массы цемента. Главное здесь не переборщить с водой, по утверждению автора раствор должен получится (полусухой) определить это можно следующим образом, взять в руку немного раствора и сжать, он не должен выделять воду и не рассыпаться, а бросив на землю должен рассыпаться.

После приготовления правильного раствора, его следует заложить в форму, включить вибратор, запрессовать крышкой и отключив мотор вибратора произвести подъем формы, блок остается на земле сохнуть, а форма передвигается далее для следующей формовки.
Для начало следует рассмотреть чертежи станка.

Qt6-15 машина для шлакоблока с видео Youtube в Египте

машина для шлакоблока описание:

Горячие точки продажи машины для шлакоблока:

1. Автоматический индуктор: известный бренд из Кореи.

Функция: более точно контролировать каждую часть работы машины.

2. Головка пресс-формы и заготовки: принять термическую обработку карбюризатором.

Назначение: Повышение твердости и износостойкости компонентов для увеличения срока службы.

3. Синхронизация подъемного устройства

Функция: Для удобства технического обслуживания.

4. Под формой находится вибрационная коробка.

Функция: высокая скорость вибрации для улучшения компактности материала.

5. За пресс-формой расположен двигатель.

Функция: Двигатель с высокой скоростью вращения, благодаря чему материал не вынимается, что улучшает качество блоков.

Основное преимущество машины для шлакоблока:

1.Под и над формой находятся два вибрационных устройства, целью которых является повышение компактности готовых изделий.

2. На раме кузова имеется большой баланс. Функция этого заключается в том, что, когда оборудование выходит из строя, вы можете повесить хост-машину для проверки и обслуживания.

3. Двойная вибрация между литейной коробкой и качающейся платформой. У него две функции. Одним из них является уменьшение столкновения между литейной коробкой и встряхивающей платформой, а другая заставляет литейную коробку встряхиваться с высокой частотой, чтобы обеспечить количество готовых изделий.

4. Тканевая коробка сбалансированной подвески, выдвижение и отступление, вращающаяся на 360 градусов ткань.

5. Две отдельные гидравлические станции.

6. Шкаф управления с технологией монтажной платы.

7. Основной корпус с длинным и широким раздвижным блоком.

Основное преимущество пресс-формы машины для шлакоблока:

1. Принять термическую обработку карбюризатором. Функция: Повышение твердости и износостойкости компонента для увеличения срока службы.

2. Примите два способа сварки, чтобы сварочная линия имела сильное сопротивление коррозии и небольшую тенденцию к образованию холодных трещин.

4. Установите перетаскивание, чтобы продлить срок службы пресс-формы.

4. Рядом с пресс-формой находится шов замка и блок замка. Для того, чтобы избежать плесени разбалтывания.

Технический параметр станка для шлакоблока:

QT5-15 Автоматическая линия для производства цементных шлаков Машина работает автоматически через систему управления PLC

QT5-15 (5 шт. По 5 фото в каждой форме пустотелых блоков (390 x190x190mm) и 15 секунд для каждого времени езды на велосипеде).

Основные характеристики автоматической линии для резки шлакоблоков QT5-15

♦ 1.Машина сделана из супер-прочной стали со специальными методами сварки. Это очень твердый и

устойчивый к вибрации.

♦ 2. Хорошая конструкция: система весов использует четырехполюсный тип ограждения с удлиненной втулкой для обеспечения точного перемещения формы

. Шестерни и вал система баланса могут сделать мужскую и женскую форму двигаться стабильно.

♦ 3. Способ подачи является вращающимся, конвективным и принудительным для обеспечения плотности блоков и сокращения цикла подачи

.Механизм вождения режим кормления является более устойчивым. Перемещение питателя — это два изогнутых рычага, приводимых в движение двумя цилиндрами

, что обеспечивает быстрое, долговечное и устойчивое движение механизма подачи.

♦ 4. Укладчик управляется преобразованием частоты для регулировки скорости. Движение укладчика является гибким

и устойчивым.

♦ 5. Пресс-формы, зубчатые колеса и валы подвергаются термообработке закалкой, отпуском, карбюрацией и т. Д., Чтобы

гарантировал качество блочной машины.Выключатели и электронные использование CHNT и марки Omron.

♦ 6. Гидравлическая система оснащена клапаном пропорционального направления. Клапан может регулировать расход и буферный цилиндр.

Таким образом, он может защитить цилиндр и продлить срок службы, а также обеспечить стабильную и быструю работу.

♦ 7. Вибрационная система использует технологию преобразования частоты. В сборке используется масляная вибрация.

Это улучшает загрузку с высокой скоростью и делает бетон сжиженным и воздушным.Пять преимуществ:

: синхронизация вибрационного узла, устройство плавного пуска, блок уплотнения, экономия электроэнергии и быстрое формование.

♦ 8. Высокий автоматический уровень: использование японского датчика Omron в качестве источника сигнала и ПЛК Germany Siements в качестве центрального процессора

для создания масляной системы, воздушной системы, электрической системы и механической системы как одной детали

. Установка может работать в автоматическом режиме и циклический. Наши специалисты поставили диагностику неисправностей, аварийную сигнализацию

в компьютер с помощью безопасного логического контроля.На экране будут показаны неисправности и методы клиента, если есть какие-либо проблемы.

♦ 9. Устойчивая и безопасная система: она использует разделение высокого и низкого напряжения электричества, низкое напряжение контролирует технику высокого напряжения

напряжения. Это решит проблему помех высокого напряжения и обеспечит получение точного сигнала.

Безопасен для людей и машин.

♦ 10. Переработка отходов: сырьем может быть песок, камни, цемент, летучая зола, шлак и так далее. Блоки

, изготовленные на нашей машине, отличаются высокой плотностью, малым весом, низкой стоимостью.Машина может осуществлять непосредственную укладку

, если сырье хорошее без горения или пропаривания.

Вы в кратчайшие сроки окупите свои затраты за простоту эксплуатации, улучшенное литье, энергосбережение и специальное производство.

. Цены на машины в Турции

1) Простая конструкция линейного типа, простая в установке и обслуживании.

2) Применение передовых всемирно известных компонентов в пневматических деталях, электрических деталях и рабочих частях.

3) Двойной кривошип высокого давления для управления открытием и закрытием матрицы.

4) Работа в условиях высокой автоматизации и интеллектуализации, без загрязнения окружающей среды

5) Нанесите компоновщик для соединения с воздушным конвейером, который может быть непосредственно соединен с разливочной машиной

Машина для изготовления шлакоблоков

Преимущество:
1.Равномерная форма: проще и быстрее кирпича.
2.Унифицированная форма: меньше раствора в кирпичной кладке.
3. Однородная форма: меньше раствора в штукатурке.
4. Искусственный цемент: набирает силу с течением времени.
5. Искусственный цемент: Стены можно оставлять открытыми или не оштукатуренными.
6. Лучшая тепло- и звукоизоляция по сравнению с красным кирпичом
7. Более низкая тормозная нагрузка при погрузочно-разгрузочных работах и ​​транспортировке.
8. Лучше устойчивость к вибрации по сравнению с красным кирпичом
9.Экологичность: расходует летучую золу
10. Экологичность: экономит бесценный верхний слой почвы
11. Экологичность: не требует горения / подкладки.
12. Сила: кирпичи повышенной прочности.

Станок для изготовления шлакоблоков

Часто задаваемые вопросы:
1. Какая доля сырья при изготовлении блока?
Формула 1: цемент 8-10%, 30% -40% песка, 50% -60% щебня
Формула 2: цемент 8-10%, фляша 30%, песок (каменный порошок) 60%, гипс 2%

2.Какие условия послепродажного обслуживания?
Мы предоставляем годовую гарантию, в течение этого периода при любых не сертифицированных проблемах с не изнашивающимися деталями мы бесплатно предоставляем

запасных части.
Мы можем предоставить техническую поддержку за рубежом, только клиент предоставляет транспортные расходы и расходы на проживание.

3. Какие продукты может производить эта машина?
Эта машина может производить асфальтоукладчики, пустотелые блоки, монолитный кирпич и т. Д.
Нужно только менять различные формы.

4.Каков вес пустотелого блока и прочность?

400 × 200 × 200 мм вес 17,0 кг / шт
400 × 150 × 200 мм вес 13,5 кг / шт
400 × 100 × 200 мм вес 10,0 кг / шт
Массивный кирпич: 10-12 МПа
Пустотелый блок: 8-10 МПа
Укладчики асфальтоукладчика : 15Mpa

5.Какий размер мастерской и завода подходит?

Мастерская: 160 кв. М.
Завод: 1000 кв. М.

Почему стоит выбрать машину для производства шлакоблоков Dongyue?

1.Материал и сварка: все материалы и запасные части, отобранные в соответствии с международным стандартом CE, защитой от диоксида углерода Carbon

обеспечат стабильную работу всей линии.

2. ПЛК управления: мы выбираем оригинальный комбайн Japan Mitsubishi PLC с независимо разработанной программой управления машиной,

обеспечивают стабильное и высокоэффективное рабочее состояние.

3. Двигатель для хост-машины — марка Германии SIEMENS или марка ABB

4.Коммутатор будет использовать марку France Schneider и Japan Omron

Профиль группы Dongyue Machinery:

Группа имеет основные средства в размере 600 млн. Юаней, более 2000 сотрудников.
Первый набор производителей оборудования для производства газобетона в Шаньдуне может быть спроектирован в год.

Производственная мощность 5-40 миллионов кубических метров производственной линии газобетона

в верхней части основы поглощающих передовых технологий Германии. и Япония объединяют

с национальными условиями.
Dongyue Machinery Group будет основной бизнес-философией «целостность, инновации,

производительность, гармония, безопасность», «прагматические инновации, превосходящие себя, стремление к концепции

excellence», техническая концепция достижения совершенство, технологическое лидерство, «

» удовлетворенность клиентов, наша цель, «концепция обслуживания, новый корпоративный имидж и

повышают стоимость недвижимости, бренд« Dong Yue »стал ведущим в отрасли

марок.

Визитная карточка:

Джерри Гао

Whatsapp / Viber / WeChat: +86 150 5498 5958

6 типов катков, обычно используемых в строительных проектах

Большинство строительных площадок нуждаются в устойчивом грунте для работы. Почву необходимо сжать, чтобы под землей не осталось воздушных карманов, которые могут нарушить процесс.

Для этого необходима специальная строительная техника для правильного уплотнения и выравнивания почвы.

