Доморощенные изобретатели

15/01/2023 18:36

17.01.2021, 07:30 Безудержная фантазия, дерзость и умелые руки – вот все, что нужно для создания этих необычных изобретений.

Американские горки для домашнего пользования

Автор: Джереми Рейд (Оклахома-сити)

На участке в четыре гектара Джереми Рейд смастерил весьма необычное сооружение — сделанные по всем правилам американские горки. «Как только я начал обучение в инженерном колледже, — говорит изобретатель, — я сразу понял, что такая конструкция будет мне по силам». На работу над монументальным проектом ушло четыре года, 1000 погонных метров сосновой доски и 7000 разнообразных шурупов и гвоздей. Рейд придумывал фантастические способы, как своими силами воздвигнуть опоры для горок, как делать покрытие для дорожки и как собрать всю конструкцию воедино. Ездок усаживается в одноместную тележку, после чего электромотор мощностью 1 л.с. затягивает тележку на первую горку. Скатившись с пятиметровой высоты, тележка разгоняется до скорости 30 км/ч, взлетает на следующую горку, потом катится вниз под естественный уклон и выходит на вираж с креном в 50 градусов и перегрузкой в 2g. Через минуту, пройдя по маршруту длиной 135 м, тележка возвращается к исходной точке.

По оценкам самого изобретателя, на реализацию этого проекта ушло $10 000. Правда, затраты окупились, так как помогли Джереми Рейду после колледжа устроиться на работу в компанию Arrow Dynamics (сейчас она называется SS Arrow), специализирующуюся на строительстве подобных аттракционов.

Заботы Джереми по поддержанию в порядке его сооружения состоят в регулярном выкашивании окружающего газона, ежегодной пропитке деревянных конструкций антисептиком и смазывании тяговой цепи.

Папа Карло и его цифровой Буратино

Автор: Дэйв Шинсел (Орегон)

«Сначала я просто хотел приладить сетевую камеру к мобильной подставке, а потом решил добавить этой игрушке немножко индивидуальности, — говорит Шинсел, ведущий инженер компании Intel. — Потом мне захотелось, чтобы она могла поднимать с пола игрушки». В итоге получился робот Локи ростом 120 см и весом 18 кг. На его алюминиевом шасси смонтировано две дюжины датчиков, 11 сервоприводов, пара вебкамер вместо глаз и процессор с 70 000 строк специально написанной программы. Благодаря программному обеспечению OpenCV Локи умеет узнавать людей, различать компакт-диски, считать деньги и, конечно же, поднимать предметы с пола, а Microsoft Speech API позволяет ему отвечать на голосовые команды. Заложенная в робота цифровая карта дома вместе с компасом и одометром позволяет ему свободно ориентироваться в комнатах. Чему бы еще научить этого андроида, который обошелся хозяину в $2000?

«Было бы здорово, если бы он научился открывать холодильник и приносить мне пиво», – смеется изобретатель.

Видео из стратосферы

Авторы: Джеймс Юэн, Барри Слоун, Гаррет Слоун (Канада)

Лет десять назад компания друзей-радиолюбителей увлеклась запуском воздушных шаров. Недавно они вернулись к этому хобби, поместив в YouTube сенсационный ролик. «Наша видеозапись полета в режиме реального времени разнеслась по свету как новый вирус», — говорит Джеймс Юэн, ответственный за аппаратуру слежения. Это не первый случай, когда их слава облетела весь мир. Три года назад они подняли фотоаппарат Nikon Coolpix на высоту 36 км, и он вернулся на землю с фотографиями верхних слоев атмосферы. Успех этого предприятия подтолкнул компанию к новому шагу — поднять в стратосферу видеокамеру, снимающую в формате HD. В августе они смастерили пенополистироловый бокс, в котором разместились видеокамера Canon iVIS HF20, GPS-приемник, аппаратура APRS (радиопередача координат) и десяток литиевых батарей. Получив разрешение от канадского управления гражданской авиации, энтузиасты запустили свой стратостат с территории заповедника Эдмонтон. Шар лопнул на высоте 33 км, не дотянув до прежнего рекорда всего 6 км. Зато камера смогла отснять первые в мире любительские кадры в формате HD, на которых уже отчетливо видна выпуклость земного шара. В будущем экспериментаторы собираются добавить к имеющейся аппаратуре еще и радиоуправляемый самолетик, чтобы видеокамера смогла самостоятельно вернуться домой.

