Алгоритм творчества или Зарядка для... хвоста?

[Alisa]

В конкурсе с бутылкой был один интересный пост. Вот он:

С большим интересом посмотрел предложенные варианты. Однако согласитесь, Alisa, данный конкурс подтверждает, что никакого алгоритма творчества нет и быть не может. Вынашивание идеи сродни, может быть, вынашиванию ребенка (последнее сам не пробовал, честно  ). Какими извилистыми дорожками разбрелись участники, имея совершенно одинаковые вводные. И это прекрасно! 

Трудно говорить об этом однозначно. Даже психологи очень осторожно пожимают плечами, не рискуя ни подтверждать, ни отрицать этого. Эвристика началась ещё с Сократа, впервые упомянута Паппом Александрийским в середине III века н.э. Вот её современное определение:

ЭВРИСТИКА (от греч. heurisko — отыскиваю, открываю),
1) специальные методы, используемые в процессе открытия нового (эвристические методы).
2) Наука, изучающая продуктивное творческое мышление (эвристическая деятельность).
3) Восходящий к Сократу метод обучения (т. н. сократические беседы).

С моей точки зрения, очень интересная тема. Тем более, в нашей области. Может попробуем поговорить? И начнём с задачи.

Всем известна такая направляющая качения. Её довольно часто используют, когда необходимо получить плавный ход каретки без сколько-нибудь значительных усилий. Например, в оптических лабораториях на неё ставят линзу на стойке. Всё бы хорошо, но у этой схемы есть недостаток: под действием вибрации или ударов сепаратор вместе с шариками может самопроизвольно смещаться, пока не упрётся в штифт. Если сепараторы смещаются неодинаково (например, один – в одну, другой – в другую сторону), может наступить момент, когда штифты упрутся в противоположные упорные кромки сепараторов, и каретка просто никуда двигаться не будет. Исправить это, конечно, не трудно, но представляете, что будет, если это произойдёт посреди опыта, который прерывать нельзя?

Словом, задача состоит в том, чтобы найти конструктивное решение, исключающее самопроизвольное смещение сепаратора с шариками.

[zaurus]

Если внутренняя платформа при движении не выходит за пределы направляющей - тогда, может, вообще отказаться от сепараторов? Как-нибудь вот так...

[zaurus]

Или даже так... изменив форму направляющей...

[Makar]

Alisa, у меня за десять минут размышлений радилось как минимум двадцать идей усовершенствования конструкции. Сдесь следует более жестко задать условия. К примеру материал менять нельзя, форму каретки менять нельзя, использовать только шарики, ну и так далее.

Если я правильно понял постоновку вопроса и вообще принцип работы устройства, то моё предложение следующее:

Надо, просто-напросто, сепораторы сделать за одно с кареткой, пердположим закрепив их теми же штифтами.

[Alex Z]

Под действием вибрации или ударов сама каретка будет смещаться в любом случае. В таких условиях разве можно опыты ставить? В оптических лабораториях принято бороться с вибрациями, может с этой стороны зайти?

[Alisa]

Здесь следует более жестко задать условия. К примеру материал менять нельзя, форму каретки менять нельзя, использовать только шарики, ну и так далее.

Вот-вот! Заработал первый пункт алгоритма поиска - выявить ограничения, исключающие перебор ненужных вариантов. Первый этап метода проб и ошибок. В том-то и весь интерес, что в реальной жизни заранее наложенные ограничения зачастую уводят от оптимального решения. Но давайте по-порядку.
1. Условно, конечно, но представим, что всё можно, вплоть до сюрреализма. Единственное ограничение - предложение должно быть реальным для современной технологии. Можно предложить антигравитацию, если бы кто знал, как её сделать.
2. Не должны меняться размеры поверхности каретки - на неё надо ставить вполне конкретное оборудование.
3. Каретка должна совершать приближённое к идеальному движение по прямой линии.
4. Для большей определённости считаем, что каретка толкается винтом, к которому прижимается пружиной. Т.е. самопроизвольное смещение каретки исключено.
5. Избавиться от вибраций в лаборатории, где студенты проводят лабораторные крайне трудно. А если кто-то ещё и отрабатывать пришёл... Будем исхоить из этого.

В оптических лабораториях принято бороться с вибрациями, может с этой стороны зайти?

AlexZ и zaurus взяли другое направление - не решать поставленную задачу, а избавиться от неё. zaurus решил попробовать избавиться от сепаратора, а AlexZ - вообще от решения проблемы. Но это тоже вполне реальный путь решения задачи! Зачем решать проблему уставших лошадей на конке, если можно заменить конку трамваем?
Какой из путей продуктивнее?

Теперь о вариантах
zaurus, Вы совершенно забыли о трении. В первом варианте просто сепаратор заменён шариками. Ничего не изменилось, если шарики заполняют не весь канал. А если весь - шарики будут не катиться, а скользить. Во втором варианте каретку ничто не удерживает от смещения в сторону. Да и трение будет очень большое.

Эта же погрешность и у Вас, Makar. Попробуйте в подшипнике вращать одну обойму вместе с сепаратором. Особенно в условиях точечного контакта шарика с направляющей поверхностью.