Одним из наиболее распространенных видов уплотнительной техники является дорожный каток. Дорожные катки имеют долгую историю, и некоторые из них первыми тянули лошадь и использовали в сельскохозяйственных целях.Фактически, современные катки до сих пор называют паровыми катками, с тех пор, как они приводились в движение паровым двигателем.

Хотя «паровая» часть названия прижилась, ролики редко (если вообще когда-либо) приводятся в действие паром и гораздо более специализированы на типе уплотнения, которое они делают. Из-за их особенностей один каток на самом деле не будет работать так же, как другой, так как овальный каток сильно отличается от катка с пневматическими шинами.

Информация о различных типах катков — важная информация для строительного проекта.Чтобы помочь вам выбрать подходящую машину, ниже мы разбили различные типы роликов и их применение.

Один из видов мотальных катков — это цилиндрический каток. Эти традиционные в том смысле, что они относительно легкие и выталкиваются человеком. У всех других типов катков в этом списке есть аналоги с толкателем и с сиденьем, и иногда они все еще приводятся в движение двигателем.

Цилиндрические катки используются в основном для небольших и частных проектов, например, для работы во дворе.Цилиндрические ролики обычно имеют диаметр 1 метр и обычно изготавливаются из железа, камня или бетона.

Слева: «Ролик типа Hyster Grid», автор: Dw1975, через Wikimedia Commons, используется по лицензии Creative Commons Attribution 2.0.

Сетчатые ролики — это ролик, который имеет сеть из стальных стержней, которые создают сетчатый узор на стальном барабане. Решетка также может быть балластирована бетонными блоками или стальными приспособлениями для увеличения контактного давления.Эти типы катков обычно буксируются или тянутся за трактором или другой тяжелой машиной.

Решетчатая конструкция барабана цилиндра обеспечивает высокое контактное давление с незначительным замешивающим действием при уплотнении. По этой причине они лучше всего подходят для работы на хорошо структурированных грубых почвах, выветрившихся породах, а также для строительства земляного полотна и основания дорог.

Пневматические катки, иногда называемые катками с пневматическими шинами, представляют собой большой каток с сиденьем с несколькими рядами резиновых шин на переднем или заднем конце.Резиновые шины обеспечивают 80% покрытия и равномерное давление по всей ширине шин.

Обычно они используются для тротуаров и могут помочь сгладить и отполировать проект, но также отлично подходят для холодной укладки битумных или холодных смешанных покрытий и слоев рыхлой почвы.

Ролики с лапкой, иначе известные как валики с лапкой или подбивочные ролики, представляют собой ролики с множеством выступов прямоугольной формы или «ножек». Они отлично подходят для уплотнения почвы и илистой глины при дорожно-строительных работах.

Вес барабана с опорными лапами можно увеличить путем его балластировки водой, влажным песком или установки на него стальных секций, что обеспечивает более эффективную работу по уплотнению.

Аналогичным образом, в любых проектах с влажной глиной или другими мелкозернистыми грунтами на большой глубине следует использовать этот тип катка. Вы можете обработать участки, уплотненные опорными роликами, пройдя по ним пневматическим катком.

Обычно гладкие катки бывают двух типов: одно- и двухбарабанные.Они также известны как статические ролики.

Двойной барабан или тандем

Тандемный каток с двумя барабанами имеет один стальной барабан спереди и один сзади. Когда два барабана двигаются, это перемещает ролик. Эффективность тандемного катка достигается за счет двух вальцов — целые участки дороги можно выровнять и заасфальтировать быстро и эффективно.

Эти катки отлично подходят для плоских или пологих поверхностей, таких как асфальт, но из-за очень слабого сцепления они не рекомендуются для чего-либо специального.

Однобарабанный или трехколесный

Трехколесные или однобарабанные катки — одни из наиболее распространенных элементов тяжелой техники. Когда люди думают о дорожных катках, они обычно представляют трехколесный каток. У них обычно есть стальной барабан спереди и два специальных колеса сзади, которые могут предотвратить сползание шин.

Однобарабанные катки могут работать в ограниченном пространстве и в более специализированных проектах из-за своего меньшего размера. Они отлично подходят для создания фундаментов под здания и мощения дорог или тротуаров, но из-за дополнительного веса спереди они не будут катиться по некоторым поверхностям.

Следует отметить, что одиночный барабан может также относиться к другим роликам, таким как с лапой или гладким роликом. Понимание этого аспекта может помочь понять, что вам нужно.

Вибрационные катки почти идентичны гладким колесным каткам (включая одинарный и двойной барабан), за исключением одного существенного различия: они оснащены специальным вибрирующим компонентом. По мере того как валик уплотняет и выравнивает поверхность, он будет вибрировать.

Поскольку в почве, асфальте и бетоне есть естественные пустоты, они могут вызвать деформацию и оседание здания, что приведет к повреждению конструкции. Использование вибрационного катка в вашем строительном проекте может помочь сохранить структурную целостность здания. Другими типами грунта, которые отлично уплотняют вибрационные катки, являются щебень или гравий.

— не единственные строительные инструменты, используемые для уплотняющих работ. Другие типы уплотнительного оборудования включают трамбовку и виброплиту.

Трамбовки ручные и лучше всего подходят для небольших работ в ограниченном пространстве. Благодаря своему сравнительно легкому весу, они могут управляться вручную или машиной, что обеспечивает глубокое вибрационное уплотнение.

Компакторы с виброплитой используются для увеличения плотности различных почв и заполнения любых пустот. Поскольку они представляют собой катки с шагающим двигателем и меньше по размеру, эти катки лучше всего использовать в ограниченных пространствах, куда не может добраться крупное оборудование.

Выбор правильного типа катка для вашего строительного проекта очень важен, так как неправильный выбор может привести к плохому качеству изготовления, образованию воздушных карманов, которые утонут в конструкции, или неровностям, которые могут быть опасными.

Выбор правильного типа катка зависит от нескольких факторов. Первым из которых будет продолжительность проекта. В зависимости от длины иногда бывает выгоднее взять ролик напрокат, чем сразу купить.

Вам также нужно будет определить тип почвы, которая будет уплотняться. Для мелкозернистого песка потребуется другой валик, чем для глиняного. Кроме того, если вы укладываете асфальт, вам нужно будет решить, какой каток лучше — статический или вибрационный.

Определение того, нужен ли вам каток с гладким или с лапой для вашего проекта, может показаться сложным на первый взгляд, но изучение двух (и других) роликов определенно может помочь вам выбрать правильный тип ролика для вашего строительного проекта.

отлично подходят для улучшения и ремонта поверхностей, что делает их одним из самых надежных видов тяжелого оборудования, которое вы можете использовать в проекте. Понимание преимуществ каждого ролика может упростить выбор подходящего для вашего проекта.

Похожие сообщения

Поющие бокалы — Scientific American

Ключевые концепции
Звук
Физика
Музыка
Резонанс

Введение
День благодарения может быть прекрасным временем года, когда друзья и семья собираются вместе. Стол полон вкусной еды — большой праздник — и на столе могут быть даже какие-то необычные блюда и стеклянная посуда, чтобы сделать праздник еще более особенным.Но знаете ли вы, что бокалы для вина можно заставить петь? Возможно, вы делали это много раз раньше, но задавались ли вы когда-нибудь , почему бокал для вина издает такой звук? Выполните это задание, и вы не только заставите бокалы петь, но и научитесь создавать различные ноты; вы даже можете вдохновиться сыграть небольшую песню.

Фон
Очки использовались для создания музыки со времен средневековья. Первый музыкальный инструмент, сделанный из вертикальных бокалов для вина, назывался стеклянной арфой и был изобретен около 1750 года.Примерно 10 лет спустя Бенджамин Франклин — один из отцов-основателей Соединенных Штатов — изобрел механическую версию стеклянной арфы, названную стеклянной губной гармошкой. Оба этих инструмента основаны на принципе создания музыкальных тонов посредством трения. Что это обозначает?

Если вы потрете влажным пальцем по краю стекла, ваш палец будет прилипать к стеклу, поскольку оно сталкивается с сопротивлением или трением при движении по поверхности стекла. Однако вода на вашем пальце позволит вашему пальцу соскользнуть, так как образует подушку, уменьшающую трение.Когда давление и количество влаги подходящие, это так называемое прерывистое движение (легкое трение между пальцем и краем стекла) вызовет вибрацию сторон стекла. Стороны стекла передают вибрацию окружающему воздуху, создавая звуковую волну определенной частоты. Частота определяет скорость возникновения вибрации и обычно измеряется в секундах или герцах (Гц). Существует определенная частота, называемая резонансной частотой, при которой стороны стекла будут наиболее легко вибрировать.Резонансная частота винных бокалов обычно находится в диапазоне человеческого слуха (20-20 000 Гц), и именно поэтому вы слышите результирующую резонансную вибрацию в виде тона. Теперь давайте сделаем музыку, и вы сможете сыграть на своем собственном инструменте из бокала для вина.

Материалы

• Фужеры и разрешение на их бережное использование (необязательно: разных размеров и форм)
• Вода
• Мерная чашка для жидкости с градуировкой
• Металлическая ложка
• Мяч для пинг-понга (опция)
• Хроматический тюнер (опционально, доступно как бесплатное приложение для телефона)
• Фортепиано или клавиатура для сравнения нот (необязательно)

Препарат

• Найдите рабочее место, которое может выдержать пролив воды.
• Осторожно соберите бокалы для вина и мерную чашку, а также немного воды.
• Вымойте руки средством для посуды и тщательно ополосните руки.

