Archery-Tether-Propulsion-Systems / blueprints /ARACHNE-001_forearm_slingshot.md
tostido's picture
Add blueprints archive: ARACHNE-001, MARIONETTE-001, AIRFOIL-CORDAGE-SYSTEM, PERSPECTIVE
26fa66a

ARACHNE-001: Forearm Slingshot Launcher

Classification: Wearable Elastic Propulsion
Status: DRAFT v0.1
Date: 2026-01-22


1. CONCEPT OVERVIEW

                    FOREARM SLINGSHOT - "ARACHNE LAUNCHER"
                    โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•
    
    ELBOW VERTEX (Anchor Point)
    โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
    โ”‚                                                                   โ”‚
    โ”‚   โ•”โ•โ•โ•โ•—                                                          โ”‚
    โ”‚   โ•‘ โ—‰ โ•‘ โ† Elbow mount (elastic anchor + tensioner)               โ”‚
    โ”‚   โ•šโ•โ•คโ•โ•                                                          โ”‚
    โ”‚     โ”‚                                                            โ”‚
    โ”‚     โ”‚  โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•                    โ”‚
    โ”‚     โ”‚  โ•‘ ELASTIC BAND (high-tension latex)  โ•‘                    โ”‚
    โ”‚     โ”‚  โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•                    โ”‚
    โ”‚     โ”‚                    โ”‚                                       โ”‚
    โ”‚     โ”‚         F O R E A R M   R U N W A Y                        โ”‚
    โ”‚     โ”‚                    โ”‚                                       โ”‚
    โ”‚     โ–ผ                    โ–ผ                                       โ”‚
    โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”                    โ”‚
    โ”‚   โ”‚โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ”‚ โ† Forearm sleeve   โ”‚
    โ”‚   โ”‚โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ–“โ”‚   (guides elastic) โ”‚
    โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜                    โ”‚
    โ”‚                         โ”‚                                        โ”‚
    โ”‚                         โ–ผ                                        โ”‚
    โ”‚              โ•”โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•—                               โ”‚
    โ”‚              โ•‘  WRIST COIL UNIT  โ•‘ โ† Spring-loaded spool         โ”‚
    โ”‚              โ•‘  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”     โ•‘   (stores elastic tension)    โ”‚
    โ”‚              โ•‘  โ”‚ โ—Ž โ”‚โ”€โ”€โ”‚ โ—Ž โ”‚     โ•‘   (uncoils at MACH release)   โ”‚
    โ”‚              โ•‘  โ””โ”€โ”€โ”€โ”˜  โ””โ”€โ”€โ”€โ”˜     โ•‘                               โ”‚
    โ”‚              โ•šโ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•คโ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•                               โ”‚
    โ”‚                       โ”‚                                          โ”‚
    โ”‚                       โ–ผ                                          โ”‚
    โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”              โ”‚
    โ”‚   โ”‚             BACK OF HAND                      โ”‚              โ”‚
    โ”‚   โ”‚         โ•”โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•—                 โ”‚              โ”‚
    โ”‚   โ”‚         โ•‘   SPRINGBOARD     โ•‘ โ† Launch ramp   โ”‚              โ”‚
    โ”‚   โ”‚         โ•‘   โ–ฒโ–ฒโ–ฒโ–ฒโ–ฒโ–ฒโ–ฒโ–ฒโ–ฒโ–ฒโ–ฒโ–ฒโ–ฒ   โ•‘   (curved for   โ”‚              โ”‚
    โ”‚   โ”‚         โ•‘  /             \  โ•‘    trajectory)  โ”‚              โ”‚
    โ”‚   โ”‚         โ•šโ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•                 โ”‚              โ”‚
    โ”‚   โ”‚                 โ”‚                             โ”‚              โ”‚
    โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ผโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜              โ”‚
    โ”‚                     โ”‚                                            โ”‚
    โ”‚   โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ผโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”          โ”‚
    โ”‚   โ”‚    T H U M B    โ”‚    T R I G G E R               โ”‚          โ”‚
    โ”‚   โ”‚                 โ–ผ                                 โ”‚          โ”‚
    โ”‚   โ”‚        โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”                           โ”‚          โ”‚
    โ”‚   โ”‚        โ”‚ โ—‰ LATCH โ—‰   โ”‚ โ† Thumb holds elastic     โ”‚          โ”‚
    โ”‚   โ”‚        โ”‚  โ•ฒ     โ•ฑ    โ”‚   at tension vertex       โ”‚          โ”‚
    โ”‚   โ”‚        โ”‚   โ•ฒ   โ•ฑ     โ”‚                           โ”‚          โ”‚
    โ”‚   โ”‚        โ”‚    โ•ฒ โ•ฑ      โ”‚   RELEASE = thumb lifts   โ”‚          โ”‚
    โ”‚   โ”‚        โ”‚     V       โ”‚   โ†’ elastic snaps back    โ”‚          โ”‚
    โ”‚   โ”‚        โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜                           โ”‚          โ”‚
    โ”‚   โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜          โ”‚
    โ”‚                                                                   โ”‚
    โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜

2. LAUNCH SEQUENCE

Phase 1: ARMED

    [ELBOW]
       โ•‘
       โ•‘โ†โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
       โ•‘  elastic stretched   โ”‚
       โ•‘  (potential energy)  โ”‚
       โ•‘                      โ”‚
    [WRIST]                   โ”‚
       โ•‘  coiled tight        โ”‚
       โ•‘                      โ”‚
    [HAND]                    โ”‚
       โ•‘                      โ”‚
    [THUMB]โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ•โ”˜
       โ†‘                       
    LATCHED (vertex)          

Phase 2: RELEASE

    [ELBOW]
       โ•‘
       โ•‘ โ†โ”€โ”€โ”€โ”€ elastic SNAPS
       โ•‘       (kinetic energy)
       โ•‘
    [WRIST]
       โ•‘ UNCOILS โ†’ MACH WAVE
       โ•‘
    [HAND]
       โ•‘
    [THUMB] โ† released

Phase 3: TUNNEL ACCELERATION

    Elastic wave propagates through wrist coil at supersonic speed:

        โ•โ•โ•โ•โ–บโ•โ•โ•โ•โ–บโ•โ•โ•โ•โ–บ
           MACH WAVE

Phase 4: SPRINGBOARD LAUNCH

    Projectile hits curved ramp on back of hand, redirects trajectory:

           โ•ฑ โ†— PROJECTILE
          โ•ฑ
    โ•โ•โ•โ•โ•โ•ฑ springboard
         โ†– incoming wave

3. COMPONENT SPECIFICATIONS

3.1 Elbow Anchor Assembly

Component Material Dimensions Notes
Mount plate Aluminum 6061-T6 60mm ร— 40mm ร— 3mm Anodized
Elastic hook Stainless 316 8mm diameter Polished loop
Strap Neoprene + Velcro Adjustable Silicone grip lining
Tensioner Spring steel 2mm wire Preload adjustment

Load Rating: 150N static, 300N dynamic

3.2 Forearm Runway Sleeve

Component Material Dimensions Notes
Outer shell Ripstop nylon 250mm length Low friction
Inner channel PTFE tube 12mm ID Guides elastic
Reinforcement Carbon fiber strips 3mm ร— 200mm Prevents twist

3.3 Wrist Coil Unit

          โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”
          โ”‚   SPRING HOUSING     โ”‚
          โ”‚  โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”  โ”‚
          โ”‚  โ”‚ โ•ญโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ•ฎ   โ”‚  โ”‚
          โ”‚  โ”‚ โ”‚ โ—Žโ—Žโ—Žโ—Žโ—Žโ—Žโ—Žโ—Ž โ”‚   โ”‚  โ”‚ โ† Coiled elastic
          โ”‚  โ”‚ โ”‚ โ—Žโ—Žโ—Žโ—Žโ—Žโ—Žโ—Žโ—Ž โ”‚   โ”‚  โ”‚   (compressed spiral)
          โ”‚  โ”‚ โ•ฐโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ•ฏ   โ”‚  โ”‚
          โ”‚  โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”ฌโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜  โ”‚
          โ”‚          โ”‚           โ”‚
          โ”‚      โ•โ•โ•โ•โ•งโ•โ•โ•โ•       โ”‚ โ† Release channel
          โ”‚     (MACH TUNNEL)    โ”‚
          โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜
Component Material Dimensions Notes
Housing Glass-filled nylon 50mm ร— 30mm ร— 20mm Injection molded
Spool core Delrin 25mm diameter Low friction
Spring Music wire 0.8mm ร— 15 coils 2N/mm rate
Channel Polished steel tube 8mm ID Chrome lined

3.4 Springboard (Back of Hand)

Component Material Dimensions Notes
Ramp surface Flex-polymer (TPU) 80mm ร— 50mm 15ยฐ curve
Base plate Carbon fiber 2mm thickness Bonded to glove
Shock absorber Silicone gel pad 5mm thickness Dampens impact

3.5 Thumb Trigger

Component Material Dimensions Notes
Latch body Titanium 20mm ร— 15mm Lightweight
Release mechanism Ball detent 3mm ball 10N release force
Thumb pad Textured rubber 15mm diameter Ergonomic

4. ELASTIC SPECIFICATIONS

Primary Band

  • Material: Natural latex surgical tubing
  • Dimensions: 6mm OD ร— 3mm ID ร— 400mm length
  • Elongation: 600% max
  • Tensile strength: 25 MPa
  • Fatigue life: ~5000 cycles at 300% stretch

Reinforcement (at vertices)

