Flex Claw: 24 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Instruksional ini dibuat untuk memenuhi keperluan projek Makecourse di University of South Florida (www.makecourse.com).

Flex Claw adalah projek terbaik seterusnya untuk mana-mana pelajar, jurutera, dan pemikir yang pasti akan menarik perhatian khalayak anda. Dikendalikan sepenuhnya oleh Arduino Uno, Flex Claw adalah pendekatan ringkas untuk cakar berpusatkan diri dengan hanya menggunakan satu motor! Tetapi kemampuannya tidak begitu sederhana, kerana struktur cakarnya didesain semula untuk benar-benar melentur ke objek berbentuk apa pun yang dipegangnya! Walaupun pembinaannya banyak dilakukan, akses ke pencetak 3D dengan filamen NinjaFlex dan keserasian PLA diperlukan.

Langkah 1: Alat & Bahan

Langkah pertama adalah melihat semua bahagian dan dan mungkin membuat penyesuaian. Untuk ini, saya sangat mengesyorkan menggunakan Solidworks kerana sangat mesra pengguna setelah anda mengetahui di mana semua arahannya berada. Sekiranya anda belum memuat turunnya, pastikan anda meminta diskaun atau kod akses percuma ke sekolah atau tempat kerja anda. YouTube juga akan menjadi sahabat anda jika anda memerlukan lebih jelas pada setiap ciri. Beberapa langkah seterusnya akan menerangkan cara merancang kepingan untuk Flex Claw dengan Solidworks yang perlu dicetak 3D.

Sebelum mengumpulkan bahan, sila baca semua langkah dan sahkan bahawa yang disenaraikan di bawah sesuai dengan produk akhir yang anda mahukan kerana sebarang penyesuaian yang disesuaikan dengan ukuran / dimensi potongan yang dibincangkan dapat dilakukan, walaupun tidak digalakkan. Bahan berikut bertepatan dengan proses pembinaan langkah asal.

Alat:

- Boleh dicetak 3D yang serasi dengan filamen NinjaFleax dan PLA.

- Pemotong laser papan lapis (disyorkan untuk dimensi yang tepat, tetapi mungkin berfungsi dengan kemahiran yang berpengalaman)

- Power drill dengan bit gerudi 3/16

- Dremel

- Kit Arduino Uno penuh (wayar, kabel sambungan, dll), termasuk sensor jarak, lampu LED (dengan perintang yang sesuai), butang tekan, dan 2 motor stepper (motor yang lebih kuat mungkin diperlukan bergantung pada hasil carian dan rintangan geseran).

Bahan:

- Lembaran papan lapis 12 "x 24" x 0.125"

- Pipa PVC 4 "Diameter Luar, panjang kira-kira 5", 0,125 "dinding

- Pita cengkaman

- 6/32 "skru 1.5" panjang X 6, dengan kacang yang dihormati

- Batang Aluminium berdiameter 0.125 ", Hacksaw panjang 6" & tepat untuk pemotongan di masa hadapan

- Sambungan keluar dengan sekurang-kurangnya output 2.5 Amp (pengecas I-Phone / I-Pad berfungsi)

Langkah 2: Cakar: Luaran

Sekarang kita mempunyai Solidworks, kita dapat mulai memodelkan reka bentuk cakar luaran. Ini digalakkan untuk menjadi salah satu langkah pertama kerana bahagian ini perlu dicetak 3D dengan filamen NinjaFlex, yang memerlukan waktu lebih lama untuk dibentuk daripada kebanyakan plastik dan mungkin memerlukan sumber luar untuk pencetak 3D yang serasi dengan filamen ini.

Claw adalah ciri utama projek ini kerana sebenarnya sesuai dengan bentuk barang yang dipegang. Dengan membiarkan bahagian luar dinding tipis yang sangat fleksibel, kita dapat memanfaatkan pelipatan semula jadi untuk memaksimumkan luas permukaan sentuhan untuk cengkaman yang lebih baik. Sisi lain dari koin, adalah bahawa ia masih memerlukan jambatan kaku dalaman untuk tetap mengekalkan strukturnya dan menerapkan daya yang dapat dimampatkan semasa bersentuhan (langkah 3).

Ini adalah kepingan untuk membuat satu cakar, jadi bersiaplah untuk mencetak 3 kali jumlah ini untuk 3 cakar. Petua baik saya ialah kita dapat mencetak banyak bahagian pada masa yang sama selagi ada cukup ruang di tempat tidur. Tetapi ini juga dapat meningkatkan kekecewaan jika satu kepingan menjadi tidak baik semasa proses pencetakan, maka kami juga harus menghentikan cetakan untuk sisa potongan. Terlalu banyak kepingan di tempat tidur juga dapat menyebabkan lapisan plastik satu bahagian mengeras terlalu banyak sebelum lapisan berikutnya ditambahkan (kerana mesin harus berpusing ke bahagian lain) dan menyebabkan selekoh di tengah-tengah kepingan. Pengalaman untuk menginginkan pencetak 3D anda adalah perkara terbaik, tetapi perlu diingat bahawa lebih daripada satu bahagian dapat mencetak pada satu masa.