Процедура

• Возьмите пустой бокал для вина и поставьте его перед собой на стол.
• Удерживайте основание стакана не доминирующей рукой.
• Потрите сухим пальцем край стекла, осторожно надавливая. Понаблюдайте, как это чувствуется. Ваш палец прилипает к стеклу или он плавно скользит по краю? Вы слышите звук?
• Смочите водой указательный палец доминирующей руки.
• Снова потрите пальцем край стекла, осторожно надавливая. Ощущение отличается от ощущения сухого пальца? Какое сопротивление вы чувствуете на этот раз? Стекло начинает петь? Совет: Если вы не слышите звука, попробуйте изменить скорость и приложить большее или меньшее давление к ободу.
• Пока вы слышите пение стакана, перестаньте тереть пальцем ободок и отведите его от стакана. Стекло продолжает петь или перестает?
• Теперь заставьте стакан снова запеть и перестаньте тереть пальцем ободок, но на этот раз оставьте палец на ободке стекла. Что происходит со звуком на этот раз?
• Возьмите металлическую ложку и очень осторожно постучите по бокалу по бокалу. Создает ли это звук или ноту, отличный от того, когда вы пальцем заставляли стакан петь?
• Если вы используете хроматический тюнер, используйте его, чтобы определить ноту, которую оставляет стекло, когда протирает его пальцем или ударяет металлической ложкой.Вы также можете сравнить частоту нот с нотами, звучащими на фортепиано или клавиатуре. Какую нотку создавало стекло? Можете ли вы спеть ту же ноту?
• Теперь наполните стакан водой на треть и повторите процедуру. Что теперь делает стекло? Это более высокий или низкий тон?
• Во время создания звука внимательно наблюдайте за поверхностью воды в стакане. Водная поверхность остается спокойной или вы видите какие-либо помехи?
• Снова возьмите металлическую ложку и очень осторожно постучите по бокалу по бокалу. Вы снова получаете ту же записку или она другая?
• Опять же, вы можете использовать показания хроматического тюнера, чтобы определить, какую ноту оставляет стекло, когда протирает его пальцем или ударяет по нему металлической ложкой. Вы также можете сравнить частоту нот с нотами, звучащими на фортепиано или клавиатуре. Какую ноту выдало стекло на этот раз? Он отличается от предыдущего? Как?
• Добавьте воды в стакан так, чтобы две трети стакана были заполнены водой.Еще раз протрите край стакана влажным пальцем. Как изменяется высота звука при разном уровне воды ? Звук стал выше или тише?
• Возьмите металлическую ложку в последний раз и очень осторожно постучите по стакану сбоку. Какую записку вы генерируете?
• Сравните три ноты, которые вы создали для каждого уровня воды (пустая, полная на одну треть и полная на две трети). Можете ли вы найти связь между уровнем воды в стакане и высотой ноты?
• Если вы используете хроматический тюнер, воспользуйтесь им снова, чтобы определить ноту, которую оставляет стекло, когда протирает его пальцем или ударяет по нему металлической ложкой.Вы также можете сравнить частоту нот с нотами, звучащими на фортепиано или клавиатуре.
• Extra: Попробуйте это занятие с фужерами разных размеров и / или форм. Как размер или форма стакана меняют звучание? Можете ли вы сделать какие-либо выводы о связи между размером / формой стекла и его резонансной частотой?
• Extra: Поставьте один бокал рядом с другим бокалом и позвольте ему петь. Теперь держите его, чтобы звук прекратился. А второй стакан поет?
• Экстра: Возьмите пустой бокал для вина и поместите в него легкий предмет, например мяч для пинг-понга. Потрите влажным пальцем ободок стакана, и как только стакан начнет издавать звук, наклоните стакан набок. Будьте осторожны, чтобы не уронить мяч для пинг-понга на пол. Продолжайте тереть стекло, чтобы оно запело, и наблюдайте за шаром внутри. Что происходит с мячом? Он неподвижно сидит на стенках стакана или двигается?

Наблюдения и результаты
Не могли бы вы заставить бокал петь сухим пальцем? Вероятно, нет, так как между пальцем и ободком стекла было слишком много трения.Чтобы создать прерывистое движение, палец должен быть немного влажным. Но при подходящих условиях стекло должно было издавать чистый и красивый звук. Потирая пальцем ободок стекла, вы заставляете его стенки вибрировать; вы могли даже почувствовать вибрацию пальца. Когда вы убираете палец со стакана, стеклянные стенки продолжают вибрировать, воспроизводя музыкальную ноту. Однако, если вы перестанете тереть обод и оставите палец касающимся стекла, ваш палец прекратит вибрацию, и звук также прекратится.В бокале для вина, наполненном водой, вы действительно должны были видеть генерируемые вибрации в виде небольшого волнового рисунка, который развивается, особенно вокруг стеклянных стен. Если вы выполняли дополнительные действия с мячом для пинг-понга, вы, вероятно, также сделали видимыми вибрации. Мяч должен танцевать внутри стекла, поскольку его толкают вибрации стен каждый раз, когда он соприкасается с краями стекла.

В каждом случае, когда вы постукивали по стеклу металлической ложкой, вы должны были слышать ту же ноту, что и при касании пальцем.Использование металлической ложки — это еще один способ заставить стеклянные стенки вибрировать, и, таким образом, звуковые волны, генерируемые стеклом, остаются неизменными. Иногда даже вибрация одного стакана может заставить другой стакан завибрировать и петь, если вы поставите их очень близко друг к другу. Однако, добавляя в стакан разное количество воды, вы должны были заметить, что высота звука меняется в зависимости от уровня воды; чем больше воды вы добавите в стакан, тем ниже будет слышный звук. Это связано с тем, что объем воды внутри стакана делает его намного тяжелее, и поэтому стеклянным стенкам труднее вибрировать.Это означает, что звуковая волна, создаваемая вибрациями, намного медленнее или имеет более низкую частоту. Поскольку частота ноты коррелирует с ее высотой, высота звука, создаваемая стаканом, уменьшается по мере того, как вы добавляете больше воды. Если вы можете использовать более одного стакана, вы можете поиграть с разными уровнями воды, формами и размерами стаканов; каждый из них будет иметь разную резонансную частоту и воспроизводить различную ноту. Попробуйте найти разные стаканы и изменить уровень воды, чтобы воспроизвести каждую ноту музыкальной гаммы.Можете ли вы сыграть простую песню на стеклянной арфе?

Больше для изучения
Почему стеклянные чашки издают звенящий шум, из Сиэтла
Поющие бокалы для вина, из Science Buddies
Тема Гарри Поттера на стеклянной арфе, на YouTube
Звуковая наука: создание музыки из бутылок, из Scientific American
Научная деятельность для всех возрастов !, от друзей науки

Эта деятельность предоставлена ​​вам в сотрудничестве с Science Buddies

Является ли вибрационное упражнение мошенничеством?

Вибрационные пластины могут помочь улучшить мощность и силу, когда они являются частью тренировочной программы.

Кредит изображения: CentralITAlliance / iStock / GettyImages

Сделайте себя стройнее и стройнее. Просто привяжите себя к оборудованию, включите его и наблюдайте, как ваше тело преображается. Но работает ли это? Учитывая, что тренажеры с виброплитами могут быть дорогостоящими, перед покупкой целесообразно выяснить, являются ли они мошенничеством или нет.

Подсказка

Хотя использование вибрационной пластины не растапливает жир с вашего тела, она может привести к повышению силы и мощности при использовании в программе тренировок.

Подробнее: Уменьшает ли животный жир с помощью вибропояса?

Оборудование, претензии

Упражнение с вибрацией выполняется на оборудовании, которое вызывает вибрацию всего тела от ступней вверх. На рынке представлено несколько брендов, но все они имеют схожий дизайн. Вибрационное оборудование напоминает беговую дорожку без длинной деки: оно имеет вертикальную переднюю часть с экраном дисплея, органами управления и опорами для рук.

Где должна быть беговая дорожка, так это то место, где расположена вибрирующая пластина.Вы стоите на тарелке, пока она вибрирует от 30 до 50 раз в секунду. Вибрационные упражнения должны помочь вам похудеть, увеличить силу и гибкость, предотвратить потерю мышечной массы, улучшить плотность костей и даже уменьшить целлюлит и вывести токсины из вашего тела.

Эффективность вибрационной пластины

Если вы ищете доказательства того, что упражнения с вибрацией растопят килограммы, исчерпывающих исследований, подтверждающих это, не существует. Однако, согласно небольшому исследованию в январе 2018 года, опубликованному PLOS One, общий расход энергии в течение 20 минут упражнений был выше при выполнении на вибрирующей платформе по сравнению со статической поверхностью.

Упражнения на вибрационной пластине могут иметь и другие преимущества для здоровья. Согласно статье, опубликованной в августе 2014 года в журнале Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions, использование виброплиты для всего тела показало, что она улучшает высоту прыжка и эффективность спринта.

Кроме того, использование вибрационной пластины во время изометрических упражнений на сгибание в локтевом суставе увеличивает совместное сокращение мышц вокруг сустава — в данном случае бицепса и трицепса.

Подробнее: Потеря веса против.Потеря дюймов

Пример тренировки с виброплитой

Люди, которые не в форме и считают себя сидячими, могут начать тренировки с вибрационными упражнениями, просто встав на плиту, согнув колени. Это должно стимулировать естественные сокращения мышц и улучшить кровоток. Люди, которые привыкли к упражнениям, могут добавлять фактические движения во время упражнений на тренажере, чтобы усилить воздействие как вибрационных пластин, так и упражнений.

Некоторые из упражнений, которые вы можете выполнять на вибрационном оборудовании, включают приседания, подъемы на носки, выпады вперед и в стороны, тазовые толчки, выполняемые ногами на тренажере, лежа спиной на полу, отжимания руками на вибрирующем тренажере. колода, а также ноги на деке, отжимания на трицепс с деки и упражнения для пресса с ножницами, выполняемые сидя на палубе.

с ручками могут быть прикреплены к бокам оборудования, чтобы добавить сопротивление для таких упражнений, как сгибания рук на бицепс и вертикальные тяги, выполняемые стоя на вибрирующей платформе.

4 лучших генератора белого шума 2021

Если вы знаете, что предпочитаете веерные шумы, вам может понравиться Yogasleep Dohm. Sound + Sleep превосходит звуки природы, и если вы ищете приложение, myNoise — лучшее.

Чтобы узнать о других способах обрести тишину и покой, ознакомьтесь с нашими руководствами по лучшим берушам для сна, лучшим наушникам с шумоподавлением и лучшим наушникам для сна.У нас также есть руководство по использованию аппарата белого шума для ребенка.

Наш выбор

LectroFan EVO

Благодаря электронно генерируемым звукам LectroFan EVO маскирует более широкий спектр шумов, чем другие машины, которые мы тестировали в этом ценовом диапазоне.

Благодаря электронно-генерируемым параметрам шума в диапазоне частот (включая белый, розовый, коричневый и звуки вентилятора) LectroFan EVO работает не хуже, чем машины с аналогичной ценой, маскируя визжащих кошек, лающих собак и храпящих соседей по комнате. .Его элементы управления просты в использовании, его диапазон громкости шире, чем у других устройств, которые мы тестировали, а его небольшой размер удобен для путешествий и не будет доминировать на вашей прикроватной тумбочке.

