Uproszczony, drukowany w 3D mechanizm podwójnego oka Animatronic: 4 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Po zbudowaniu prostego mechanizmu z jednym okiem w przeszłości chciałem ulepszyć projekt, a także uczynić go bardziej dostępnym dla społeczności twórców. Zaktualizowany zespół wykorzystuje części, które można łatwo kupić online, a prawie wszystkie komponenty można łatwo wydrukować bez podpór. Projektowanie modelu w ten sposób poświęca część funkcjonalności, ale w przyszłości wydam zoptymalizowany projekt. Ten projekt jest idealny, jeśli chcesz zbudować funkcjonalny i realistyczny mechanizm oka, ale niekoniecznie masz dostęp do narzędzi, takich jak tokarka lub komponenty specjalistyczne. Inną cechą tego projektu jest to, że został zaprojektowany tak, aby używać zatrzaskowych oczek, które można wymienić, i używać z innymi elementami drukowanymi w 3D, aby rzucić wysoce realistyczną kopułę na pomalowane oko. Ten proces jest dość skomplikowany, więc mam inną instrukcję, jak zrobić oczy, ale jeśli wolisz używać prostych oczu drukowanych w 3D, możesz to zrobić. Ten projekt będzie wymagał obróbki końcowej twoich wydruków, w tym niektórych (ręcznych) wiercenie i szlifowanie, ale poza podstawami (drukarka 3D, nóż rzemieślniczy, śrubokręt, klucze imbusowe) nie są potrzebne żadne specjalne narzędzia.

Kieszonkowe dzieci

Materiały i komponenty:

• Filament do drukarki 3D: PLA jest w porządku, chociaż polecam używanie dobrej marki, ponieważ niektóre części są dość małe i delikatne. ABS jest dobry do robienia realistycznych oczu, ale nie jest konieczny.
• 6x mikro serwa SG90:
• Różne śruby M2 i M3, chociaż wszystkie śruby mniej więcej tego rozmiaru powinny działać dobrze. Zestaw taki jak ten: https://amzn.to/2JOafVQ powinien Cię objąć.
• Arduino: Ten projekt został przetestowany przy użyciu oryginalnego Uno, ale prawdopodobnie każda płyta z pinami SDA/SCL, 3 wejściami analogowymi i wejściem cyfrowym będzie działać. Arduino Uno:

• Płytka sterownika serwo: Zdecydowałem się na 16-kanałową płytkę sterownika PWM firmy Adafruit:

  • Zasilanie 5V, około 4A jest więcej niż wystarczające. Oto moja (https://tiny.cc/is4cdz)

  • Żeńskie gniazdo zasilania prądem stałym pasujące do zasilacza, do przylutowania do płyty sterownika serwomechanizmu;

• Kable rozruchowe:
• Joystick:
• Potencjometr (10k omów to ogólnie dobra wartość do użycia:
• Chwilowy przełącznik (niektóre joysticki mają to wbudowane, ale łatwiej jest kontrolować, gdy jest osobny:
• Rezystor 10k:

Narzędzia:

Do regulacji rozmiarów otworów może się przydać ręczna wiertarka do imadła:

Krok 1: Drukowanie

Drukowanie może być nieco trudne ze względu na małe części, ale większość części drukuje się szybko i łatwo bez podpór. Użyłem PLA do wszystkich moich części innych niż oczy (które były ABS, ponieważ wygląda trochę bardziej naturalnie). Jest też kilka delikatnych części, na które należy zwrócić uwagę, ale jeśli używasz dobrej jakości filamentu i jesteś zadowolony z ustawień drukowania, powinno być dobrze. W końcu użyłem warstwy o wysokości 0,2 mm i było to więcej niż wystarczająco precyzyjne dla tego modelu - podejrzewam, że nawet 0,3 mm ujdzie ci na sucho.

Krok 2: Przetwarzanie końcowe

Oczy można szlifować i wygładzać do woli, ale może być konieczne minimalne szlifowanie na spodzie modelu, w miejscu, w którym drukarka drukowałaby nawis. Ma to na celu zapewnienie płynnego obracania oka w powiekach. Jedynymi innymi częściami, które szlifowałem, były elementy adaptera oka, tylko dlatego, że są ciasno dopasowane, a kilka dolnych warstw na moich wydrukach zawsze jest trochę spuchniętych.

Części są zaprojektowane do drukowania w taki sposób, że niektóre otwory są wystarczająco małe, aby można je było bezpośrednio wkręcić, podczas gdy inne są wystarczająco duże, aby śruba przechodziła przez nie dokładnie. Jeśli twoja drukarka wykonuje zbyt małe otwory, aby wkręcać je lub obracać płynnie, możesz jednak użyć małej wiertarki ręcznej, aby wywiercić niektóre otwory, aby były bardziej precyzyjne, a gwintowanie również jest opcją (chociaż PLA zwykle chwyta śruby i tak całkiem dobrze). Sprawdź obrazy, aby uzyskać wskazówki, które otwory powinny mieć dany rozmiar.