Bersama dengan fail bahagian solidworks, dilampirkan adalah gambar solidworks yang memaparkan ukuran yang digunakan. Walaupun sebilangan besar panjang ini dapat diubah agar lebih sesuai dengan tempat tinggal anda, setiap perubahan perlu dilakukan kemudian ke bagian lain untuk memastikan semuanya sesuai. Oleh itu, penyesuaian disarankan untuk dibuat sehingga anda melihat setiap langkah dan mempertimbangkan hasil akhirnya. Jika tidak, ini adalah langkah asas untuk merancang model yang diberikan.

Langkah 3: Cakar: Jambatan Dalaman

Selanjutnya, jambatan dalaman untuk cakar. Walaupun reka bentuk cakar luaran perlu dicetak dengan NinjaFlex untuk membolehkan fleksibiliti, jambatan ini sebaliknya perlu dicetak dengan filamen PLA. Ini akan menjadi kaku dan bertindak sebagai tulang untuk mengekalkan struktur cakar ketika membongkok dan menggunakan daya mampat semasa bersentuhan.

Bersama dengan fail bahagian pepejal, dilampirkan adalah lukisan karya pepejal yang memaparkan ukuran yang digunakan. Ini adalah dimensi yang sesuai dengan reka bentuk cakar yang lain sehingga semuanya sesuai, jadi pastikan bahawa penyesuaian peribadi ke bahagian sebelumnya dibawa ke bahagian ini jika diperlukan. Jika tidak, ini adalah langkah asas untuk merancang model yang diberikan.

(Ini adalah potongan untuk membuat satu cakar, jadi bersiaplah untuk mencetak 3D 3 kali jumlah ini untuk 3 cakar)

Langkah 4: Gelangsar

Slider terdiri daripada 4 bahagian: 1 slider dominan, 1 drum dengan tiang, dan 2 "lampiran slaid". Dengan cara ini dirancang, slaid dapat menyelimuti sepenuhnya drum tanpa menyekat kemampuannya untuk berputar di dalam alurnya. Ini juga tidak memerlukan skru kerana lampiran hanya masuk ke gelangsar utama dan di atas dram yang diletakkan.

Bersama-sama dengan fail bahagian pepejal, dilampirkan adalah gambar karya pepejal yang memaparkan ukuran yang digunakan. Ini adalah dimensi yang sesuai dengan reka bentuk cakar yang lain sehingga semuanya sesuai, jadi pastikan bahawa penyesuaian peribadi ke bahagian sebelumnya dibawa ke bahagian ini jika diperlukan.

(Ini adalah potongan untuk membuat satu cakar, jadi bersiaplah untuk mencetak 3D 3 kali jumlah ini untuk 3 cakar)

Langkah 5: Drum & Harness

Harness drum dan drum adalah orang tengah untuk menghubungkan cakar ke slider dan membolehkannya berpusing ke hadapan semasa slaid bergerak ke arah luar. Tidak seperti bahagian sebelumnya yang mesti dicetak 3D, kepingan ini boleh dibuat dengan menggunakan kayu dan batang aluminium. Tetapi ia tidak digalakkan kerana ini mempunyai ukuran yang tepat yang membolehkan potongan-potongan lain saling bersatu, terutama tali pinggang yang mempunyai alur bawah yang sesuai dengan ketebalan dan kelengkungan pelek paip PVC. Sila periksa parameter ini ke paip PVC yang sudah anda miliki atau perhatikan untuk mencari yang sesuai.

Pada langkah yang akan datang, kami akan memasang bahagian-bahagian ini sehingga lubang bawah penyambung Drum sesuai dengan poros drum gelangsar dan sepasang tiang yang lebih luas pada DrumHalf sesuai dengan keseluruhan lubang di dasar bahagian luar Claw. Dengan itu, ini adalah dimensi yang sesuai dengan reka bentuk cakar yang lain sehingga semuanya sesuai, jadi pastikan bahawa penyesuaian peribadi ke bahagian sebelumnya dibawa ke bahagian ini jika diperlukan.

(Ini adalah potongan untuk membuat satu cakar, jadi bersiaplah untuk mencetak 3D 3 kali jumlah ini untuk 3 cakar)

Langkah 6: Pinion & Ring Gear

Di sinilah kekuatannya masuk. Kedua-dua roda gigi gear dan cincin tidak boleh diganti untuk pencetakan 3D kerana sangat khusus. Hub pinion hanya sesuai untuk motor stepper asas yang disebutkan. Sekiranya motor lain ingin digunakan dengan dimensi poros yang berbeza, maka ini dapat disesuaikan dalam fail kerja pepejal. Untuk model ini, 2 motor stepper sedang digunakan, jadi pastikan untuk mencetak 2 pin.