Также отлично

Yogasleep Dohm

Поклонники звуков вентилятора могут найти низкотехнологичное жужжание Yogasleep Dohm более приятным, чем более статичный белый шум LectroFan EVO. Но его диапазон громкости меньше, и он также не маскирует шум.

Если вы находите звуки вентилятора успокаивающими и предпочитаете низкотехнологичную машину, Yogasleep Dohm — хороший вариант.В то время как сильная сторона LectroFan EVO — это спектр вариантов электронного шума, в Dohm для создания белого шума используется физический вентилятор. Соответственно, это звучит более приземленно и естественно — как жужжание (как и следовало ожидать от вентилятора), а не статичность. Некоторым это кажется более приятным, несмотря на неспособность Yogasleep Dohm замаскировать шум, а также машины, которые издают различные белые, розовые или коричневые звуки. Dohm стоит примерно столько же, как LectroFan, и, хотя новый дизайн упрощает регулировку высоты звука и громкости, он по-прежнему громоздкий, и вам нужно физически повернуть корпус, чтобы настроить звук.

Выбор для модернизации

Sound + Sleep

Эта простая в использовании машина обеспечивает не только вариации белого шума, но и сочетание богатых настраиваемых окружающих звуков.

Имея 10 категорий звука, включая белый шум, звуки природы и другие записи без зацикливания окружающей среды, Sound + Sleep может маскировать шум, а также помогать вам расслабиться. Его качество звука богатое и полное, а дизайн интуитивно понятен. Вы можете наложить несколько шумов, чтобы создать полную звуковую среду (например, добавив крики чаек поверх разбивающихся океанских волн).Так называемая адаптивная технология Sound + Sleep автоматически регулирует громкость при изменении окружающей среды, облегчая блокировку шума. Эти навороты означают, что Sound + Sleep стоит вдвое дороже, чем LectroFan EVO, но мы думаем, что его простота использования и приятные звуки могут того стоить, особенно если вы хотите расслабиться под окружающие звуковые ландшафты в дополнение к блокированию раздражающего шума. .

Также отлично

myNoise

myNoise предлагает лучшую настройку, чем любое другое приложение с белым шумом, которое мы нашли.Он не просто делает неприятные звуки более терпимыми — он может заставить их почти исчезнуть.

Нам нравится бесплатное приложение myNoise (доступно в App Store и Google Play), потому что оно позволяет вам выбирать из диапазона приятного белого шума и естественных звуков, а также настраивать интенсивность различных частот, чтобы лучше маскировать неприятные ощущения. шум — то, на что не способны ни специализированные звуковые устройства, ни другие приложения, которые мы пробовали. Бесплатная версия приложения предлагает приличный набор звуков, а полная акустическая библиотека myNoise (дополнительный пакет «все, что вы можете слышать») доступна за единовременную плату в размере 10 долларов.Это заметно дешевле, чем другие протестированные нами приложения с белым шумом, многие из которых требуют дорогих ежемесячных подписок для полного доступа. Звуки, записанные myNoise, не зацикливаются, что, по мнению экспертов, идеально. (Обратите внимание, что качество звука будет зависеть от того, как вы слушаете, через динамики телефона, наушники или динамики Bluetooth.)

Как сделать электрическую виброплиту своими руками • CIMFLOK.COM

Отделочные работы

После сборки плиты все металлические части необходимо загрунтовать и покрасить для защиты от коррозии.Надежно прикрепите подводящий кабель к рукоятке управления, чтобы предотвратить его переезд. Выключатель двигателя должен быть расположен на самой конструкции, чтобы обеспечивать аварийную остановку во время работы.

После этого нужно испытать виброплиту своими руками. Лучше всего для этого подойдет свежевырытая земля. Испытания на сыпучих материалах предотвратят испытания при полной нагрузке.

Как видите, сделать вибромашину своими руками вполне реально. Но для этого необходимо иметь начальные знания и опыт слесарных и сварочных работ.

Типы используемых пластин

Самодельные конструкции требуют наличия силовой установки, обеспечивающей основную работу. Часто используются три типа двигателей:

Дизельные двигатели подходят, когда постоянно требуется много усилий. В повседневной жизни они неоправданны. Хотя не редкость найти виброплиту от мотоблока с установленным двухтактным двигателем.

Аппарат с бензиновым двигателем, как и предыдущие конструкции, автономен, но крайне шумен в работе.Для них подбирается экономичный двигатель мощностью в несколько ватт.

Рекомендуемая мощность двигателя 1,5-2 кВт при 4000-5000 об / мин. Меньшая мощность не даст необходимой скорости вращения вала, соответственно, силы вибрации будет недостаточно

Оптимальным решением для многих является электрическая виброплита, собранная вручную. Достаточно подвести электричество к месту работы на участке и можно приступать к уплотнению почвы. Положительным фактором является отсутствие выхлопных газов в процессе работы.

Согласно классификации принято делить продукцию на несколько групп:

• легкие. вес менее 70 кг;
• универсальный. до 90 кг;
• средний вес. 90-140 кг;
• тяжелая группа. свыше 140 кг.

Первая группа подходит для обработки придомового участка, где предполагается прижимать слой не более 15 см. Универсальный актуален для обработки 25 см. Тяжелые приспособления рассчитаны на 50-60 см.

Чем больше уплотненный слой, тем тяжелее должна быть машина.

Важно правильно выбрать электродвигатель для виброплиты.Ведь слишком слабая модель на массивной плите утонет в слоях почвы. Оптимальным считается соотношение при использовании 5 л.с. на 100 кг массы. или 3,7 кВт.

Пищевая классификация

Электрооборудование. Самым экономичным считается электрический. Это то, что рекомендуется собирать своими руками для собственного дома.

по техническим характеристикам виброплиты с электродвигателем ничем не уступают своим конкурентам.Единственный недостаток — это условие наличия доступной электросети.

Бензин. Будет стоить больше электро , но дешевле дизеля.

Однако выгоднее будет купить солярку, хотя сам двигатель будет самым дорогим из трех описанных.

ВИБРАЦИОННЫЙ СТОЛ. Я

Изготовление виброплит своими руками выглядит так:

• стальной лист размером примерно 1 х 1 м разрезают по краям и загибают вверх молотком, чтобы лист не проваливался в землю во время работы;
• швеллеров приваривают параллельно загнутым сторонам, примерно в 10 см от центральной линии скашивания заготовки;
• установить на них самодельный или заводской вибратор;
• в задней части плиты с помощью металлических уголков и амортизаторов закреплена площадка для двигателя мотоблока;
• с помощью гаек и шайб на него устанавливают мотор и натянутый на шкивы ремень соединяют с вибратором;
• прикрепите длинную ручку к задней платформе для управления устройством.

Средний вес самодельной виброплиты с двигателем от мотоблока составляет около 60 кг. Если требуется более тяжелая конструкция, к ней можно дополнительно приварить металлические листы или арматуру.

Шкивы должны обеспечивать эксцентрику вибратора скорость вращения около 180 оборотов

Как сделать самодельную виброплиту с бензиновым электродвигателем

Виброплита с электродвигателем своими руками — полезный инструмент для ремонта.Сделать это достаточно просто, если прочитать проверенные инструкции.

Виброплита с электродвигателем своими руками представляет собой простой агрегат. Для его изготовления достаточно иметь небольшой мотор и стальной лист, а также болгарку и крепеж.

Назначение виброплиты

Виброплита — это механизм, предназначенный для уплотнения рыхлых грунтов и сыпучих строительных материалов. Кроме того, такой механизм широко применяется для вибрационной обработки полусухих бетонных смесей и асфальта при устройстве полов и тротуаров.Использование такого инструмента очень эффективно в случае работы на небольшом участке приусадебного участка и в тесноте.

Самодельная электрическая виброплита .

Устройство тротуаров, садовых дорожек, проездов и парковок возле частного дома с помощью виброплиты происходит намного быстрее, обеспечивая при этом высокое качество работы. Уплотнение дна траншей при прокладке инженерных коммуникаций исключает их возможное повреждение в случае проседания рыхлого грунта.Эти и другие преимущества побуждают многих домашних мастеров самостоятельно изготавливать такое оборудование и использовать его при выполнении строительных работ.

Как

Высокая стоимость строительных механизмов, инструмента и оборудования заставляет искать альтернативные решения вопроса с техническим оснащением. Один из вариантов — изготовить оборудование самостоятельно. И сегодня мастера при относительно небольших затратах, обладая техническими навыками и трудолюбием, создают отличные станки различного назначения.

Объем и принцип работы

активно используются при строительных и ремонтных работах различной сложности, например, при прокладке дорог, тротуаров и т. Д. Агрегат имеет небольшие габариты, что позволяет использовать его в труднодоступных местах, в том числе в траншеях. Конструкция инструмента состоит из четырех основных элементов:

• Рабочий стол из стали или чугуна.
• Вибратор.
• Рамки.
• Электростанция.

Основание агрегата — массивная плита, в центре которой находится вибратор.Подключается к силовой установке с помощью клиноременной передачи или сцепления. Вибратор необходим для преобразования вращательного движения в колебательное. В качестве силовой установки агрегата могут использоваться двигатели внутреннего сгорания или электродвигатели электрические .

Типы используемых пластин

Самодельные конструкции требуют наличия силовой установки, обеспечивающей основную работу. Часто используются три типа двигателей:

Дизельные двигатели подходят, когда постоянно требуется много усилий. В повседневной жизни они неоправданны.Хотя не редкость найти виброплиту от мотоблока с установленным двухтактным двигателем.

Аппарат с бензиновым двигателем, как и предыдущие конструкции, автономен, но крайне шумен в работе. Для них подбирается экономичный двигатель мощностью в несколько ватт.

Рекомендуемая мощность двигателя 1,5-2 кВт при 4000-5000 об / мин. Меньшая мощность не даст требуемой скорости вращения вала, соответственно, силы вибрации будет недостаточно

Оптимальное решение для многих — это электрическая виброплита, собранная вручную.Достаточно подвести электричество к месту работы на участке и можно приступать к уплотнению почвы. Положительным фактором является отсутствие выхлопных газов в процессе работы.

Согласно классификации принято делить продукцию на несколько групп:

• легкие. вес менее 70 кг;
• универсальный. до 90 кг;
• средний вес. 90-140 кг;
• тяжелая группа. свыше 140 кг.

Первая группа подходит для обработки придомовой территории, где предполагается прижимать слой не более 15 см.Универсальный актуален для обработки 25 см. Тяжелые приспособления рассчитаны на 50-60 см.