Хороших решений я знаю два. Не исключено, что есть ещё.

[Gek]

Эвристика в понимании Сократа это здорово. А вот в реальности эвристические алгоритмы делают удивительные вещи
Например, файрвол Outpost начинает ругаться на "качальщика" eDonkey. Типа ужас, вирус в системе! Почему? Потому что осел качает в несколько потоков сразу. А эвристический алгоритм считает такое поведение потенциально опасным.
Словом, есть над чем работать программерам

[zaurus]

Почти антигравитация
Магниты развернуты друг к другу одноименными полюсами и взаимно отталкиваются. Ролики не дают смещаться горизонтально.

[Alisa]

Хотите - верьте, хотите - нет, но я предполагала, что моё упоминание антигравитации к этому решению приведёт. Даже подумала, не убрать ли. Сработал второй пункт алгоритма поиска - использование аналогий. Правда, всё это пока в рамках метода проб и ошибок. Не очень эффективный метод. Но решение, к которому пришёл zaurus,  согласитесь, отличное. Одно из тех, что я говорила.
Есть ещё, как минимум, одно. Может, кто-нибудь рискнёт его предложить.

[zaurus]

А все же: если сепаратор жестко соединить с движущейся кареткой, но сделать из какого-нибудь антифрикционного материала? Вот, скажем, у нас используются металлофоропластовые втулки... из чего-нибудь такого. Уменьшить, в общем, трение...

[Alisa]

А тереться будет не о сепаратор, а об каретку. Посмотрите мой пост #5 по поводу подшипников. Если нижняя точка тела качения неподвижна, а верхняя движется со скоростью v, то ось тела качения будет двигаться со скоростью v/2. Это элементарно. Сепаратор должен двигаться со скоростью шариков.

[Alex Z]

Сделать каретку на воздушной подушке!
Можно ограничить передвижение сапаратора.
Можно применить подобие движетеля Авинариуса.

[Alisa]

Сделать каретку на воздушной подушке!
Можно ограничить передвижение сапаратора.
Можно применить подобие движетеля Авинариуса.

Движитель Авенариуса? Я не слыхала. Не подскажете? М. П. Авенариус, насколько я помню, занимался термоэлектричеством.
Воздушная подушка? Да, этот вариант очень интересен. По меньшей мере не хуже магнитов, только гораздо легче регулировать. Достаточно простого дросселя.
Ограничение движения сепаратора - едва ли не первое авторское на эту тему. Предполагалось связать сепаратор, основание и каретку зубчатым колесом, задающим принудительное взаимное перемещение. Тоже вариант.

[Alex Z]

Тот это Авинариус или нет, не знаю. Принцип движетеля прост. Цепь, состоящая из роликов. Эта цепь одевается вместо гусеницы трактора. Нижняя часть каретки плоская, т.е. получается, что трактор катится по роликам, так же как Ваша каретка по основанию. На этом принципе изготавливались опытные образцы вездеходов, результаты вроде бы были не плохие, но по каким то причинам широкого распространения эта конструкция не получила. Видимо дорого и не технологично.
Заче связывать сепаратор с кареткой и основанием? Просто ограничить зону перемещения, пусть свободно двигаетс в каких то пределах.

[ColumbiC]

Тот это Авинариус или нет, не знаю. Принцип движетеля прост. Цепь, состоящая из роликов. Эта цепь одевается вместо гусеницы трактора. Нижняя часть каретки плоская, т.е. получается, что трактор катится по роликам, так же как Ваша каретка по основанию. На этом принципе изготавливались опытные образцы вездеходов, результаты вроде бы были не плохие, но по каким то причинам широкого распространения эта конструкция не получила. Видимо дорого и не технологично.

Танкетки, применяющиеся в прецизионных станках, основаны на этом принципе. Но в данном случае, ИМХО, это действительно будет не технологично. А вот принцип гайки ШВП, применяющейся там же, я думаю, будет как раз к месту (с небольшой доработкой).

[Alisa]

Танкетки, это что-то вроде этого?

[ColumbiC]

Да, только в реальности они не так красивы

[drwr.vlg]

А если такой сепаратор? Вроде все просто.

[Alisa]

Да, это просто. И решение поставить шестерню (см. пост #12) пришло только после того, как было внедрено это решение. Сепараторы теперь связаны. Но им ничто не мешает смещаться вместе. И опять, либо ставить ограничительные упоры (штифты), либо рисковать, что шарики просто вывалятся. Вместе с сепаратором.

[zaurus]

А тереться будет не о сепаратор, а об каретку. Посмотрите мой пост #5 по поводу подшипников. Если нижняя точка тела качения неподвижна, а верхняя движется со скоростью v, то ось тела качения будет двигаться со скоростью v/2. Это элементарно. Сепаратор должен двигаться со скоростью шариков.

Да, до этого я уже и самостоятельно додумался
Тогда так: убираем контакт с кареткой вообще. Пусть не мешает нам катиться.... в общем, модификация поста #3 - сепаратор, соединенный с кареткой, вырождается во втулку - но теперь не сплошную, а с отверстием. Втулка, естественно, из антифрикционного материала.
Остается, правда, вопрос о горизонтальном смещении каретки. Ролики?..