Велосипед-тандем на одном колесе

Автор: Корбин Данн и Луиза Ловель (Калифорния)

Когда Корбин Данн впервые повстречался со своей будущей женой, он был поражен ее искусством кататься по бездорожью на одноколесном велосипеде. Луизу, в свою очередь, потряс его самодельный дом на дереве, построенный в кронах калифорнийского леса. Прошло время, и Корбин смог применить свои таланты в компании Apple, работая там над айфоном первого поколения; Луиза в цирке обучала воздушных акробатов. К месту свадьбы он прибыл на самодельной канатной дороге. «Мой отец своими руками построил наш дом от фундамента до крыши, а я помогал ему забивать гвозди, — рассказывает Данн. — Родители поощряли мою склонность строить все собственными руками». В таком контексте не будет удивительным, что Данн, заразившись от жены любовью к прогулкам на одноколесном велосипеде, как-то засел в своей мастерской и вышел из нее, держа в руках одноколесный велосипед для двоих. Вот что получилось у Дана из парочки старых маунтинбайков с помощью болгарки и сварочного аппарата. Отрезав у обеих рам переднюю часть, он переставил педальный узел, а задние треугольники рам соединил так, что в них вписалось одно-единственное колесо. Затем он установил звездочки и натянул две цепи. «Я потратил целую неделю, пытаясь смастерить особый привод для этого велосипеда, пока не понял, что и стандартные детали будут отлично делать свое дело». Пока что этот 9-килограммовый тандем используется от случая к случаю, да и то не подолгу.

Корбин и Луиза Данн со смехом признаются: «Мы пока еще не смогли толком научиться на нем ездить».

Самодвижущийся кинотеатр

Автор: Роджер Клей (Калифорния)

В прошлом году электроинженер Роджер Клей превзошел самого себя и создал к Хэллоуину шедевр, одновременно простой и элегантный, — самобеглый домашний кинотеатр с дистанционным управлением. На его экране можно любоваться языками пламени, и при этом из динамиков будут литься оглушительные звуки песни Роквелла «Кто-то наблюдает за мной» 1984 года. Основой всей системы послужило электрическое кресло-коляска, которое изобретатель прикупил через eBay. Вскрыв пульт управления, он переделал его на дистанционный. Как говорит автор, «неожиданно у меня в руках оказалась махина в полтора центнера, слушающаяся моих команд».

На бывшее кресло Клей установил DVD-плеер, морской аккумулятор и 300-ваттный проектор. Изображение отражается от зеркала и проецируется на полутораметровый просветный экран. «Для него я использовал душевую занавеску с рисунком ‘иней', — говорит Клей.- У нее оказались прекрасные оптические свойства». От дополнительной 12-вольтовой батареи запитан 100-ваттный громкоговоритель с двухканальным усилителем. Все это смонтировано на простом стальном стеллаже для размещения аппаратуры. «Это было круто, когда наша кинотележка поехала по улице вслед за нашими детьми», — рассказывает автор. Все соседи были в восторге. Кроме того, она, как оказалось, содействует безопасности на улицах. Водители, которые обычно проносятся мимо на полной скорости, теперь затормаживали как один, заглядевшись на телеэкран, самостоятельно катящийся по дороге.

Божественный часовщик

Автор: Клэйтон Бойер (Гавайи)

Клэйтон Бойер увлекся конструированием деревянных часов, после того как 45 лет назад увидев их чертежи в Popular Mechanics. На сегодня Бойер спроектировал и построил более 50 экзотических деревянных механизмов. Правда, его последний деревянный шедевр, «небесный механический календарь с планетарием», времени не показывает. «Чтобы узнать, который час, — улыбается вышедший на пенсию хиропрактик, — у меня в доме есть много других приборов». Этот аппарат размером 105 х 65 см удивляет тщательной проработкой всех деталей.

Календарь, выточенный из карельской березы, приводится в движение от 14 шестеренчатых передач, 2-килограммового груза и трех противовесов. Он показывает день недели, число, месяц, знаки зодиака, фазы луны, а также даты равноденствия и солнцестояния, некоторые праздники, синодические периоды и циклы обращения Меркурия, Венеры и Марса. Изготовление аппарата потребовало всего одной недели. Правда, четыре месяца Бойер разрабатывал проект. «По сути, это два или три отдельных, но взаимосвязанных часовых механизма, — рассказывает мастер, — и делать их нужно шаг за шагом. Начать с рамы, добавить одно колесико, другое, потом разные рычажки и грузики. В общем, требуется некоторое упорство».

Велосипед без спиц

Авторы: студенческая команда из Йельского университета

Группа студентов из Йеля создала аппарат, который с полным правом можно назвать велосипедом без спиц. В трехкилограммовую раму из листового алюминия встроено заднее колесо, не имеющее спиц. В полости рамы имеются ролики, катящиеся по желобу, профрезерованному прямо в колесном ободе. Вместо обычной втулки заднего колеса с ведомыми шестернями зубы нарезаны с внутренней стороны обода. Усилие передается на них от небольшого редуктора, установленного за педалями. Правда, передаточный коэффициент такой трансмиссии оказался ниже, чем у большинства обычных десятискоростных велосипедов. Чтобы решить эту проблему, была добавлена 18-зубая шестеренка и две цепи по 53 звена. Сторонняя мастерская, в которой обещали изготовить колеса, не справилась с этой задачей, и студенты ограничились экспериментами только с одним задним колесом.

«Это был полезный урок, — говорит Ван Флит.- Когда строишь планы, нужно всегда закладываться на возможные проколы у смежников».

В марте 2009 года пещерные энтузиасты выбили наконец кредиты на большой объем и длительные сроки – прямо сразу после того, как в этом подземном доме доктор принял роды и в семье появился еще один член – маленький Уэсли.