Чем больше уплотненный слой, тем тяжелее должна быть машина

Важно правильно выбрать электродвигатель electric для виброплиты. Ведь слишком слабая модель на массивной плите утонет в слоях почвы. Оптимальным считается соотношение при использовании 5 л.с. на 100 кг массы. или 3,7 кВт.

ASF74 Блог Самодельная виброплита из подручного металлолома.

В мусорных баках гаража нашла плиту толщиной 10мм метр за метром.Решил сделать виброплиту, которая построена знает, как она нужна. Так же в наличии был мотор мощностью 1,5кВт 380. Из всех затрат :. 2 подшипника трамблера ВАЗ 2121 (460р). 2 подушки ДВС 2101 (500р). шкив помпы (180р). Шкив генератора Нива (200р) и пусковые конденсаторы для переключения мотора на 220в (1200р).

Расчет конденсаторов 7 мкФ на каждые 100Вт мотора, итого 105-110мФ. Все остальное было под рукой: это 50-я труба и куча старых гаражных сараев.Эксцентрик вибрирующего вала был сделан из этих навесов и труб. Корпус подшипника изготовлен из такой же трубы. Пригодилась и опора коробки передач от какого-то джипа для опоры третьего двигателя. На фотографиях изготовление эксцентрика, а потом и видео целиком. Уже начал таранить как хотел.

Как

Виброплита может стать полезным инструментом в вашем домашнем саду.Если вы не планируете проводить большой объем работ по уплотнению почвы, то агрегат можно взять в аренду. Однако при частом использовании желательно сделать виброплиту своими руками. Он имеет довольно простую конструкцию, а процесс изготовления не занимает много времени, а также не требует больших финансовых вложений.

Как сделать простой

Обзор вибрационных устройств для обработки с использованием вибрации

Как упоминалось ранее, системы обработки с использованием вибрации можно разделить на две группы: резонансные и нерезонансные системы в соответствии с принципами их работы.На рисунке 1 показаны частота и амплитуда колебаний для разработанных систем вибрации. На рис. 1а показаны самые высокие рабочие частота и амплитуда для нерезонансных колебательных систем, а на рис. 1б показаны фиксированные рабочие частота и амплитуда для резонансных систем. Можно обнаружить, что самая высокая частота колебаний нерезонансной колебательной системы составляет около 11 кГц, но частота колебаний резонансной колебательной системы сосредоточена в 20 кГц, а самая высокая частота составляет почти 40 кГц. Это связано с их разными принципами работы.Как правило, лучшая производительность резания и меньший износ инструмента могут быть получены при увеличении частоты вибрации в резонансной системе. Для нерезонансной вибрационной системы более широкая полоса частот и амплитуды вибрации приводит к более сложным траекториям инструмента, расширяя диапазон их применения.

Частота и амплитуда вибрации для разработанных систем вибрации, ( a ) нерезонансной системы вибрации и ( b ) системы резонансной вибрации

Системы резонансной вибрации

Как успешно применяемая технология В промышленных масштабах системы обработки с резонансной вибрацией работают на собственной частоте системы и применяют принцип возбуждающей вибрации для увеличения амплитуды вибрации.Типовой конструкцией системы обработки с ультразвуковой вибрацией является резонансный стержневой тип, который состоит из трех частей; а именно ультразвуковой преобразователь, усилитель акустического волновода и рупор (см. рис. 2). В некоторых исследованиях усилитель акустического волновода и рупор также называют сонотродом, потому что функции этих двух компонентов очень похожи [17]. Ультразвуковой преобразователь является источником вибрации для всей системы и преобразует электрическую энергию в механическое движение в продольном или сжимающем режиме при самовозбуждающейся вибрации [18].Два типа электромагнитных и пьезоэлектрических преобразователей широко используются и были представлены в предыдущем разделе. Высокочастотная низкоамплитудная возвратно-поступательная гармоническая вибрация генерируется ультразвуковым преобразователем и усиливается сонотродом в желаемом месте инструмента или детали. Сонотрод работает за счет резонанса с преобразователем, и к его конструкции и производству предъявляются строгие требования. Плохая конструкция или изготовление снизят энергоэффективность, снизят производительность резки и долговечность системы вибрации и даже могут вызвать серьезные повреждения датчика [1,2,3,19].Режущий инструмент или заготовка прикрепляется к концу рожка для получения желаемой вибрации. Более того, точка удержания всей системы обычно устанавливается в узловой точке с нулевым смещением, чтобы сохранить ее стабильность и уменьшить потери энергии. По направлению движения систему резонансных колебаний можно разделить на три группы: 1D, 2D и 3D системы.

Типовая конструкция резонансного вибратора

1D система

Одномерные ультразвуковые вибрационные системы обработки являются наиболее распространенным типом из-за их простой конструкции и простоты реализации.Их можно разделить на резонансные стержневые и резонансные типы инструментов. Многие исследователи предложили собственные вибраторы стержневого типа. Чжун и др. [4] улучшил типичную резонансную систему стержневого типа и применил ее к процессу токарной обработки, как показано на рис. 3. В конструкцию введен держатель инструмента с зубчатой ​​структурой, чтобы надежно удерживать инструмент на месте и уменьшить его перемещение. в других степенях свободы. В процессе обработки в точке надреза происходит изгиб, чтобы предотвратить деформацию остальной части держателя инструмента.В противном случае резцедержатель в непосредственной близости от параболической формы повлияет на производительность обработки. Чтобы получить более точное измерение силы резания во время процесса фрезерования с помощью вибрации, Шен и др. Разработали специальную систему зажимов. [5] путем интеграции зажимной системы и динамометра, как показано на рис. 4. Результаты показали, что влияние ультразвуковых колебаний на результаты измерений эффективно снижается. Аналогичным образом Liu et al. [6,7,8] исследовали резку в пластическом режиме с карбидом вольфрама, как показано на рис.5. Новая система зажима фиксирует вибратор с помощью четырех болтов, что упрощает процедуру установки вибратора и повышает его точность.

Вибратор, предложенный Zhong et al. [4]

Вибратор, предложенный Шеном и др. [5]

Вибратор, предложенный Liu et al. [6,7,8]

Система резонансных одномерных колебаний стержневого типа имеет простую конструкцию и высокую надежность; однако на резонансную частоту системы можно легко повлиять, когда к рупору прикреплена заготовка или большая масса.Между тем, вопрос с установкой негабаритной детали тоже сложно решить. Поэтому был разработан другой тип системы резонансной вибрации, названный резонансным инструментом, путем интеграции ресурсов вибрации в держатель инструмента. Типичный дизайн был предложен Ostasevicius et al. [20], как показано на рис. 6. Узел фрезы приводится в движение пьезокерамическими кольцами, которые закреплены в стандартном держателе инструмента Weldon и создают резонансное движение инструмента в вертикальном направлении. Аналогичным образом Alam et al.[21] улучшили конструкцию режущего инструмента и получили семикратное увеличение амплитуды вибрации за счет использования ступенчатой ​​формы рупорной конструкции (рис. 7).

Вибратор, предложенный Ostasevicius et al. [20]

Вибратор, предложенный Alam et al. [21]

Как обсуждалось в предыдущих разделах, параметры вибрации для ультразвуковой колебательной системы в значительной степени зависят от размеров и формы поперечного сечения спроектированного механизма передачи вибрации, состоящего из усилителя и рупора.Однако традиционный подход основан на применении дифференциальных уравнений, в которых учитывается равновесие бесконечно малого элемента под действием упругих и внутренних сил. Это отнимает много времени и неточно. Чтобы преодолеть эти недостатки, метод FEA вводится на этапе проектирования ультразвуковой вибрационной системы, и его использование может повысить точность вибрационной системы, например, по собственной частоте и размерам механизма, что ускоряет разработку вибрационных устройств. .Куо [22] предложил конструкцию узла фрезы, в которой процесс гармонических пьезоэлектрических колебаний моделировался с помощью динамического моделирования FEA, которое оптимизировало ключевые размеры, уменьшало влияние концентрации напряжений на систему и увеличивало ее эффективность. Однако при моделировании не учитывалась ситуация, когда инструмент прикреплен к рупору, и это приводит к отклонению собственной частоты системы и амплитуды вибрации между результатами моделирования и рабочими результатами.Рой и др. [23] разработали круглый полый ультразвуковой рупор для сборки фрезы и оптимизировали его контур и форму поперечного сечения с помощью FEA. По сравнению с обычными конструкциями ультразвукового рупора, например ступенчатой, конической и экспоненциальной формы, полый ультразвуковой рупор с круглым полым корпусом обеспечивает более высокий коэффициент увеличения и более низкое осевое, радиальное напряжение и напряжение сдвига, что повышает производительность системы и снижает влияние концентрации напряжений. .

Другой тип конструкции узла вибрационного бурового инструмента был предложен Бабицким и др.[24] (рис. 8). Для выполнения вибрационного сверления одна сторона узла зажималась в трехкулачковой части токарного станка через промежуточную втулку и приводилась в действие с помощью узла контактных колец, установленного на полый вал токарного станка на конце. удаленный от патрона. Еще одна одномерная ультразвуковая вибрационная система была разработана Hsu et al. [25], и принцип ее работы очень похож на ультразвуковую ванну. Как показано на рис. 9, три коммерческих ультразвуковых преобразователя Ланжевена были закреплены под ступенью вибрации и управлялись с помощью сигналов одного типа, генерирующих колебания с одинаковой частотой и фазой.В результате на стадии вибрации может быть получена резонансная вибрация.

