Flex Claw: 24 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό το διδακτικό δημιουργήθηκε για να εκπληρώσει την απαίτηση έργου του Makecourse στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα (www.makecourse.com).

Το Flex Claw είναι το επόμενο καλύτερο έργο για κάθε φοιτητή, μηχανικό και τσιγκούνη που σίγουρα θα τραβήξει την προσοχή του κοινού σας. Λειτουργώντας πλήρως από ένα Arduino Uno, το Flex Claw είναι μια απλουστευμένη προσέγγιση ενός εγωκεντρικού νυχιού χρησιμοποιώντας μόνο έναν κινητήρα! Αλλά οι δυνατότητές του δεν είναι τόσο απλές, διότι η δομή του νυχιού του έχει επανασχεδιαστεί για να κάμπτει πραγματικά σε οποιοδήποτε σχήμα αντικειμένου κρατά! Παρόλο που η κατασκευή του είναι κυρίως χειροκίνητη, η πρόσβαση σε έναν εκτυπωτή 3D με νήμα NinjaFlex και συμβατότητα PLA είναι απαραίτητη.

Βήμα 1: Εργαλεία & Υλικά

Το πρώτο βήμα είναι να εξετάσουμε όλα τα μέρη και ενδεχομένως να κάνουμε προσαρμογές. Για αυτό, συνιστώ ανεπιφύλακτα τη χρήση του Solidworks καθώς είναι πολύ φιλικό προς το χρήστη μόλις μάθετε πού βρίσκονται όλες οι εντολές. Εάν δεν το έχετε ήδη κατεβάσει, φροντίστε να επικοινωνήσετε με το σχολείο ή το χώρο εργασίας σας για εκπτώσεις ή δωρεάν κωδικούς πρόσβασης. Το YouTube θα είναι επίσης ο καλύτερος φίλος σας εάν χρειάζεστε περισσότερη σαφήνεια σε κάθε λειτουργία. Τα επόμενα βήματα θα εξετάσουν πώς να σχεδιάσετε τα κομμάτια για το Flex Claw με το Solidworks που πρέπει να εκτυπωθούν 3D.

Πριν από τη συλλογή των υλικών, διαβάστε όλα τα βήματα και επιβεβαιώστε ότι αυτά που αναφέρονται παρακάτω ταιριάζουν στο επιθυμητό τελικό προϊόν σας, καθώς οι εξατομικευμένες προσαρμογές στο μέγεθος/τις διαστάσεις των τεμαχίων που συζητήθηκαν μπορούν να γίνουν, αν και δεν συνιστώνται. Τα παρακάτω υλικά συμπίπτουν με την αρχική διαδικασία κατασκευής των βημάτων.

Εργαλεία:

Τρισδιάστατη εκτύπωση που είναι συμβατή με το νήμα NinjaFleax και PLA.

- Κόφτης λέιζερ κόντρα πλακέ (συνιστάται για ακριβείς διαστάσεις, αλλά μπορεί να λειτουργήσει με έμπειρη ικανότητα)

- Τρυπάνι ισχύος με τρυπάνι 3/16

- Ντρέμελ

- Πλήρες κιτ Arduino Uno (καλώδια, καλώδιο σύνδεσης κ.λπ.), που περιλαμβάνει αισθητήρα εγγύτητας, φως LED (με την αντίστοιχη αντίσταση), πατήστε το κουμπί και 2 βηματικούς κινητήρες (μπορεί να χρειαστεί ισχυρότερος κινητήρας ανάλογα με τα αποτελέσματα εύρεσης και την αντίσταση τριβής).

Υλικό:

Φύλλο κόντρα πλακέ 12 "x 24" x 0.125"

- Σωλήνας PVC 4 "Εξωτερική διάμετρος, μήκους περίπου 5", τοίχου 0,125"

- Κολλητική ταινία

- Βίδες 6/32 "1,5" μήκους X 6, με σεβαστά παξιμάδια

- Ράβδος αλουμινίου διαμέτρου 0,125 , μακρύ και κατάλληλο σιδηροπρίονο για μελλοντικές κοπές

-Σύνδεση πρίζας με έξοδο τουλάχιστον 2,5 Amp (ένας φορτιστής I-Phone/I-Pad λειτουργεί)

Βήμα 2: Το νύχι: Εξωτερικό

Τώρα που έχουμε το Solidworks, μπορούμε να ξεκινήσουμε τη μοντελοποίηση του σχεδιασμού του εξωτερικού νυχιού. Αυτό ενθαρρύνεται να είναι ένα από τα πρώτα βήματα αφού αυτό το κομμάτι πρέπει να εκτυπωθεί 3D με νήμα NinjaFlex, το οποίο διαρκεί περισσότερο για να σχηματιστεί από τα περισσότερα πλαστικά και πιθανώς χρειάζεται εξωτερική πηγή για έναν 3D εκτυπωτή που είναι συμβατός με αυτό το νήμα.

