Как заставить бумажную фигурку двигаться по дуге между двумя окошками

Точка на вращающемся диске всегда находится на одном и том же расстоянии от его центра. Это расстояние задаёт круговую траекторию. Если разместить на этой траектории два окошка, одна и та же фигурка будет появляться в обоих местах без направляющей для скольжения.

Вращающиеся диски — проверенный бумажный механизм. В мастер-классе BMCC Makerspace по всплывающим бумажным конструкциям описано, как с их помощью менять иллюстрации и выбирать расположение и количество отверстий. В руководстве Channin Pelletier по вращающемуся диску показаны диск на брадсе, смотровое окошко и приподнятая передняя панель.

Размеры ниже — это самостоятельный пример раскладки на основе данного механизма, а не копия шаблона из какого-либо из этих источников. Перед изготовлением готовой версии проверьте на обрезке картона, как сочетаются именно ваши картон, крепёж и клей.

Подготовьте следующие материалы:

• Два квадрата картона размером 160 × 160 мм: передняя панель и задняя панель.
• Один картонный диск диаметром 124 мм.
• Одна бумажная фигурка, полностью помещающаяся в круг диаметром 12 мм.
• Один небольшой брадс, также называемый разрезной заклёпкой.
• Вспененная монтажная лента или полоски картона для создания зазора.
• Бумажный клей и съёмная клейкая лента.
• Линейка, циркуль, карандаш, ножницы и подходящие инструменты для вырезания окошек и отверстий под ось.

BMCC рекомендует для проектов по бумажному конструированию бумагу плотностью примерно 160–220 г/м² и указывает разрезные заклёпки в качестве крепежа для вращающихся дисков. Этот диапазон — хорошая отправная точка; проверьте, что собранные панели остаются плоскими. См. список материалов для мастер-класса.

Выберите простую фигурку, например маленькое солнце или цветной кружок. Для этой конструкции подходит фигура без выраженной вертикальной ориентации, поскольку между двумя окошками она поворачивается примерно на 74 градуса. Используйте однотонный диск такого цвета, какой должен быть виден в пустом окошке.

Отмеряйте все положения от верхнего левого угла каждого квадрата: горизонтальные размеры откладывайте вправо, а вертикальные — вниз. Разметьте переднюю панель по схеме ниже и перенесите положение оси на заднюю панель.

Элемент	Положение или размер
Ось	80 мм от левого края, 90 мм от верхнего края
Центр левого окошка	50 мм от левого края, 50 мм от верхнего края
Центр правого окошка	110 мм от левого края, 50 мм от верхнего края
Каждое окошко	24 × 24 мм, по центру отмеченной точки
Диск	Диаметр 124 мм, центр совпадает с осью
Выемка для пальца	Внутренняя полуокружность радиусом 15 мм, центр которой расположен на нижнем крае передней панели

Центры обоих окошек находятся в 50 мм от оси: горизонтальное смещение каждого составляет 30 мм, а вертикальное — 40 мм, поэтому радиус равен √(30² + 40²) = 50 мм. Верхняя дуга проходит через точку, расположенную в 80 мм от левого края и в 40 мм от верхнего. Следовательно, во время движения фигурка поднимается на 10 мм выше центров окошек.

При таких рассчитанных размерах между квадратными окошками остаётся сплошная перемычка шириной 36 мм. Фигурка размером 12 мм может полностью скрыться за ней. Диск занимает пространство от 18 до 142 мм по горизонтали и от 28 до 152 мм по вертикали, оставляя вокруг место для распорок.

Чтобы сделать другую раскладку, сначала начертите центры окошек. Ось должна находиться на одинаковом расстоянии от обоих. Если окошки расположены на одной высоте, поместите её на вертикальной линии посередине между ними. Чем ниже окошек будет ось, тем более пологой получится верхняя дуга; чем ближе она к окошкам, тем заметнее будет подъём. При любом изменении геометрии заново проверьте размер диска и его положение относительно краёв панели.

Вырежьте окошки, диск и выемку для пальца

Вырежьте два квадратных окошка размером 24 мм в передней панели. По горизонтали их края должны проходить на отметках 38–62 мм и 98–122 мм; по вертикали оба окошка должны занимать диапазон от 38 до 62 мм. Выемку в форме полуокружности вырежьте только в нижнем крае передней панели.

Вырежьте диск и точно отметьте его центр. Проделайте небольшое отверстие в центре диска и соответствующее отверстие в отметке оси на задней панели. Размер отверстий должен быть близок к толщине стержня брадса: заметно увеличенное отверстие позволит диску смещаться с заданной траектории.

Установите ось до того, как прикрепить фигурку

Положите диск поверх задней панели, совместив отверстия. Вставьте брадс со стороны диска через оба слоя, затем разогните его ножки с обратной стороны задней панели. Отрегулируйте крепление так, чтобы диск вращался, не смещаясь с центра.

Временно приложите переднюю панель к конструкции, закрепив её съёмной лентой и свободно лежащими распорками. Нижняя выемка должна открывать достаточно края диска, чтобы его можно было поворачивать. Передняя панель не должна касаться головки брадса.

