Απλοποιημένος τρισδιάστατος εκτυπωμένος μηχανισμός διπλού ματιού Animatronic: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Έχοντας δημιουργήσει έναν απλό μηχανισμό με ένα μάτι στο παρελθόν, ήθελα να βελτιώσω τον σχεδιασμό καθώς και να τον κάνω πιο προσιτό στην κοινότητα των κατασκευαστών. Η ενημερωμένη διάταξη χρησιμοποιεί εξαρτήματα που μπορούν εύκολα να αγοραστούν στο διαδίκτυο και σχεδόν όλα τα εξαρτήματα μπορούν να εκτυπωθούν εύκολα χωρίς υποστηρίγματα. Ο σχεδιασμός του μοντέλου με αυτόν τον τρόπο θυσιάζει κάποια λειτουργικότητα, αλλά θα κυκλοφορήσω ένα βελτιστοποιημένο σχέδιο στο μέλλον. Αυτό το έργο είναι ιδανικό αν θέλετε να δημιουργήσετε έναν λειτουργικό και ρεαλιστικό μηχανισμό ματιών, αλλά δεν έχετε απαραίτητα πρόσβαση σε εργαλεία όπως ένας τόρνος ή εξειδικευμένα εξαρτήματα. Ένα άλλο χαρακτηριστικό αυτού του σχεδίου είναι ότι έχει σχεδιαστεί για να χρησιμοποιεί snap-in μάτια που μπορούν να αντικατασταθούν και χρησιμοποιείται με άλλα τρισδιάστατα τυπωμένα εξαρτήματα για να ρίξει έναν εξαιρετικά ρεαλιστικό θόλο πάνω στο βαμμένο μάτι. Αυτή η διαδικασία είναι αρκετά εμπλεκόμενη, οπότε έχω έναν άλλο οδηγό για το πώς να φτιάξετε τα μάτια, αλλά αν προτιμάτε να χρησιμοποιείτε απλά τρισδιάστατα τυπωμένα μάτια, μπορείτε να το κάνετε κι αυτό. Αυτό το έργο θα απαιτήσει κάποια μετα επεξεργασία των εκτυπώσεών σας, συμπεριλαμβανομένων μερικών (χέρι) διάτρηση και λείανση, αλλά εκτός από τα βασικά (3D εκτυπωτής, μαχαίρι χειροτεχνίας, κατσαβίδι, κλειδιά Allen) δεν χρειάζονται ειδικά εργαλεία.

Προμήθειες

Υλικά και εξαρτήματα:

• Νήμα εκτυπωτή 3D: Το PLA είναι καλό αν και θα σας συνιστούσα να χρησιμοποιήσετε μια καλή μάρκα επειδή ορισμένα μέρη είναι αρκετά μικρά και εύθραυστα. Το ABS είναι καλό για να κάνετε ρεαλιστικά μάτια αλλά δεν είναι απαραίτητο.
• 6x SG90 Micro Servos:
• Διάφορες βίδες Μ2 και Μ3 αν και τυχόν βίδες περίπου αυτού του μεγέθους θα πρέπει να λειτουργούν εντάξει. Ένα κιτ όπως αυτό: https://amzn.to/2JOafVQ θα πρέπει να σας καλύπτει.
• Arduino: Αυτός ο σχεδιασμός δοκιμάστηκε χρησιμοποιώντας ένα γνήσιο Uno, αλλά είναι πιθανό ότι οποιοσδήποτε πίνακας που έχει καρφίτσες SDA/SCL, 3 αναλογικές εισόδους και ψηφιακή είσοδο θα λειτουργήσει. Arduino Uno:

• Servo Driver Board: Επέλεξα έναν πίνακα οδηγών PWM 16 καναλιών από το Adafruit:

  • Τροφοδοτικό 5V, περίπου 4Α είναι υπεραρκετό. Εδώ είναι το δικό μου (https://tiny.cc/is4cdz)

  • Μια θηλυκή πρίζα DC που ταιριάζει με το τροφοδοτικό σας, για να συγκολληθεί στην πλακέτα σερβο οδήγησης

• Καλώδια βραχυκυκλωτήρων:
• Joystick:
• Ποτενσιόμετρο (10k ohms είναι γενικά μια καλή τιμή για χρήση:
• Στιγμιαίο διακόπτη (Ορισμένα χειριστήρια το έχουν ενσωματωμένο, αλλά είναι πιο εύκολο να το ελέγξετε όταν είναι ξεχωριστό:
• Αντίσταση 10k:

Εργαλεία:

Ένα τρυπάνι χειρός μπορεί να είναι χρήσιμο για τη ρύθμιση μεγεθών οπών:

Βήμα 1: Εκτύπωση

Η εκτύπωση μπορεί να είναι κάπως δύσκολη λόγω των μικρών τμημάτων, αλλά η πλειοψηφία των τμημάτων εκτυπώνει γρήγορα και εύκολα χωρίς υποστηρίγματα. Χρησιμοποίησα το PLA για όλα τα μέρη μου εκτός από τα μάτια (που ήταν ABS καθώς φαίνεται λίγο πιο φυσικό). Υπάρχουν επίσης μερικά ευαίσθητα μέρη που πρέπει να προσέξετε, αλλά αν χρησιμοποιείτε νήματα αξιοπρεπούς ποιότητας και είστε ικανοποιημένοι με τις ρυθμίσεις εκτύπωσης, θα είστε εντάξει. Τέλος, χρησιμοποίησα ύψος στρώματος 0,2 mm και αυτό ήταν περισσότερο από ακριβές για αυτό το μοντέλο - υποψιάζομαι ότι θα μπορούσατε να ξεφύγετε με 0,3 mm ακόμη.

Βήμα 2: Μεταεπεξεργασία

Τα μάτια μπορούν να λειανθούν και να λειανθούν όσο θέλετε, αλλά μπορεί να χρειαστεί ελάχιστο τρίψιμο στο κάτω μέρος του μοντέλου όπου ο εκτυπωτής θα είχε εκτυπώσει μια προεξοχή. Αυτό γίνεται μόνο για να διασφαλιστεί ότι το μάτι μπορεί να περιστραφεί ομαλά μέσα στα βλέφαρα. Τα μόνα άλλα μέρη που έτριψα ήταν τα εξαρτήματα του αντάπτορα ματιών, μόνο και μόνο επειδή ταιριάζουν καλά και τα κάτω στρώματα στις εκτυπώσεις μου τείνουν πάντα να είναι λίγο πρησμένα.

Τα μέρη έχουν σχεδιαστεί για να εκτυπώνουν έτσι ώστε μερικές οπές να είναι αρκετά μικρές ώστε να βιδώνονται απευθείας, ενώ άλλες είναι αρκετά μεγάλες ώστε η βίδα να περνάει άνετα από μέσα τους. Εάν ο εκτυπωτής σας κάνει τις τρύπες μικρές για να βιδωθούν ή να περιστραφούν ομαλά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα μικρό τρυπάνι χειρός για να ανοίξετε μερικές από τις τρύπες για να τις κάνετε πιο ακριβείς, και το πάτημα των νημάτων είναι επίσης μια επιλογή (αν και το PLA συνήθως πιάνει βίδες αρκετά καλά πάντως). Ελέγξτε τις εικόνες για οδηγό σχετικά με το ποιες οπές πρέπει να έχουν ποιο μέγεθος.

Βήμα 3: Συναρμολόγηση

Μόλις εκτυπωθούν και υποβληθούν σε επεξεργασία όλα τα μέρη σας, μπορείτε να συναρμολογήσετε το μοντέλο σας! Μπορεί να είναι χρήσιμο να ανατρέξετε στο βίντεο για να δείτε πώς όλα πάνε μαζί. Επίσης, υπάρχουν όλες οι φωτογραφίες αναφοράς σε ένα φάκελο στη λήψη μου, συμπεριλαμβανομένου ενός πλήρους μοντέλου που μπορείτε να δείτε.

1. Συνδέστε τις δύο βάσεις με μπουλόνια M3 10mm/12mm, αυτό το σημείο περιστροφής είναι για την άξονα y της κίνησης των ματιών και των βλεφάρων.
2. Τοποθετήστε το σερβο στη θέση του και βιδώστε το με μερικές βίδες M2 4 ή 6mm, αυτό χρησιμεύει ως ενεργοποιητής για την κίνηση x -axis
3. Συνδέστε το βραχίονα του άξονα y στην υπο-βάση με μια βίδα M3 4/5/6 mm και συνδέστε ένα κέρατο σερβο στην τρίτη τρύπα από το κέντρο χρησιμοποιώντας μια βίδα M2 4 mm ή 6 mm. Ελέγξτε τα παραπάνω για να βεβαιωθείτε ότι ο προσανατολισμός όλων είναι σωστός.
4. Ξεκινήστε να χτίζετε το συγκρότημα του άξονα Χ βιδώνοντας τις διχάλες περóνης στα προσαρμογέα ματιών με μπουλόνια Μ3 4/5/6 mm, οι οπές του πιρουνιού θα πρέπει να είναι υπερμεγέθης, έτσι ώστε οι βίδες να τσιμπήσουν στον προσαρμογέα, ο ένας να μπει σε μια αστεία γωνία, αλλά θα πρέπει να ικανός να το μπει