  • Material: Kevlar sleeve
  • Coverage: 30mm at each anchor point
  • Purpose: Prevent abrasion failure

5. PERFORMANCE ESTIMATES

Parameter Value Notes
Draw length 300mm Elbow to thumb
Draw force 50-80N User adjustable
Stored energy 7-12 J At full draw
Projectile mass 5-20g Foam darts, etc.
Launch velocity 25-40 m/s 90-145 km/h
Effective range 15-30m Flat trajectory

6. ERGONOMICS & FIT

Sizing Chart

Size Forearm Length Wrist Circumference
S 220-250mm 140-160mm
M 250-280mm 160-180mm
L 280-310mm 180-200mm
XL 310-340mm 200-220mm

Fit Concerns & Solutions

Concern Risk Solution
Elbow anchor slip Misfire Velcro + silicone grip
Wrist coil bulk Discomfort Low-profile spiral housing
Thumb fatigue Strain injury Mechanical latch (click-release)
Back-of-hand impact Bruising Flex-polymer springboard
Elastic wear at vertices Failure Kevlar reinforcement

Fit Rating

HAND-FIT RATING: โ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–‘โ–‘ 8/10
(Prototype viable, needs iteration on wrist bulk)

7. SAFETY WARNINGS

โš ๏ธ EYE PROTECTION REQUIRED - Always wear safety glasses

โš ๏ธ ELASTIC INSPECTION - Check for cracks/wear before each use

โš ๏ธ NEVER DRY FIRE - Always have projectile loaded

โš ๏ธ TEMPERATURE LIMITS - Latex degrades below 0ยฐC and above 40ยฐC

โš ๏ธ FINGER CLEARANCE - Keep fingers clear of release channel


8. REVISION HISTORY

Version Date Changes
0.1 2026-01-22 Initial draft

9. RELATED DESIGNS

  • ARACHNE-002: Dual-arm synchronized launcher (PLANNED)
  • ARACHNE-003: Magnetic assist variant (PLANNED)
  • ARACHNE-004: Compressed gas hybrid (PLANNED)

10. CROSS-REFERENCE: MARIONETTE SPOOL SYSTEM

The ARACHNE forearm launcher shares architectural DNA with the MARIONETTE SPOOL sail-drone propulsion system (src/physics/marionette_spool.py).

Shared Principles

Principle ARACHNE MARIONETTE
Tether Energy Storage Elastic band on wrist coil Cables wound on spool drums
Release Mechanism Thumb latch (vertex) Centrifugal unreeling
Runway/Guide Forearm sleeve Cable channels per sail
Human Control Point Thumb trigger Throw + whistle command
Terminal Guidance Springboard redirect Champion brain + HOLD

MARIONETTE SPOOL Architecture

    COLLAPSED (pre-throw)          DEPLOYED (marionette mode)
    
         โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”                      SAILS
         โ”‚โ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ”‚                    โ›ต     โ›ต
         โ”‚โ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ”‚โ—„โ”€โ”€ All cables        \   /
         โ”‚โ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ–ˆโ”‚    wound tight        \ /
         โ”‚SPOOL  โ”‚                    โ”Œโ”€โ”€โ”€โ”ดโ”€โ”€โ”€โ”
         โ””โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”˜                    โ”‚ SPOOL โ”‚โ—„โ”€โ”€ Champion brain
              โ”‚                       โ”‚CONTROLโ”‚    runs HERE
              โ–ผ                       โ””โ”€โ”€โ”€โ”ฌโ”€โ”€โ”€โ”˜
           Human                          โ”‚
           hand                      individual
                                     cable control

Integration Concept: ARACHNE-MARIONETTE Hybrid

The ARACHNE launcher could serve as the throw mechanism for a MARIONETTE spool:

  1. Pre-throw: SPOOL is wound, cables coiled
  2. ARACHNE Launch: Forearm runway provides velocity + spin to spool
  3. Unraveling: Centrifugal force deploys sails
  4. Marionette Mode: Champion brain takes over cable control
  5. Recall: Sails collapse, cables reel back to spool
    FOREARM โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ”€โ–บ DEPLOYED CONSTELLATION
    
    [ELBOW]                                          โ›ต
       โ•‘                                           โ›ต โ•ฒ โ•ฑ โ›ต
       โ•‘โ•โ•elasticโ•โ•[WRIST]โ•โ•SPOOLโ•โ•โ•โ•โ•โ•throwโ•โ•โ•โ•โ•โ•โ–บ  โ•ฒโ”‚โ•ฑ
       โ•‘                                            [SPOOL]
    [THUMB]                                           โ”‚
       โ†‘                                          MARIONETTE
    release                                        CONTROL

Source References

  • src/physics/marionette_spool.py - Spool mechanism + Champion brain integration
  • src/visualization/dervish_viz.py - Visualization of sail constellation
  • src/physics/hubless_dervish.py - Sail physics + wind tacking