Το νύχι είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό του έργου αφού είναι πραγματικά λυγισμένο στο σχήμα οποιουδήποτε αντικειμένου που κρατήθηκε. Επιτρέποντας ένα πολύ εύκαμπτο, λεπτό εξωτερικό τοίχωμα, μπορούμε να εκμεταλλευτούμε τη φυσική του πτυσσόμενη επιφάνεια για να μεγιστοποιήσουμε την επιφάνεια επαφής για καλύτερο κράτημα. Η άλλη όψη του νομίσματος, όμως, είναι ότι χρειάζεται ακόμα εσωτερικές άκαμπτες γέφυρες για να διατηρήσει ακόμα τη δομή του και να εφαρμόσει τις συμπιεστικές δυνάμεις κατά την επαφή (βήμα 3).

Αυτά είναι τα κομμάτια για να φτιάξετε ένα νύχι, οπότε ετοιμαστείτε να εκτυπώσετε 3 φορές αυτό το ποσό για 3 νύχια. Η καλή συμβουλή είναι ότι μπορούμε να εκτυπώσουμε πολλά μέρη ταυτόχρονα αρκεί να υπάρχει αρκετός χώρος στο κρεβάτι. Αλλά αυτό μπορεί επίσης να αυξήσει την απογοήτευση εάν ένα κομμάτι πάει άσχημα κατά τη διαδικασία εκτύπωσης, τότε θα πρέπει να σταματήσουμε την εκτύπωση και για τα υπόλοιπα κομμάτια. Πάρα πολλά κομμάτια στο κρεβάτι θα μπορούσαν επίσης να οδηγήσουν το πλαστικό στρώμα να σκληρύνει πάρα πολύ πριν προστεθεί το επόμενο στρώμα (αφού το μηχάνημα πρέπει να γυρίσει στα άλλα μέρη) και να προκαλέσει κάμψη στη μέση του τεμαχίου. Η εμπειρία ως προς το ότι μπορεί να χειριστεί ο τρισδιάστατος εκτυπωτής σας είναι το καλύτερο πράγμα, αλλά λάβετε υπόψη ότι περισσότερα από ένα μέρη μπορούν να εκτυπώσουν ταυτόχρονα.

Μαζί με τα αρχεία μέρους της solidworks, επισυνάπτονται τα σχέδια solidworks που εμφανίζουν τις χρησιμοποιούμενες μετρήσεις. Αν και τα περισσότερα από αυτά τα μήκη μπορούν να αλλάξουν για να ταιριάζουν καλύτερα στα καταλύματά σας, τυχόν αλλαγές θα πρέπει στη συνέχεια να μεταφερθούν σε άλλα κομμάτια για να διασφαλιστεί ότι όλα ταιριάζουν μεταξύ τους. Επομένως, συνιστώνται οι προσαρμογές να διατηρούνται έως ότου κοιτάξετε κάθε βήμα και εξετάσετε το τελικό αποτέλεσμα. Διαφορετικά, αυτά είναι τα βασικά βήματα για να σχεδιάσετε το συγκεκριμένο μοντέλο.

Βήμα 3: Το νύχι: Εσωτερικές γέφυρες

Στη συνέχεια, οι εσωτερικές γέφυρες για το νύχι. Ενώ ο εξωτερικός σχεδιασμός του νυχιού πρέπει να εκτυπωθεί με το NinjaFlex για να επιτραπεί η ευελιξία, αυτές οι γέφυρες πρέπει να εκτυπωθούν με ένα νήμα PLA. Αυτά θα είναι άκαμπτα και θα λειτουργήσουν ως κόκαλα για να διατηρήσουν τη δομή του νυχιού καθώς κάμπτεται και εφαρμόζουν τις συμπιεστικές δυνάμεις κατά την επαφή.