Вибратор, предложенный Бабицким [24]

Вибратор, предложенный Hsu et al. [25]

2D- и 3D-системы

Ультразвуковая обработка с эллиптической вибрацией также называется 2D ультразвуковой вибрационной обработкой и получила широкое внимание с тех пор, как она была впервые предложена в 1993 году. По сравнению с 1D-системами, 2D-системы могут обеспечить лучшую производительность резки а также требуют более высокого стандарта вибрационных устройств.Благодаря своей простой конструкции и простоте реализации, устройство со встроенным резонансным стержнем является наиболее популярным среди предлагаемых 2D вибрационных устройств. Есть два основных дизайна: патч и сэндвич. Для интегрированного резонансного стержня накладного типа два набора пьезоэлектрических пластин прикрепляются к внешней стенке резонансного стержня для достижения одинаковых или разных режимов резонанса. В сэндвич-типе две моды резонансного момента могут быть получены путем добавления еще одного набора пьезоэлектрических колец к одномерному резонансному стержню.Moriwaki et al. [26] разработали двумерную ультразвуковую систему поворота с вибрацией накладного типа (рис. 10), прикрепив две пары пьезоэлектрических приводов симметрично в центре четырех сторон ступенчатого рупора. Когда два синусоидальных сигнала с разными фазами и одинаковой частотой подаются на пьезоэлектрические приводы, состояние изгибного резонанса может быть получено в вибраторе одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и режущий инструмент, прикрепленный к концу вибратора, вибрирует в эллиптическом режиме.Эффекта связи невозможно избежать, поскольку пьезоэлектрические пластины расположены параллельно. Shamoto et al. [27, 28] оптимизировали размеры и форму вибрационного стержня и разработали систему управления для достижения более точной траектории инструмента. Эксперименты проводились с закаленной нержавеющей сталью, и точность обработки и качество обработанной поверхности улучшились. Комбинация изгибных и продольных колебаний была также достигнута в другом ультразвуковом вибраторе 2D пластинчатого типа, разработанном Liang et al.[29,30,31], как показано на рис. 11. Пьезоэлектрические пластины прикреплены к одной и той же стороне металлического упругого тела, и заготовка фиксируется на вершине вибрации. Однако задействованные амплитуды вибрации довольно малы, всего до 0,4 мкм из-за проблем с массой вибратора, и влияние массы заготовки на амплитуду и частоту вибрации неизбежно.

Вибратор, предложенный Moriwaki et al. [26]

Вибратор, предложенный Liang et al.[29,30,31]

Типичный эллиптический ультразвуковой вибратор многослойного типа показан на рис. 12 [32, 33]. Две группы пьезоэлектрических колец зажаты вместе в сборке бурового инструмента, и каждая группа работает в своем резонансном режиме для создания эллиптической траектории вершины инструмента. Следует отметить, что точка установки вибрационного устройства данного типа должна быть установлена ​​в точке совпадения двух резонансных мод. Между тем, с использованием того же принципа конструкции были предложены вибраторы для монтажа заготовок или невращающихся инструментов, таких как токарные и полировальные [34,35,36,37,38,39].Для достижения лучшей производительности Börner et al. [40] разработал крестообразный преобразователь для двумерного ультразвукового вибрационного вибратора (рис. 13) и применил его в процессе фрезерования. Поскольку высокочастотная вибрация передается на кросс-преобразователь, расширение в горизонтальном направлении приведет к сжатию в вертикальном направлении. Однако можно использовать только маленькие образцы, потому что большие по массе могут влиять на резонансную частоту вибратора. Tan et al. [41] построили симметрично структурированное ультразвуковое эллиптическое вибрационное устройство (рис.14) с помощью четырех пар пьезоэлектрических колец. Узловая точка устройства, естественно, находится в центре фланца, который легко найти. Устройство фиксируется двумя парами отверстий для захвата, смещенными с обеих сторон фланца, чтобы уменьшить потери энергии и улучшить характеристики охлаждения. По сравнению с традиционной конструкцией, симметричная конструкция может полностью уравновесить внутреннюю силу, что значительно снижает погрешность движения вибратора. Путем замены пьезоэлектрического привода на магнитострикционный привод Suzuki et al.[42,43,44] разработали эллиптическую вибрационную полировальную машину (рис. 15) и успешно применили ее для обработки микросферических линз и штампов / пресс-форм из карбида вольфрама. Вибратор основан на гигантском магнитострикционном материале с намотанными на него катушками. У него четыре ножки, и каждой ножкой можно независимо управлять расширением или сжатием. Эллиптическая траектория инструмента может быть получена путем соответствующей настройки разности фаз двух пар противоположных катушек. Для получения максимальной амплитуды вибрации вибратор рассчитан на работу на частоте 9.2 кГц, что ограничивает производительность обработки.

Вибратор, предложенный Liu et al. [32]

Вибратор, предложенный Börner et al. [40]

Вибратор, предложенный Tan et al. [41]

Вибратор, предложенный Suzuki et al. [42,43,44]

В отличие от интегрированных устройств резонансной вибрации, отдельный тип 2D резонансных вибраторов использует два независимых вибратора Ланжевена, расположенных в форме буквы V или L, для получения двумерной вибрации инструмента или заготовки [45 , 46,47].На рисунке 16 показан типичный отдельный 2D V-образный вибратор, предложенный Guo et al. [48]. Два вибратора Ланжевена установлены под углом 60 ° для создания уникальной траектории вершины инструмента. Головной блок представляет собой конструкцию изгиба, применяемую на конце каждого вибратора для направления движения и уменьшения погрешности движения. Каждый отдельный вибратор имеет добавленную концевую массу для предварительной нагрузки на пьезоэлектрические кольца и регулировки собственной частоты вибраторов. Подобная конструкция была также применена в процессе полировки с помощью вибрации [49].Ян и др. [50] разработали двухмерный L-образный резонансный вибратор для шлифования, как показано на рис. 17. Два независимых одномерных резонансных вибратора размещены перпендикулярно по сторонам вибрационной ступени. Однако этот тип двумерного резонансного вибратора практически невозможно интегрировать во вращающийся инструмент, такой как узел фрезы, что ограничивает его применение.

Вибратор, предложенный Guo et al. [48] ​​

Вибратор, предложенный Yan et al. [50]

Для получения сложных геометрических форм процесс фрезерования требует вектора подачи в произвольных направлениях с вертикальными и горизонтальными компонентами вектора подачи, необходимыми для трехмерного торцевого фрезерования.Следовательно, существует потребность в трехмерной вибрационной помощи. На рисунке 18 показан инструмент для резонансной вибрации со свободой 3 °, который может генерировать продольные и два изгибных резонансных колебания путем добавления трех комплектов пьезоэлектрических приводов к резонансному стержню [51,52,53]. Сложность, связанная с этой конструкцией, состоит в том, чтобы точно определить узловую точку вибрационного стержня и добиться трех режимов резонансных частот, которые максимально близки для получения достаточной амплитуды вибрации.Более того, перекрестные помехи между тремя резонансными модами гораздо более заметны, чем в 2D-резонансной системе. Чтобы уменьшить эффект связи движения, к резонирующему стержню добавляются ступенчатые и конические части, а общая форма и размеры оптимизируются для получения оптимальных характеристик.

Компоновка трехмерного вибратора [51,52,53]

Нерезонансная вибрационная система

Как правило, резонансные вибрационные системы способны достигать чрезвычайно высоких рабочих частот, и большинство из них могут достигать даже ультразвуковых уровни частоты вибрации (≥ 20 кГц).Однако их ограничения, связанные с фиксированной рабочей частотой и параметрами вибрационного движения, рассеиванием тепла, управлением без обратной связи и низкой динамической точностью, также вполне очевидны. Кроме того, характеристики вибратора в значительной степени зависят от динамических характеристик вибрационного рожка, что увеличивает сложность конструкции вибратора. Чтобы преодолеть эти недостатки резонансного вибратора, гораздо больше внимания было уделено нерезонансным колебательным системам. В нерезонансных системах в качестве принципа конструкции применяется вынужденная вибрация, а не возбуждающая, и производятся переменные частоты колебаний.Однако трудно достичь высокой рабочей частоты, которая всегда меньше собственной частоты, из-за проблемы жесткости конструкции. Многие из этих конструкций основаны на высокоточных этапах микро / нано-позиционирования [54, 55] и обсуждаются ниже.

Принцип работы нерезонансной вибрационной системы можно пояснить схематической диаграммой на рис. 19. Вся система приводится в действие непосредственно предварительно нагруженным пьезоэлектрическим приводом. Для точной передачи движения и уменьшения паразитного движения гибкие механизмы (шарниры изгиба), которые можно упростить до набора пружинно-демпфирующих механизмов, как показано на рис.19, всегда выбираются в качестве связующего звена между исполнительными механизмами и конечным исполнителем. Механизм усиления смещения может быть встроен в шарниры изгиба, если требуется, чтобы амплитуда превышала смещение, создаваемое пьезоэлектрическим приводом. Более того, вопросы разъединения также необходимо учитывать на этапе проектирования гибкого механизма, когда требуются многомерные движения.

Типовая рабочая диаграмма нерезонансного вибратора

По сравнению с системами резонансной вибрации, более высокая точность движения обычно может быть достигнута с нерезонансной системой вибрации из-за присущих ей достоинств.Это делает его более подходящим для изготовления микроструктурированных поверхностей. Следовательно, одномерные нерезонансные вибрационные системы довольно редки из-за сложных траекторий инструмента, необходимых для создания уникальных микроструктур поверхности. Типичная конструкция одномерной нерезонансной вибрационной системы использует комбинацию параллельной шарнирной конструкции с четырьмя стержнями изгиба и пьезоэлектрического привода [56]. На рисунке 20 показана конструкция одномерной нерезонансной вибрационной системы, предложенная Лонгом и др. [57, 58]. Одиночный пьезоэлектрический привод расположен на параллельной четырехзвенной шарнирной конструкции изгиба, которая также включает функцию усиления вибрационного смещения.Конструктивная схема и система управления с обратной связью обеспечивают высокую точность перемещения. Другой дизайн был предложен Suzuki et al. [59] со сложной механической структурой, как показано на рис. 21. Для обеспечения точности резки этот вибратор предназначен для достижения высокой осевой механической жесткости, чтобы уменьшить упругий прогиб во время процесса обработки. Цилиндрический роликовый подшипник установлен между режущим инструментом и пьезоэлектрическими приводами, чтобы направлять вибрацию и поддерживать изгибающую силу, действующую на режущую пластину, а крутящая сила в процессе обработки поддерживается штифтом.Кроме того, изгибающее напряжение еще больше снижается за счет гибкого наконечника. Следовательно, напряжение сдвига, которое могло бы повредить их, не может передаваться на пьезоэлектрические приводы. Поскольку выходное напряжение для управления вибратором может достигать 1000 В, в вибратор также встроена система воздушного охлаждения для предотвращения перегрева.