В конструкции вращающегося диска Pelletier также использует центральный брадс, выемку для доступа и вспененную ленту под передней панелью. Здесь брадс проходит непосредственно через заднюю панель, поэтому сначала установите ось, а уже затем закрывайте конструкцию.

Прикрепите единственную движущуюся фигурку

Когда передняя панель выровнена, слегка отметьте на диске центр левого окошка. Снимите переднюю панель, не поворачивая диск. Ровно приклейте фигурку к диску по этой отметке и дождитесь высыхания клея.

Временно верните переднюю панель на место. Поверните диск по часовой стрелке, если смотреть спереди. Фигурка должна сместиться вверх и вправо, скрыться за перемычкой, а затем показаться в правом окошке. Поверните диск в обратную сторону, чтобы вернуть её. Не приклеивайте вторую фигурку в конечной точке: путь проходит одна и та же деталь.

Полость между задней и передней панелями должна вместить диск, прикреплённую к нему фигурку и головку брадса, чтобы они не прижимались друг к другу. Универсальной толщины распорок нет, поскольку материалы различаются. Начните со съёмных распорок и добавляйте высоту, пока диск не начнёт вращаться, не приподнимая и не выгибая переднюю панель.

Постоянные распорки размещайте за пределами всей окружности диска. В этой раскладке для крепления можно использовать узкие полоски вдоль левого и правого краёв панели, а также вдоль верхнего края. Нижнюю выемку для доступа оставьте открытой. Не ограничивайтесь размещением распорок за пределами короткой траектории фигурки: остальная часть диска тоже вращается внутри полости.

Проверяйте механизм, слегка прижимая панели друг к другу в местах будущего крепления. Если диск вращается при приподнятой передней панели, но заедает, когда она опущена, увеличьте высоту полости или выровняйте выступающую деталь. Если он заедает и со снятой передней панелью, проверьте ось.

Поворачивайте диск, пока фигурка не окажется по центру левого окошка. Сделайте небольшую метку на открытом ободке диска и соответствующую метку рядом с выемкой для пальца. Повторите то же самое, когда фигурка окажется по центру правого окошка. Отметьте два положения разными символами, например A и B, чтобы их было легко находить.

Нанесение меток на изображение через временно установленную переднюю панель повторяет способ выравнивания, показанный в оригинальном руководстве Pelletier. Здесь две метки на ободке указывают конечные положения одной движущейся фигурки.

Прежде чем закреплять переднюю панель окончательно, несколько раз проверните диск туда и обратно до обоих конечных положений. Убедитесь, что фигурка проходит мимо краёв обоих окошек, скрывается за перемычкой и возвращается в центр каждого окошка. Затем приклейте распорки и переднюю панель, не допуская попадания клея в полость с диском.

Метки помогают выставить положение, но не ограничивают вращение механически. Если повернуть диск дальше любой метки, фигурка продолжит двигаться по скрытой окружности. Для этой простой версии нарисуйте рядом с выемкой короткую изогнутую стрелку, а метками обозначьте предполагаемый диапазон движения.

Если вы хотите сделать открытку с откидной основой, прикрепите собранную заднюю панель к отдельной сложенной основе. Она скроет ножки брадса, оставив доступ к диску через переднюю выемку.

Проблема	Что проверить	Как исправить
Диск заедает при любом повороте	Натяжение оси или давление передней панели	Ослабьте крепление брадса или увеличьте высоту распорок.
Диск цепляется у одного из окошек	Выступающие края фигурки или неровно вырезанные окошки	Расправьте фигурку и аккуратно подровняйте края отверстия.
Фигурка доходит до центра одного окошка, но не попадает в центр другого	Разное расстояние от оси до окошек или неверное положение фигурки	Проверьте оба радиуса по 50 мм и место крепления фигурки.
Диск смещается вбок	Размер отверстия для оси	Замените болтающийся диск или укрепите его и сделайте новое центральное отверстие.
Фигурка видна между окошками	Размер фигурки относительно перемычки	Уменьшите фигурку или увеличьте расстояние между отверстиями.
Фигурка появляется под наклоном	Вращение, обусловленное механизмом	Выберите фигуру без выраженной ориентации или смиритесь с изменением угла.

Если фигурка должна оставаться видимой непрерывно, два отдельных окошка скроют часть её пути. Соединённое с ними изогнутое отверстие открыло бы промежуточное движение, но изменило бы конструкцию передней панели. До оформления панели решите, хотите ли вы скрытый переход или видимую дугу.

Можно собрать механизм и полностью из бумаги: в механизме вращающегося колеса с втулкой Duncan Birmingham предлагает бумажную втулку для вращения изображений за окошком без фурнитуры. Такая втулка служит альтернативным вариантом оси и требует собственной сборки и проверки зазоров.

Приступайте к оформлению, когда механизм заработает. Украшения не должны мешать краям окошек и выемке для пальца; метки конечных положений помогут показать движение. В готовой открытке одна бумажная фигурка движется по заданной верхней дуге, скрывается за перемычкой и появляется во втором окошке.

• Мастер-класс по всплывающим бумажным конструкциям — BMCC Makerspace
• Видео: интерактивная открытка с вращающимся диском + знакомство с Channin! — Hero Arts, размещено Spellbinders
• Механизм вращающегося колеса с втулкой — Make Pop Up Cards