Μαζί με τα αρχεία μέρους της solidworks, επισυνάπτονται τα σχέδια solidworks των κομματιών που εμφανίζουν τις χρησιμοποιούμενες μετρήσεις. Αυτές είναι οι διαστάσεις που είναι συμβατές με τον υπόλοιπο σχεδιασμό του νυχιού, έτσι ώστε να ταιριάζουν όλα μαζί, οπότε βεβαιωθείτε ότι τυχόν προσωπικές προσαρμογές σε προηγούμενα μέρη μεταφέρονται σε αυτά τα κομμάτια, εάν χρειάζεται. Διαφορετικά, αυτά είναι τα βασικά βήματα για να σχεδιάσετε το συγκεκριμένο μοντέλο.

(Αυτά είναι τα κομμάτια για να φτιάξετε ένα νύχι, οπότε ετοιμαστείτε να εκτυπώσετε 3D 3 φορές αυτό το ποσό για 3 νύχια)

Βήμα 4: Το ρυθμιστικό

Το ρυθμιστικό αποτελείται από 4 μέρη: 1 κυρίαρχο ρυθμιστικό, 1 τύμπανο με στύλο και 2 "προσαρτήματα ολίσθησης". Με τον τρόπο που έχει σχεδιαστεί αυτό, το ρυθμιστικό μπορεί να περικλείει πλήρως το τύμπανο χωρίς να περιορίζει την ικανότητά του να περιστρέφεται μέσα στο αυλάκι του. Αυτό επίσης δεν απαιτεί βίδες αφού τα εξαρτήματα απλώς μπαίνουν στο κύριο ρυθμιστικό και πάνω από το τοποθετημένο τύμπανο.

Μαζί με τα αρχεία μέρους της solidworks, επισυνάπτονται τα σχέδια solidworks των κομματιών που εμφανίζουν τις χρησιμοποιούμενες μετρήσεις. Αυτές είναι οι διαστάσεις που είναι συμβατές με τον υπόλοιπο σχεδιασμό του νυχιού, έτσι ώστε να ταιριάζουν όλα μαζί, οπότε βεβαιωθείτε ότι τυχόν προσωπικές προσαρμογές σε προηγούμενα μέρη μεταφέρονται σε αυτά τα κομμάτια, εάν χρειάζεται.

(Αυτά είναι τα κομμάτια για να φτιάξετε ένα νύχι, οπότε ετοιμαστείτε να εκτυπώσετε 3D 3 φορές αυτό το ποσό για 3 νύχια)

Βήμα 5: The Drum & Harness

Η πλεξούδα του τυμπάνου και του τυμπάνου είναι οι μεσάζοντες που συνδέουν το νύχι με το ρυθμιστικό και του επιτρέπει να περιστρέφεται προς τα εμπρός καθώς τα ρυθμιστικά κινούνται προς τα έξω. Σε αντίθεση με τα προηγούμενα μέρη που πρέπει να εκτυπώνονται 3D, αυτά τα κομμάτια μπορούν να γίνουν επεξεργασμένα χρησιμοποιώντας ξύλο και ράβδους αλουμινίου. Αλλά δεν συνιστάται, καθώς αυτά έχουν ακριβείς μετρήσεις που αφήνουν τα άλλα κομμάτια να συνδεθούν όλα μαζί, ειδικά η πλεξούδα που έχει μια κάτω αυλάκωση που πρέπει να ταιριάζει στο πάχος και την καμπυλότητα του χείλους του σωλήνα PVC. Ελέγξτε αυτήν την παράμετρο στον σωλήνα PVC που έχετε ήδη ή σημειώστε την για να βρείτε αυτήν που ταιριάζει.

Σε ένα μελλοντικό βήμα, θα συναρμολογήσουμε αυτά τα μέρη έτσι ώστε η κάτω τρύπα του συνδέσμου Drum να ταιριάζει με τον άξονα του τυμπάνου ολίσθησης και το ευρύτερο ζεύγος στύλων στο DrumHalf να ταιριάζει μέσω των ακέραιων στη βάση του εξωτερικού νυχιού. Με αυτά που λέγονται, αυτές είναι οι διαστάσεις που είναι συμβατές με τον υπόλοιπο σχεδιασμό του νυχιού, έτσι ώστε να ταιριάζουν όλα μαζί, οπότε βεβαιωθείτε ότι τυχόν προσωπικές προσαρμογές στα προηγούμενα μέρη πραγματοποιούνται σε αυτά τα κομμάτια εάν χρειάζεται.