Bersama-sama dengan fail bahagian pepejal, dilampirkan adalah gambar karya pepejal yang memaparkan ukuran yang digunakan. Ini adalah dimensi yang sesuai dengan reka bentuk cakar yang lain sehingga semuanya sesuai, jadi pastikan bahawa penyesuaian peribadi ke bahagian sebelumnya dibawa ke bahagian ini jika diperlukan.

Langkah 7: Senjata Radial & Carousel

Carousel kemudian diletakkan di atas gear cincin dan dengan memutar pautan jejari ke arah dan jauh dari gelangsar, mendorongnya ke belakang dan ke hadapan. Walaupun ini adalah reka bentuk yang sederhana, karusel tidak digalakkan diganti dengan kayu dan batang aluminium yang disokong longgar kerana keseluruhan potongan harus cukup kuat untuk berputar di sekitar paip PVC tanpa menggoyangkan. Secara keseluruhan, 3 pautan jejari diperlukan.

Bersama dengan fail bahagian pepejal, dilampirkan adalah lukisan karya pepejal yang memaparkan ukuran yang digunakan. Ini adalah dimensi yang sesuai dengan reka bentuk cakar yang lain sehingga semuanya sesuai, jadi pastikan bahawa penyesuaian peribadi ke bahagian sebelumnya dibawa ke bahagian ini jika diperlukan.

Langkah 8: Kotak Motor Asas

Selain cakar individu, bahagian ini mungkin yang paling kompleks berikutnya. Percetakan 3D akan menjadi sahabat anda kerana ia belum membuktikannya sendiri. Pangkalan ini walaupun sangat sesuai dengan gandingan paip PVC yang saya gunakan (dan cadangkan) dengan diameter luar 4 ", dinding tebal 0,25", dan pinggir condong dekat pelek. Sila periksa dimensi dan ubahnya agar lebih sesuai dengan paip yang anda gunakan. Paip juga biasanya dijual dengan memberitahu anda mengenai diameter dalam. Jadi dalam kes ini, jika saya memerlukan paip diameter luar 4 "yang mempunyai dinding tebal 0,25", saya harus berjaga-jaga untuk gandingan 3.5 ". Walau apa pun, anda tidak boleh salah pergi ke kedai dengan pembaris di tangan.

Pangkalan ini dimaksudkan untuk memuat dua motor step 28BYJ-48 5VDC untuk Arduino Uno. Walaupun motor ini lebih mudah dikodkan, mereka tidak terkenal dengan kekuatannya. Mengurangkan geseran sangat membantu dengan menggunakan grafit serbuk atau pelincir kering lain pada gelangsar gelang. Jika tidak, jika motor yang lebih kuat dapat diakses, reka bentuk utama yang berubah menjadi asas perlu saya buat dan digalakkan untuk melakukannya setelah menggunakan reka bentuk ini dengan 2 motor stepper asas sehingga anda dapat melihat bagaimana susun atur akhir akan mempengaruhi perubahan yang ketara.

Pangkalan ini juga dimaksudkan untuk memasukkan papan roti dengan memasukkannya ke slot segi empat tepat di sisi. Dengan ini, keratan rentas dengan lebar 2,25 "dan 0,375" dirancang, kerana ini adalah ukuran standard untuk kebanyakan papan roti. Sekali lagi, seperti motor, jika roti bersaiz lain mahu digunakan, sila tunggu sehingga setelah mengambil perincian lengkap mengenai susun atur litar terakhir untuk membuat perubahan.

Langkah 9: Meluncurkan Rel Gelongsor

Cincin ini akan digerudi ke dalam paip PVC untuk menjadi stabil yang mungkin untuk slaid meluncur melintang. Bahagian ini biasanya terlalu besar untuk dicetak 3D, jadi saya sangat mengesyorkan mendapatkan akses ke pemotong laser kayu atau mengembangkan kemahiran anda dengan tepi bulat di kedai kayu. Dengan ini, ketebalannya boleh berbeza-beza agar lebih sesuai dengan slider, tetapi pastikan untuk tetap meninggalkan ruang goyangan. Selanjutnya, kami akan mencari cara terbaik untuk mengamankannya ke struktur.

Bersama-sama dengan fail bahagian pepejal, dilampirkan adalah gambar karya pepejal yang memaparkan ukuran yang digunakan. Ini adalah dimensi yang sesuai dengan reka bentuk cakar yang lain sehingga semuanya sesuai, jadi pastikan bahawa penyesuaian peribadi ke bahagian sebelumnya dibawa ke bahagian ini jika diperlukan.

Langkah 10: Arduino, Wayar, & Komponen

Langkah 11: Kod Arduino

Langkah 12: Ujian Litar

Langkah 13: Perhimpunan Asas: Cakar

Langkah 14: Perhimpunan Asas: Drum & Harness

Langkah 15: Perhimpunan Asas: Penggeser

Langkah 16: Penggerudian

Langkah 17: Pemasangan PVC

Langkah 18: Pemasangan Pangkalan & Litar