Вибратор, предложенный Greco et al. [57]

Вибратор, предложенный Suzuki et al. [59]

2D-система

По сравнению с 1D-системами применение 2D-систем более гибкое.Однако эффект связи между двумя направлениями вибрации оказывает большое влияние на ее точность. Среди предложенных конструкций существуют две конфигурации: вибрационный инструмент в основном для токарной обработки и вибрационный столик в основном для фрезерования. Гибкая шарнирная конструкция часто используется для направления движения и уменьшения погрешности движения и эффекта сцепления, хотя сообщалось и о некоторых других конструкциях. Brehl et al. [60, 61] разработали два типа нерезонансных эллиптических устройств для обработки с помощью вибрации на двух разных рабочих частотах.Один из этих вибраторов (рис. 22а) работает на высокой частоте вибрации до 4,5 кГц, но с низкой амплитудой вибрации менее 2 мкм и требует охлаждающей камеры для предотвращения перегрева вибратора. Другая конструкция (рис. 22b) работает при низкой частоте вибрации 400 Гц, но высокой амплитуде вибрации до 22 мкм и не требует дополнительной системы охлаждения. Принципы конструкции двух вибраторов практически одинаковы. Два пьезоэлектрических привода размещены параллельно и генерируют две синусоидальные колебания с определенной разностью фаз.Затем два набора параллельных высокочастотных вибрационных движений преобразуются Т-образным держателем инструмента в желаемую эллиптическую траекторию режущего инструмента. Чтобы упростить конструкцию и улучшить полосу рабочих частот вибраторов, в обеих конструкциях вибраторов используются пьезоэлектрические приводы для обеспечения опоры и позиционирования режущего инструмента. Однако недостатком этой конструкции является то, что точность вибраторов трудно гарантировать в условиях разомкнутого контура управления. Следовательно, он не подходит для процессов прецизионной обработки из-за нелинейного гистерезиса и ползучести пьезоэлектрических приводов, которые неизбежны.

Вибратор, предложенный Brehl et al. [61, 62]

Еще две конструкции сборки 2D нерезонансного вибрационного инструмента (рис. 23a и b) были предложены Kim et al. [63,64,65]. Два установленных друг на друга пьезоэлектрических привода закреплены / предварительно нагружены сквозным болтом на держателе инструмента и размещены параллельно и перпендикулярно друг другу, соответственно. Похожая конструкция, предложенная Ли и др. [66] использует четыре пары пьезоэлектрических пластин, симметрично расположенных с обеих сторон вибрационной платформы.Однако основным недостатком этих конструкций является связь движения между двумя направлениями движения, которая вызывает касательное напряжение сдвига внутри пьезоэлектрического исполнительного механизма и повреждает вибратор. Для преодоления этих недостатков было предложено множество оптимизированных конструктивных предложений. Loh et al. [67] улучшили текущую конструкцию вибратора, и результаты их экспериментов стали лучше (см. Рис. 24). По сравнению с оригинальной конструкцией, конструкция держателя инструмента оптимизирована, а на стыке пьезоэлектрического привода и держателя инструмента добавлена ​​полусферическая структура, которая изменяет режим соединения между ними с поверхностного контакта на точечный.В результате можно эффективно избежать связи движения между двумя пьезоэлектрическими исполнительными механизмами и снизить потенциально опасную деформацию сдвига пьезоэлектрических исполнительных механизмов. Другая конструкция добавляет крестообразные пустоты к вибратору инструмента, и результаты показывают, что перекрестное взаимодействие вибрации каждой оси эффективно подавляется [68]. Черн и др. [69] предложили другую конструкцию вибрации, использующую комбинацию пьезоэлектрических приводов и линейных направляющих (см. Рис. 25).Однако эффект сцепления не может быть эффективно уменьшен, потому что концевая пружина вибрационной ступени не имеет жесткости на кручение.

Вибраторы, предложенные KIM et al. [63,64,65]

Вибратор, предложенный Loh et al. [67]

Вибратор, предложенный Черном и др. [69]

Чтобы получить лучшую производительность резания и более точную траекторию режущей кромки инструмента, были предложены различные нерезонансные стадии вибрации с гибкими конструкциями.В одной из этих конструкций используется независимое управление, где каждая группа пьезоэлектрических приводов приводит в движение вибратор в одном направлении, и движение в каждом направлении не зависит от других, чтобы минимизировать взаимное взаимодействие. Типичная 2D нерезонансная вибрационная ступень на основе гибкой конструкции была разработана Джином и др. [70]. Подвижный вибростол соединен с пьезоэлектрическими приводами через гибкие шарнирные конструкции в обоих направлениях. Поскольку два пьезоэлектрических привода работают вместе, движение шарниров изгиба будет зависеть от жесткости соединения, что приведет к неравномерному смещению между двумя направлениями, что затрудняет их точное управление.Ding et al. [71, 72] построили нерезонансную эллиптическую вибрационную ступень с использованием параллельно-кинематической конструкции с двойными гибкими шарнирами. Ступень приводится в движение двумя независимыми пьезоэлектрическими приводами, расположенными перпендикулярно друг другу. Двойная гибкая шарнирная конструкция с параллельной кинематикой имеет такие преимущества, как компактность, высокий уровень жесткости и отсутствие трения. Кроме того, это также снижает эффект связи ступени вибрации. Одиночный изгиб параллельный четырехзвенный эллиптический вибростенд был разработан с использованием четырех гибких шарниров, поддерживающих подвижный столик (см.рис.26) [73]. Однако, когда ступень вибрации вибрирует в одном направлении, паразитные движения в другом направлении (перпендикулярном направлении) не могут быть устранены из-за эффекта связи единственного параллельного четырехзвенного механизма. Планарно-интегрированный вибростенд с симметричной двойной гибкой параллельной четырехзвенной структурой был предложен Zhang et al. [74]. Он отличается компактной конструкцией, нулевым зазором и отсутствием механического трения, что приводит к лучшим направляющим свойствам. По сравнению с однопараллельной четырехзвенной структурой вибрации, он не только устраняет смещение поперечной муфты, но также в определенной степени ослабляет внешние помехи.Оптимизируя существующие конструкции, Chen et al. [75,76,77,78,79] сообщили о высокодинамичной системе двухмерного горизонтального нерезонансного фрезерования при помощи вибрации. Как показано на рис. 27, структура двойных параллельных четырехзвенных рычагов с двухслойными гибкими шарнирами применена к конструкции ступени вибрации, что не только снижает эффект связи, но также повышает эффективность передачи вибрации. Жесткость и смещение вибрационной ступени обеспечивается регулировкой размеров различных гибких шарниров.Предложена еще одна компактная двухмерная нерезонансная колебательная ступень [80, 81]. Две пары пьезоэлектрических приводов симметрично размещены на гибких шарнирах вокруг овальной механической конструкции. Печатная плата интегрирована в ступень вибрации, что уменьшает объем устройства.

Вибратор, предложенный Li et al. [73]

Вибратор, предложенный Chen et al. [75,76,77]

В другой конструкции используются два или более пьезоэлектрических привода в одном или нескольких направлениях для создания сложного эллиптического движения.Может быть получена более сложная траектория инструмента по сравнению с вибростендом с независимым приводом. Чтобы уменьшить влияние других факторов на амплитуду и частоту вибрации, его обычно интегрируют со станком [82]. Также был предложен двухмерный вибрационный токарный инструмент на основе гибкой шарнирной конструкции, показанный на рис. 28 [83]. Принцип конструкции вибратора использует набор вертикально соединенных двухосных гибких шарниров для поддержки и направления держателя инструмента. Когда держатель инструмента приводится в движение двумя пьезоэлектрическими приводами, упругая деформация гибких шарниров в разных направлениях может использоваться для синтеза движения эллиптического наконечника инструмента.Lin et al. [84] сообщил о пьезоэлектрическом приводе инструмента (PETA) для эллиптического вибрационного точения на основе гибридного шарнирного соединения с изгибом (см. Рис. 29). Он состоит из двух параллельных четырехзвенных рычажных механизмов и двух правых круговых шарниров с изгибом и эффективно повышает точность вибрации и снижает эффект связи между двумя осями движения. Шаговые характеристики, ходы движения, разрешения вибрации, паразитные движения и собственные частоты PETA вдоль двух входных направлений были проанализированы, и результаты показывают, что вибратор способен к прецизионной обработке.Предлагаемый в 2D низкочастотный полировальный инструмент с вибрацией показан на рис. 30 [85]. Он состоит из четырех механических приводов с амплитудным увеличением, привинченных друг к другу на центральной детали, которая формирует планетарную эллиптическую траекторию режущей кромки инструмента. Хотя нецелая конструкция снижает сложность конструкции и изготовления вибратора, требуется также более высокая точность установки, поскольку точность сборки имеет большое влияние на траекторию движения вибратора. Для решения этой проблемы и повышения точности движения инструмента на рис.31 [86]. Три механических привода с увеличенной амплитудой расположены в виде треугольника вокруг центральной части, что позволяет получить стабильную траекторию полировки с высокой повторяемостью. Кроме того, низкочастотный вибратор 2D прикреплен к загрузчику с малым контактным усилием, что дополнительно снижает усилие полировки и предотвращает повреждение поверхностного слоя заготовки. По сравнению с предыдущей системой эта система вибрации имеет такие преимущества, как более высокая точность вибрации, меньшее усилие шлифования и потребление энергии, а также разрешение вибрации улучшено до 0.1 мкм.

Вибратор, предложенный Kim et al. [83]

Вибратор, предложенный Lin et al. [84]

Вибратор, предложенный Chee et al. [85]

Вибратор, предложенный Chee et al. [86]

3D-системы

Как важная часть нерезонансных систем, 3D-вибрационная система может генерировать более сложную траекторию инструмента, которая подходит для специальных применений, таких как производство оптических поверхностей произвольной формы на твердых и хрупких материалах [ 87].Подобно конструкции двухмерного нерезонансного вибратора, трехмерный нерезонансный вибратор также можно разделить на типы составного движения и независимые типы привода. Для последнего трехмерного нерезонансного вибратора муфта может серьезно повлиять на точность движения из-за движения вибрационного устройства, которое состоит из отдельных движений по трем осям. Кроме того, полностью разъединенные движения всегда требуют большого количества связей со специальными структурами, необходимыми для изоляции движения, что приводит к относительно низкой скорости реакции [88].Wang et al. и Лю и др. предложили два подобных трехмерных нерезонансных вибрационных устройства [89, 90]. Однако их сложные гибкие структуры приводят к низкой пропускной способности и скорости отклика. Чтобы преодолеть эти недостатки, был разработан другой тип нерезонансного вибрационного устройства с независимым приводом 3D, который показан на рис. 32 [91]. В этой конструкции низкое сцепление и высокая точность движения и скорость отклика могут быть достигнуты за счет использования компактной и осесимметричной конструкции и специальных шарниров изгиба с несколькими степенями свободы.На рис. 33 показана типичная конструкция нерезонансного вибрационного устройства трехмерного типа составного движения [92, 93]. Вибрационное устройство приводится в действие четырьмя пьезоэлектрическими приводами, и различные плоскости и траектории трехмерного движения могут быть получены путем изменения действующих положений пьезоэлектрических наборов или параметров сигналов. Благодаря установке датчиков перемещения это устройство вибрации обеспечивает управление с обратной связью и лучшую точность движения.