(Αυτά είναι τα κομμάτια για να φτιάξετε ένα νύχι, οπότε ετοιμαστείτε να εκτυπώσετε 3D 3 φορές αυτό το ποσό για 3 νύχια)

Βήμα 6: Pinion & Ring Gear

Εδώ έρχεται η ισχύς. Τόσο το γρανάζι του γραναζιού όσο και το γρανάζι δακτυλίου δεν πρέπει να αλλάζονται για τρισδιάστατη εκτύπωση, επειδή είναι πολύ ιδιαίτερα. Ο διανομέας πινιόν έχει πλήρη εφαρμογή μόνο για τον βασικό βηματικό κινητήρα που αναφέρεται. Εάν ένας άλλος κινητήρας θέλει να χρησιμοποιηθεί με διαφορετικές διαστάσεις άξονα, τότε αυτό μπορεί να προσαρμοστεί στο αρχείο στερεών έργων. Για αυτό το μοντέλο, χρησιμοποιούνται 2 βηματικοί κινητήρες, οπότε φροντίστε να εκτυπώσετε 2 πεντάκια.

Μαζί με τα αρχεία μερών της solidworks, επισυνάπτονται τα σχέδια solidworks των κομματιών που εμφανίζουν τις χρησιμοποιούμενες μετρήσεις. Αυτές είναι οι διαστάσεις που είναι συμβατές με τον υπόλοιπο σχεδιασμό του νυχιού, έτσι ώστε να ταιριάζουν όλα μαζί, οπότε βεβαιωθείτε ότι τυχόν προσωπικές προσαρμογές στα προηγούμενα μέρη μεταφέρονται σε αυτά τα κομμάτια εάν χρειαστεί.

Βήμα 7: Radial Arms & Carousel

Το καρουζέλ αργότερα τοποθετείται πάνω από το γρανάζι και περιστρέψτε το σύνδεσμο ακτίνας προς και μακριά από το ρυθμιστικό, σπρώχνοντάς το προς τα πίσω και προς τα εμπρός. Αν και αυτό είναι ένα απλό σχέδιο, το γαϊτανάκι δεν συνιστάται να αντικαθίσταται από ξύλο και ράβδους αλουμινίου με χαλαρή στήριξη, καθώς ολόκληρο το κομμάτι θα πρέπει να είναι αρκετά ανθεκτικό για να περιστρέφεται γύρω από τον σωλήνα PVC χωρίς κούνημα. Συνολικά, χρειάζονται 3 συνδέσεις ακτίνας.

Μαζί με τα αρχεία μερών της solidworks, επισυνάπτονται τα σχέδια solidworks των κομματιών που εμφανίζουν τις χρησιμοποιούμενες μετρήσεις. Αυτές είναι οι διαστάσεις που είναι συμβατές με τον υπόλοιπο σχεδιασμό του νυχιού, έτσι ώστε να ταιριάζουν όλα μαζί, οπότε βεβαιωθείτε ότι τυχόν προσωπικές προσαρμογές στα προηγούμενα μέρη μεταφέρονται σε αυτά τα κομμάτια εάν χρειαστεί.

Βήμα 8: Κιβώτιο βάσης κινητήρα

Εκτός από το μεμονωμένο νύχι, αυτό το μέρος μπορεί να είναι το επόμενο πιο πολύπλοκο. Η τρισδιάστατη εκτύπωση θα είναι ο καλύτερος φίλος σας, καθώς δεν έχει αποδειχθεί ήδη. Αυτή η βάση αν και μετρήθηκε για να ταιριάζει ιδιαίτερα με τη σύζευξη σωλήνων PVC που χρησιμοποίησα (και συνιστώ) με εξωτερική διάμετρο 4 ", τοίχους πάχους 0,25" και κεκλιμένη άκρη κοντά στο χείλος. Ελέγξτε τις διαστάσεις και αλλάξτε τις για να ταιριάζει καλύτερα στο σωλήνα που χρησιμοποιείτε. Οι σωλήνες πωλούνται επίσης τυπικά ενημερώνοντάς σας για την εσωτερική διάμετρο. Σε αυτήν την περίπτωση, εάν χρειάζομαι έναν σωλήνα εξωτερικής διαμέτρου 4 "που έχει τοιχώματα πάχους 0,25", θα πρέπει να κοιτάζω για ζεύξη 3,5 ". Σε κάθε περίπτωση, δεν μπορείτε να κάνετε λάθος με το να πάτε στο κατάστημα ένας χάρακας στο χέρι.