Пещерные обитатели

Авторы: Уильям, Дебора, Кайан, Пери и Уэсли Слиперы (Миссури)

Семь лет назад Уильям и Дебора Слипер нашли прекрасный объект недвижимости недалеко от реки Миссисипи — заброшенную каменоломню площадью 15 300 м². «Мы просто влюбились в это место, — говорит Уильям, — но весь лот представлял собой полтора гектара земли и вот эту дыру в скале. Никто не хотел нас кредитовать». Семья купила недвижимость на собственные деньги. Уильям нашел полсотни бесхозных стеклянных сдвижных дверей и построил из них внешнюю стену 13х13м прямо в устье пещеры. В переднем помещении площадью около 200 м² Слиперы (включая их 16-летнюю дочь и 14-летнего сына) за четыре года оформили широченную кухню, офис и три спальни. Все три этажа дома пронизывает изящно извивающаяся спиральная лестница. Двойное остекление дверей обеспечивает хорошую теплоизоляцию и солнечный нагрев, благодаря которому круглый год в пещере держится температура около 20 °C. Три промышленных влагопоглотителя ежедневно конденсируют из воздуха около тонны воды, поддерживая в жилом пространстве 60−70% влажности.

Радиокосмонавты

Авторы: Джино Канти, Пол Дже, Кевин Луонг, Патрик Нилин (Онтарио)

В прошлом году Канти, Дже, Луонг и Нилин из колледжа Хамбер, работая над курсовой, стали первыми студентами колледжа, сумевшими установить радиосвязь с Международной космической станцией (ISS). Аппаратуру они сконструировали сами по спецификациям NASA. «Когда ребята в первый раз предложили эту идею, я чуть не расхохотался, — говорит Марк Ректор, профессор колледжа Хамблер и руководитель проекта. — Эти ребята, если упрутся, могут соорудить и ядерный реактор». Серьезность студенческих намерений стала ясна с первых шагов. Многие радиолюбители (в том числе и дед Нилина) систематически выходили на связь с астронавтами в рамках проводившейся в NASA международной программы связи радиолюбителей с Международной космической станцией, однако ни одна группа студентов колледжа не пробовала это делать самостоятельно на собственной аппаратуре. Потребовалось 22 месяца, чтобы студенты разработали и сконструировали свою систему, в которую входит передатчик, трансивер диапазона VHF (136−174 МГц), пара антенн и система слежения, которую ребята разработали самостоятельно. Самим пришлось дорабатывать и программное обеспечение, помогающее наладить связь с ISS, когда она пролетает в 400 км над головой на скорости 27 000 км/ч. Общие расходы составили $4000, и вот 2 февраля был включен передатчик, который NASA поставило на свой учет. На его позывные ответила астронавт Сандра Магнус, бортинженер и исследователь.

Персональная подводная лодка

Автор: Кэл Джордано (Аляска)

Построить личную подводную лодку — такая же фантастика, как самодельный ранцевый реактивный аппарат, однако видавший виды моряк-моторист Кэл Джордано доказал, что возможно почти все, если у тебя достаточно упорства да еще есть под рукой списанная газовая цистерна. Десятиметровая полупогружная лодка представляет собой кокпит, сделанный из серийного буя, и приваренную к нему цистерну. Она самостоятельно заныривает на ходу под воздействием двух 120-сантиметровых рулей глубины. Передняя часть лодки уходит вглубь на 2,5м — при этом установленный на корме подвесной мотор продолжает свободно засасывать воздух, ведя лодку по бухте Аук на неспешной скорости в 10 узлов. Если скорость падает до трех узлов, рули теряют «подъемную силу», необходимую для удержания лодки под водой, и она выныривает на поверхность. (Если по причине какой-либо неполадки эта полуторатонная лодка вдруг пойдет в крутое пике, винт поднимется над водой, тяга исчезнет, и лодка пробкой выскочит на поверхность.) Через шноркель свежий воздух электровентилятором непрерывно подается в кокпит, а видеокамера, установленная на верхней палубе, позволяет Джордано свободно маневрировать, когда из кокпита уже не видно надводного мира. Зимой на носу можно поставить нож-форштевень, позволяющий прорываться сквозь 10-сантиметровый лед. Около киля Джордано привинтил небольшие колесики, так что касание дна теперь тоже не грозит неприятностями. К тому же теперь лодка может самостоятельно выехать на берег, да и для ее перевозки не нужно никакого трейлера. А для чего на носу установлена небольшая пушка Дальгрена? «Я стреляю из нее только Четвертого июля, — говорит хозяин. — Ну и, может быть, в свой день рождения».

доморощенные изобретатели Помните рубрику «Очумелые ручки» (что вообще-то переводилось как «очень умелые ручки») из программы «Пока все дома»? Так вот, некоторым людям никакие лайфхаки не нужны. Они и сами такое могут сотворить, применив чудо своей инженерной мысли! Мы собрали для вас примеры таких решений на грани добра и зла. Но если это работает, то почему бы нет!