Схема трехмерного нерезонансного вибратора [91]

Трехмерный вибратор с комбинированным движением [92, 93]

Увидеть языком | The New Yorker

«Это до сих пор вызывает споры», — признал Стрим-Амит. «Еще многое предстоит сделать». Другой нейробиолог, Дэвид Иглман, сравнивает нынешнее состояние нейробиологических знаний с областью генетики до того, как Крик и Ватсон открыли структуру ДНК. «Неврология настолько молода, что мы почти не знаем ничего о мозге», — сказал он мне. Тем не менее, он склоняется к точке зрения, потенциально даже более радикальной, чем у Стрим-Амита и Амеди, — что мозг взрослого человека может быть достаточно гибким, чтобы охватить совершенно новые чувства.

Иглман также разработал сенсорное замещающее устройство под названием VEST (Versatile Extra-Sensory Transducer), которое станет доступным в 2018 году. Это жилет с тридцатью двумя встроенными вибродвигателями, подключенными к смартфону. приложение, которое переводит звуковые частоты в тактильные раздражители. Он разработан для глухих, которые, как утверждает Иглман, должны при соответствующей подготовке уметь понимать не только основные звуки окружающей среды, но и речь. «Это просто, — сказал он.«Мы просто кладем улитку на торс».

Но амбиции Иглмана не ограничиваются сенсорной заменой: его более крупная цель — сенсорная аугментация. Он ожидает, что пользователи VEST могут, в зависимости от данных, передаваемых через их кожу, «чувствовать» электромагнитные поля, данные фондового рынка или даже космическую погоду. «Может случиться так, что мы сможем добавить одно, два, три или более чувств, и у мозга не будет проблем», — сказал он. Амеди также представляет, что сенсорное усиление может позволить нам «видеть» тела сквозь стены с помощью инфракрасного спектра или «слышать» местонахождение членов семьи с помощью G.P.S. технология слежения. «Сообщество людей, занимающихся сенсорной заменой, очень мало, и девяносто девять процентов из них, включая меня, когда-то были очень сосредоточены на восстановлении, реабилитации и фундаментальной науке», — сказал мне Амеди. «Теперь, даже в прошлом году, маятник качнулся в направлении создания сверхспособностей».

Наука о сенсорном замещении также начала привлекать внимание философов и экспериментальных психологов, которые надеются, что она прольет свет на природу перцептивного опыта.В конце концов, что такое видеть, если ваш язык может это делать? Испытывает ли человек, воспринимающий визуальную информацию через слуховую систему, зрение, звук или беспрецедентный гибрид этих двух? Философ Фиона Макферсон сказала мне, что по этим вопросам существует разделение, отчасти потому, что нет единого мнения о том, что такое смысл на самом деле. Некоторые утверждают, что зрение определяется органом, который поглощает информацию: все, что не проходит через глаз, не является зрением, и поэтому Эрик Вейхенмайер скорее ощущает, чем видит каменную стену перед собой.Стрим-Амит, с другой стороны, является одним из многих нейробиологов, которые отдают предпочтение определению зрения, которое определяется источником стимула: зрение — это любая обработка информации, которая исходит от отраженных лучей света. По этому показателю Вайхенмайер видит точку. «В течение последних двадцати лет неврология преобладала», — сказала мне французский экспериментальный психолог Малика Овре, имея в виду, что активация зрительной коры головного мозга была достаточным доказательством того, что опыт был визуальным. «Но люди определили зрительную область мозга как место в мозгу, где вы активируетесь в ответ на зрительные стимулы, так что здесь есть определенная округлость.

Последний критерий, на который обычно ссылаются в этих дебатах, — это жизненный опыт чувств — то, что философы называют «квалиа». Это различие имеет интуитивную логику: большинство людей уверены, что они никогда не перепутают ощущение того, что они видят что-то с ощущением прикосновения или слышания. Но опыты, о которых сообщают пользователи сенсорной замены, разнообразны. Некоторые слепые люди говорят, что если они смотрят на яблоко с помощью BrainPort, или vOICe, или EyeMusic, это похоже на видение: знание о том, что яблоко сидит на столе перед ними, появляется в их мозгу как мысленный образ.Действительно, некоторые пользователи vOICe настолько сильно зависят от его звука, что испытывают непроизвольные визуальные образы: один сообщил, что видел светло-серую дугу в небе каждый раз, когда проезжала полицейская машина с ревом сирены. Другие, однако, определяют переживание в более когнитивных терминах: они декодируют электрические стимулы, которые они чувствуют, или звуки, которые они слышат, чтобы прийти к пониманию присутствия яблока.

Малика Овре и Амир Амеди провели индивидуальные эксперименты, направленные на изучение причин этой вариации.Они обнаружили различия между людьми, родившимися слепыми, и теми, кто потерял зрение во взрослом возрасте, а также между теми, кто только начал использовать данное устройство, и теми, кто полностью к нему привык. Овре показал, что один пользователь vOICe может иметь разный опыт, в зависимости от поставленной задачи: процесс идентификации объекта часто ощущается слуховым, а процесс определения того, где он ощущается визуально. Амеди предполагает, что большая часть этих вариаций зависит от яркости ментальных образов человека, которые, как известно, сильно различаются даже среди зрячих людей: если их попросить изобразить яблоко, некоторые люди (включая Амеди) едва могут представить в воображении очертания, тогда как другие сразу представляют фотореалистичное изображение.Иглман, тем временем, считает, что дальнейшие эксперименты могут показать, что субъективные качества наших сенсорных ощущений действительно производятся структурой самих поступающих данных. Другими словами, мозг человека, ощущающего колебания электромагнитного поля посредством вибрации в его VEST , каким-то образом распознает, что этот поток данных содержит закономерности, не связанные с прикосновением, а вместо этого квалифицируются как нечто совершенно новое.

Я разговаривал с Йенсом Науманом, канадцем немецкого происхождения, который к двадцати годам потерял зрение на каждый глаз в двух разных несчастных случаях.Он использует голос, и когда я спросил, ощущалось ли это как зрение для него, он указал, что даже нормальное зрение — это врата к целому ряду переживаний. «Один просто функциональный», — сказал он. «И именно здесь сенсорное замещающее устройство означает, что я могу видеть такие вещи, как край тротуара или вход в здание. Но другое — красота ». Голос никогда не сможет успешно передать визуальный опыт взгляда на лицо его жены или наблюдения за закатом солнца над заснеженными горами за пределами Банфа.Но, добавил он, «виниловый сайдинг издает очень приятный звук, на самом деле, почти как музыка. Так что в этом есть красота ».

После того, как мы закончили восхождение, мы с Вайхенмайером пошли пообедать — карри в местном непальском ресторане, вопреки рекомендации Триши Грант избегать острой пищи после использования устройства. Он сказал мне, что никогда не видел мир особенно хорошо, даже до того, как полностью ослеп. «С BrainPort это похоже на то, что я раньше мог видеть», — сказал он.«Формы, оттенки света и тьмы — там, где в основном были вещи, но ничего сверхъяркого не было, понимаете?»

Скайлер Уильямс, напарник Вайхенмайера по скалолазанию, присоединился к нам и провел его вдоль буфета, ложкой ложкой тикка масала и провисал на его тарелке. Вайхенмайер использовал трость, «прижавшись» к краям комнаты, чтобы вернуться на свое место. Пока мы ели, он рассказал мне о своем опыте лазания с BrainPort по усеянному вершинами ландшафту недалеко от Моава, штат Юта. Когда он медленно поднимался к Каслтон-Тауэр, солнце стояло прямо за ним, а тени сбивали его с толку.«Я продолжал тянуться и пытаться прикоснуться к этой штуке, и это было просто рок», — сказал он. «Когда я двигал головой, она тоже двигалась, и в конце концов я понял, что смотрю на себя. Моя голова, мои руки — и они были настолько четкими, что это было безумие. Я не видел себя с тех пор, как был тупым прыщавым четырнадцатилетним мальчиком.

«Это так много из того, что такое BrainPort», — объяснил Вайхенмайер. «Ты снова протягиваешь руку, как ребенок, и спрашиваешь:« Что это, черт возьми? » Переживание переключается между декодированием и видением, между разочарованием и трепетом, часто в одно и то же мгновение.Позже во время этого подъема, когда он приблизился к вершине, солнце зашло за башню. «Освещение было идеальным, — сказал Вайхенмайер. «В тот момент я даже не думал о своем языке. Я просто думаю о картине в моем мозгу «.

Weihenmayer не использует BrainPort исключительно для лазания. Когда он путешествует, это позволяет ему находить выключатели и пульты дистанционного управления, не обыскивая целые гостиничные номера. Дома он бродит с ним, «просто смотрит на вещи», сказал он, или тусуется со своими детьми — пинает футбольный мяч или играет в камень, ножницы, бумагу.По телефону он показал мне короткий фильм, в котором он использовал BrainPort, чтобы играть в крестики-нолики со своей дочерью Эммой. Вейхенмайер тщательно ощупал толстые, нарисованные маркером края каждого квадрата, прежде чем нарисовать свои «О», в то время как его дочь уверенно заполнила свои «Х». Вытащив свой третий крестик подряд, Эмма подпрыгивала и кричала: «Я выиграла! Я снова выиграл! »

«Подождите, я думал, у меня есть кружки вверху слева, в середине слева и внизу слева», — сказал Вейхенмайер, просматривая лист. «Ты стерва!»

«Ой, — сказала Эмма, пойманная на обмане.«Может, мы оба выиграли?»

«Когда ты ослеп, тебя выгоняют из клуба», — сказал мне Вайхенмайер. По его словам, использование BrainPort позволяет ему снова почувствовать себя частью банды. Он может видеть, чем занимается его семья, и никому не нужно ему об этом говорить. И он никогда не забудет, как впервые увидел улыбку своего сына. «Я видел, как его губы мерцали, двигались», — сказал Вайхенмайер. «А потом я мог видеть, как его рот как бы издает« Бррррп »и занимает все его лицо. И это было круто, потому что я совершенно забыл, что это делают улыбки.