Krok 3: Montaż

Po wydrukowaniu i przetworzeniu wszystkich części możesz złożyć swój model! Pomocne może być zapoznanie się z filmem, aby zobaczyć, jak to wszystko idzie w parze. Również wszystkie zdjęcia referencyjne w jednym folderze w moim pobraniu, w tym stl kompletnego modelu, który możesz obejrzeć.

1. Połącz dwie podstawy za pomocą śrub M3 10mm/12mm, ten punkt obrotu jest dla osi y ruchu oczu i powiek.
2. Umieść serwo na miejscu i wkręć go za pomocą śrub M2 4 lub 6 mm, które służą jako siłownik do ruchu w osi x
3. Przymocuj ramię osi y do podstawy za pomocą śruby 4/5/6mm M3 i przymocuj serwohorn do trzeciego otworu od środka za pomocą śruby 4mm lub 6mm M2. Sprawdź powyżej, aby upewnić się, że wszystko jest w porządku.
4. Rozpocznij budowę zespołu osi X od wkręcenia widelców w adaptery oczne za pomocą śrub M3 4/5/6mm, otwory widelca powinny być za duże, aby śruby wgryzały się w adapter, jeden wchodzi pod dziwnym kątem, ale powinieneś być w stanie go dostać.

5. Przymocuj trójpunktowe złącze do górnej części widelców, śruba M3 wbije się w niewymiarowy otwór w elemencie widelca. Przymocuj również ramię serwa na ostatnim otworze do środka złącza trzypunktowego za pomocą śruby M3 5 mm (otwór w ramieniu serwa będzie prawdopodobnie musiał być wywiercony na 2,5 mm - 2,8 mm, aby przyjąć śrubę). Polecam manipulowanie zespołem, aby upewnić się, że wszystko porusza się dobrze bez tarcia regularnie, gdy go również budujesz.

6. Przymocuj łącznik środkowy oka do adapterów oczkowych za pomocą śruby M3 8 mm, upewnij się, że płaska powierzchnia łącznika środkowego jest skierowana do góry, a pochyła część skierowana w dół. Na tym etapie możesz również zatkać oczy.
7. Przykręć to wszystko do środka podstawy za pomocą dwóch śrub M3 8/12 mm.
8. Załaduj blok serwo 5 serwomechanizmami TowerPro SG90, we właściwej pokazanej orientacji.
9. Ustal, która powieka jest którą, korzystając z grafiki i podłącz odpowiednie złącze śrubą M2 4mm lub 6mm, a na drugi koniec przymocuj ramię serwa (wykorzystaj ostatni otwór w rogówce serwomechanizmu - może być konieczne wywiercenie tego do 1,5). mm - 1,8 mm).
10. Przymocuj powieki do podstawy, ale nie martw się jeszcze o podłączenie jakichkolwiek rogów serwo.

Krok 4: Okablowanie i montaż końcowy

Odwołując się do grafiki, wgraj kod do arduino i podłącz wszystko. Sprawdź przewodnik Adafruit, jeśli potrzebujesz pomocy w konfiguracji płyty sterownika serwomechanizmu. Wszystkie serwa powinny być teraz zasilane i znajdować się w neutralnej pozycji, więc wykorzystaj tę okazję, aby połączyć wszystkie ramiona serwa z serwomechanizmami z oczami skierowanymi prosto do przodu w neutralnej pozycji. Możesz je po prostu podłączyć, a następnie odłączyć zasilanie, aby prawidłowo je wkręcić. Ramię serwo osi Y jest w niewygodnej pozycji, aby zaakceptować śrubę, ale odkryłem, że i tak trzyma się dobrze bez śruby. Jeśli tak nie jest, pomocne może być usunięcie jednego z serwomechanizmów powiek, aby go wkręcić. Na tym etapie zalecam przetestowanie ruchu za pomocą joysticka, aby upewnić się, że nie ma żadnych problemów.

W przypadku powiek najlepiej ustawić serwa w pozycji mrugania, aby można było ustawić je wszystkie na środku. Zrób to, przytrzymując przełącznik migania lub tworząc zwarcie nad nim. Gdy wszystkie ramiona serwa są na swoim miejscu, łatwo je wkręcić.

Twój model powinien być kompletny! Jeśli chcesz zobaczyć, jak zrobić realistyczne oczy, sprawdź moje poprzednie instrukcje. Planuję również wkrótce wydać instrukcję, która pokaże ci, jak zrobić kontroler, więc sprawdź ponownie, jeśli jesteś zainteresowany!