Animatie rituele dans met luiken

Een overeenkomstig artikel staat in het hobbytijdschrift De Modelbouwer nummer 9 van 2024.

Je kunt je voorstellen hoe dagelijks in de Sint Jansstraat bij het ene na het andere huis, met het nodige geklepper, een ‘rituele dans’ werd opgevoerd om de luiken voor de nacht te sluiten of ’s morgens open te maken.

Bewegingsanalyse
Het maakproces begint met een analyse van de bewegingen die beoogd zijn voor de animatie.
Stel het is vroeg in de ochtend en de luiken zijn nog dicht. Een persoon stapt naar voren en maakt de grendel van het linker luik los. Met een stap achteruit wordt het luik open getrokken en met een zwier draait het luik door naar links en wordt in een stap naar voren behendig opgevangen voordat het tegen de muur stoot. Als het luik is vastgezet, volgen nog een paar passen terug naar het midden van het venster. Daar volgt een herhaling voor het rechter luik. De beweging eindigt met weer een paar passen terug naar het midden. Om de luiken later weer te sluiten, speelt deze cyclus zich in omgekeerde volgorde af.

Vertaling naar vormschijven
Een aandrijfprincipe met vormschijven lijkt het meest geëigend voor deze animatie.
Eerst wordt de tijdsduur van de animatie bepaald. Het aftellen van de acht danspasjes met de stopwatch eindigt bij 12 tellen. In het plaats/tijd-diagram [1] zijn de bewegingen in de tijd uitgezet.

De verandering in een lijn van een beweging markeert een stap. Tussen de verschillende stappen in wordt één tel rust gehouden en aan het begin en einde een halve tel. De cirkel van een schijf wordt nu in 24 segmenten van een halve tel verdeeld. Zie figuur hieronder. 

De buitendiameter van een schijf is vooral afhankelijk van de beschikbare ruimte en is hier 70mm (max.). Naast de maximale wordt ook een neutrale en minimale diameter bepaald. Deze zijn afhankelijk van hoe groot de slag van een beweegarm moet worden. In beginsel geldt, hoe langer de arm, hoe nauwkeuriger een beweging kan worden beheerst. Om het draaipunt binnen de contour van het mechaniek te houden, is de werkende lengte van de armen hier bepaald op 35mm (= lengte van de raaklijn aan de neutrale cirkel tot het draaipunt). Het einde van de werkende arm rust bij het raakpunt tegen de schijf. Bij het draaien van de schijf beweegt de arm naar buiten als de virtuele diameter van de schijf toeneemt (tot max.) en naar binnen als die afneemt (tot min.)

De werkslag van een arm wordt algebraïsch berekend uit de maximale beweging van de persoon die buiten staat, van links naar rechts (28mm) en van voor naar achter (7mm), ten opzichte van de betreffende draaipunten en de raakpunten aan de betreffende schijven. 

Beweging van de persoon
In de verbeelding beweegt de persoon in 8 stappen naar voor/achter (V-A) en van het midden uit naar links/rechts (L-R). In het mechaniek staan de armen V-A en L-R loodrecht op elkaar. Een arm bestaat uit een messing buisje met een stift die daar in schuift. Op het buisje staat een pen die tegen de schijf rust. De armen worden met trekveertjes tegen de schijven gehouden. De uiteinden van beide in- en uitschuivende stiften vormen samen een kruiskoppeling waar, verlengd met een dun staaldraadje, de modelpersoon aan vast komt. We volgen de beweging van de persoon in de figuur hierboven.

Bezie deze figuur als een momentopname bij de start van de beweging (stap 0 bij tel 0). 

In het verloop van de beweging draaien de schijven steeds een segment tegen de wijzers van de klok in. Voor de beweging L-R (rode schijf) kijken we naar de situatie op Oost en voor beweging V-A (blauwe schijf) op de situatie op Zuid. In deze figuur kan de vorm van de schijf grafisch worden uitgezet (stippen). Na het doordraaien van elk segment, kijken we naar de positie van de persoon en zetten, aan de hand van de hulplijnen die gericht zijn op de draaipunten, een stip waar de pen van de beide armen zich bevindt. Na 24 stops tekent de schijf zich af door de stippen. De contourlijn van de schijf wordt van stip naar stip geïnterpoleerd. 

In analytisch meetkundige termen gesproken, hebben we elk punt van een lijn uit de figuur radiaal gesuperponeerd op een cirkel.

Beweging van de luiken
Bij de beschrijving van Huis ST 123/124/125  is te zien hoe de luiken zijn verbonden aan een verticaal asje met daaraan minuscule katrolletje die verborgen liggen in de goot van het huis ST123. Om het klosje met diameter van 1,5mm is een nylon draadje vastgezet en er een volle winding omheen geslagen. Het ene einde van het draadje is verbonden met een trekveertje, zie afbeelding hieronder. De armen voor de twee luiken Ll en Lr liggen in de schematische figuur boven op Noord en trekken ieder aan de andere kant van het nylon draadje van het betreffende luik. De vormschijven voor de luiken hebben in de figuur een lichte en donkere kleur groen. 

Scan de onderstaande QR-code (QR$) en zie hoe Kato de eerste danspasjes doet.