5. Συνδέστε το σύνδεσμο τριών σημείων στο πάνω μέρος των διχάλων περικοπής, η βίδα Μ3 θα δαγκώσει στην μικρή διάμετρο της οπής στο εξάρτημα του πιρουνιού. Συνδέστε επίσης έναν βραχίονα σερβο στην τελική τρύπα στο κέντρο του συνδέσμου τριών σημείων χρησιμοποιώντας ένα μπουλόνι M3 5 mm (η τρύπα στον βραχίονα σερβο πρέπει πιθανώς να τρυπηθεί στα 2,5 mm - 2,8 mm για να δεχτεί τη βίδα). Θα συνιστούσα να χειρίζεστε το συγκρότημα για να βεβαιωθείτε ότι όλα κινούνται εντάξει χωρίς τριβές τακτικά καθώς το δημιουργείτε επίσης.

6. Συνδέστε τον κεντρικό σύνδεσμο ματιών στους προσαρμογείς ματιών με μια βίδα M3 8 mm, βεβαιωθείτε ότι η επίπεδη επιφάνεια του κεντρικού συνδέσμου είναι στραμμένη προς τα πάνω και το επικλινές τμήμα προς τα κάτω. Μπορείτε επίσης να συνδέσετε τα μάτια σε αυτό το στάδιο.
7. Βιδώστε όλα αυτά στο κέντρο της υπο-βάσης με δύο μπουλόνια Μ3 8/12 mm.
8. Φορτώστε το σερβο μπλοκ με 5 σερβο TowerPro SG90, στον σωστό προσανατολισμό που φαίνεται.
9. Δοκιμάστε ποιο βλέφαρο είναι αυτό χρησιμοποιώντας το γραφικό και συνδέστε τη σχετική υποδοχή με μια βίδα M2 4 mm ή 6 mm και συνδέστε έναν βραχίονα σερβο στην άλλη άκρη (χρησιμοποιήστε την τελευταία τρύπα στο σερβο κόρνα - ίσως χρειαστεί να το τρυπήσετε στο 1,5 mm - 1,8 mm).
10. Συνδέστε τα βλέφαρα στη βάση, αλλά μην ανησυχείτε για τη σύνδεση σερβοκόρνας ακόμα.

Βήμα 4: Καλωδίωση και τελική συναρμολόγηση

Με αναφορά στο γραφικό, ανεβάστε τον κώδικα στο arduino και συνδέστε τα πάντα. Ελέγξτε τον οδηγό Adafruit εάν χρειάζεστε βοήθεια για τη ρύθμιση της πλακέτας σερβο οδήγησης. Όλα τα servos θα πρέπει τώρα να τροφοδοτούνται και να βρίσκονται στην ουδέτερη θέση τους, οπότε χρησιμοποιήστε αυτήν την ευκαιρία για να συνδέσετε όλους τους βραχίονες σερβομηχανισμού με τα servos με τα μάτια στραμμένα προς τα εμπρός σε ουδέτερη θέση. Μπορείτε απλά να τα συνδέσετε και μετά να αποσυνδέσετε το ρεύμα για να τα βιδώσετε σωστά. Ο σερβο βραχίονας του άξονα y είναι σε δύσκολη θέση για να δεχτεί μια βίδα, αλλά διαπίστωσα ότι κρατούσε καλά χωρίς βίδα έτσι κι αλλιώς. Εάν το δικό σας δεν το κάνει, μπορεί να είναι χρήσιμο να αφαιρέσετε ένα από τα servos βλεφάρων για να το βιδώσετε. Θα συνιστούσα να δοκιμάσετε την κίνηση με το joystick σας σε αυτό το στάδιο για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν προβλήματα.

Για τα βλέφαρα, είναι καλύτερο αν ρυθμίσετε τα servos να βρίσκονται στη θέση που αναβοσβήνουν, ώστε να μπορείτε να τα ευθυγραμμίσετε όλα στο κέντρο. Κάντε το είτε κρατώντας πατημένο το διακόπτη αναλαμπής είτε δημιουργώντας ένα κοντό πάνω του. Μόλις όλοι οι σερβοφόροι βραχίονες είναι στη θέση τους, είναι εύκολο να τους βιδώσετε.

Το μοντέλο σας πρέπει να είναι πλήρες! Αν θέλετε να δείτε πώς να κάνετε τα ρεαλιστικά βλέμματα, ελέγξτε το προηγούμενο διδακτικό μου. Σκοπεύω επίσης να κυκλοφορήσω ένα διδακτικό σύντομα για να σας δείξω πώς να φτιάξετε ένα χειριστήριο, οπότε ελέγξτε ξανά αν σας ενδιαφέρει!