Αυτή η βάση προορίζεται να χωρέσει δύο βηματικούς κινητήρες 28BYJ-48 5VDC για το Arduino Uno. Αν και αυτοί οι κινητήρες είναι πιο εύκολο να κωδικοποιηθούν, δεν είναι περισσότερο γνωστοί για τη δύναμή τους. Η μείωση της τριβής βοηθά σημαντικά εφαρμόζοντας γραφίτη σε σκόνη ή άλλα ξηρά λιπαντικά στα ρυθμιστικά δακτυλίου. Διαφορετικά, εάν είναι προσβάσιμος ένας ισχυρότερος κινητήρας, η βασική σχεδίαση που άλλαξε στη βασική ανάγκη μου έγινε και ενθαρρύνομαι να το κάνω αφού χρησιμοποιήσω αυτό το σχέδιο με 2 βασικούς βηματικούς κινητήρες, ώστε να δείτε πώς η τελική διάταξη θα επιφέρει αξιοσημείωτες αλλαγές.

Αυτή η βάση προορίζεται επίσης να ενσωματώσει ένα breadboard σύροντάς το στην ορθογώνια σχισμή στο πλάι. Με αυτό, σχεδιάστηκε μια διατομή με πλάτος 2,25 "και ύψος 0,375", καθώς είναι ένα τυπικό μέγεθος για τις περισσότερες σανίδες ψωμιού. Και πάλι, όπως οι κινητήρες, αν θέλει αντίθετου μεγέθους ψωμί διαφορετικού μεγέθους, περιμένετε μέχρι να λάβετε όλες τις λεπτομέρειες της τελικής διάταξης του κυκλώματος για να κάνετε στη συνέχεια αλλαγές.

Βήμα 9: Διακλάδωση ράγες ολίσθησης

Αυτός ο δακτύλιος θα τρυπηθεί στον σωλήνα PVC για να είναι σταθερός όσο το δυνατόν περισσότερο για να γλιστρήσουν τα ρυθμιστικά. Αυτό το κομμάτι είναι συνήθως πολύ μεγάλο για να εκτυπωθεί 3D, γι 'αυτό σας συνιστώ να αποκτήσετε πρόσβαση σε ξύλο λέιζερ ή να αναπτύξετε τις ικανότητές σας με στρογγυλές άκρες στο κατάστημα ξύλου. Με αυτό, το πάχος μπορεί να ποικίλει για να ταιριάζει καλύτερα στα ρυθμιστικά, αλλά βεβαιωθείτε ότι έχετε αφήσει ακόμα κάποιο χώρο για κούνημα. Σε επόμενο βήμα, θα εξετάσουμε τους καλύτερους τρόπους για να το ασφαλίσουμε στη δομή.

Μαζί με τα αρχεία μερών της solidworks, επισυνάπτονται τα σχέδια solidworks των κομματιών που εμφανίζουν τις χρησιμοποιούμενες μετρήσεις. Αυτές είναι οι διαστάσεις που είναι συμβατές με τον υπόλοιπο σχεδιασμό του νυχιού, έτσι ώστε να ταιριάζουν όλα μαζί, οπότε βεβαιωθείτε ότι τυχόν προσωπικές προσαρμογές σε προηγούμενα μέρη πραγματοποιούνται σε αυτά τα κομμάτια εάν χρειάζεται.

Βήμα 10: Arduino, Wires, & Components

Βήμα 11: Κωδικός Arduino

Βήμα 12: Δοκιμή κυκλώματος

Βήμα 13: Βασική συναρμολόγηση: το νύχι

Βήμα 14: Basic Assembly: Drum & Harness

Βήμα 15: Βασική συναρμολόγηση: τα ρυθμιστικά

Βήμα 16: Διάτρηση

Βήμα 17: Συναρμολόγηση PVC

Βήμα 18: Συνέλευση βάσης & κυκλώματος