Arpa flexible: 24 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquesta instrucció es va crear per complir els requisits del projecte del Makecourse de la Universitat del Sud de Florida (www.makecourse.com).

The Flex Claw és el següent millor projecte per a qualsevol estudiant, enginyer i manipulador que segurament atraurà l'atenció del vostre públic. Funcionat íntegrament per un Arduino Uno, el Flex Claw és un enfocament simplificat per a una urpa autocentrant, només utilitzant un motor. Però les seves capacitats no són tan senzilles, ja que la seva estructura d’urpes s’ha redissenyat per flexionar realment qualsevol objecte en forma que tingui. Tot i que la seva construcció és bàsicament pràctica, és necessari l'accés a una impressora 3D amb filament NinjaFlex i compatibilitat PLA.

Pas 1: Eines i materials

El primer pas és examinar totes les parts i, possiblement, fer ajustos. Per a això, recomano encaridament l'ús de Solidworks, ja que és molt fàcil d'utilitzar un cop hàgiu après on estan totes les ordres. Si encara no el teniu descarregat, assegureu-vos de consultar a la vostra escola o lloc de treball si hi ha descomptes o codis d’accés gratuït. YouTube també serà el vostre millor amic si necessiteu més claredat sobre cada funció. Els passos següents es detallaran com dissenyar les peces per a la Flex Claw amb Solidworks que cal imprimir en 3D.

Abans de recollir els materials, llegiu tots els passos i confirmeu que els que apareixen a continuació s’adapten al vostre producte final desitjat, ja que es poden fer ajustaments personalitzats a la mida / dimensions de les peces comentades, tot i que no es recomana. Els següents materials coincideixen amb el procés de construcció dels passos originals.

Eines:

- Impressió 3D compatible amb el filament NinjaFleax i PLA.

- Tallador làser de fusta contraxapada (recomanable per a dimensions exactes, però es pot treballar amb habilitat experimentada)

- Trepant elèctric amb broca 3/16

- Dremel

- Kit Arduino Uno complet (cables, cable de connexió, etc.), que inclou un sensor de proximitat, llum LED (amb la resistència corresponent), premeu el botó i 2 motors pas a pas (pot ser necessari un motor més fort segons els resultats de la cerca i la resistència a la fricció).

Material:

- Full de fusta contraxapada de 12 "x 24" x 0,125"

- Tub de PVC de 4 "de diàmetre exterior, aproximadament 5" de llarg, 0,125 "de paret

- Cinta adhesiva

- Cargols de 6/32 "d'1,5" de llarg X 6, amb femelles respectades

- Vareta d'alumini de 0,125 "de diàmetre, serra mecànica de 6" de llarg i adequada per a futurs talls

Connecta la presa amb una sortida de 2,5 A com a mínim (un carregador I-Phone / I-Pad funciona)

Pas 2: L'Urra: Exterior

Ara que tenim Solidworks, podem començar a modelar el disseny de les urpes externes. Es recomana que sigui un dels primers passos, ja que cal imprimir aquesta peça en 3D amb filament NinjaFlex, que es triga més a formar-se que la majoria de plàstics i probablement necessiti una font externa per a una impressora 3D compatible amb aquest filament.

L'Urra és una característica clau del projecte, ja que en realitat es dobla a la forma de qualsevol element retingut. En permetre una paret exterior molt flexible i prima, podem aprofitar la seva col·lapsabilitat natural per maximitzar la superfície de contacte per obtenir una millor adherència. L’altra cara de la moneda, però, és que encara necessita ponts rígids interns per mantenir encara la seva estructura i aplicar les forces compressibles al contacte (pas 3).

Aquestes són les peces per fer una urpa, així que estigueu preparats per imprimir 3 vegades aquesta quantitat per a 3 urpes. Un bon consell és que podem imprimir diverses parts alhora, sempre que hi hagi prou espai al llit. Però això també pot augmentar la frustració, ja que una peça va malament durant el procés d’impressió, i hauríem d’aturar la impressió també per a la resta de peces. Massa peces al llit també poden provocar que la capa de plàstic s’endureixi massa abans que s’afegeixi la següent capa (ja que la màquina ha de girar cap a les altres parts) i provocar un revolt al centre de la peça. L’experiència de voler que la impressora 3D pugui gestionar és el millor, però tingueu en compte que més d’una part pot imprimir alhora.

Juntament amb els fitxers de peces de solidworks, s’adjunten el dibuix de solidworks que mostra les mesures utilitzades. Tot i que la majoria d’aquestes longituds es poden canviar per adaptar-se millor als vostres allotjaments, caldrà que es facin canvis a altres peces per garantir que tot encaixi. Per tant, es recomana reservar els ajustos fins després de revisar cada pas i considerar el resultat final. En cas contrari, aquests són els passos bàsics per dissenyar el model previst.

Pas 3: L'Urra: Ponts interns

A continuació, els ponts interns de l’urpa. Tot i que el disseny de les urpes externs s’ha d’imprimir amb NinjaFlex per permetre la flexibilitat, aquests ponts s’han d’imprimir amb un filament PLA. Aquests seran rígids i actuaran com a ossos per mantenir l'estructura de la urpa a mesura que es doblega i apliquen les forces compressibles en entrar en contacte.

Juntament amb els fitxers de peces de solidworks, s’adjunten el dibuix de solidworks de les peces que mostren les mesures utilitzades. Aquestes són les dimensions que són compatibles amb la resta del disseny de les urpes perquè tot encaixi, així que assegureu-vos que els ajustos personals de les parts anteriors es transmetin a aquestes peces si cal. En cas contrari, aquests són els passos bàsics per dissenyar el model previst.

(Aquestes són les peces per fer una urpa, així que estigueu preparats per imprimir en 3D 3 vegades aquesta quantitat per a 3 urpes)

Pas 4: el control lliscant

El control lliscant es compon de 4 parts: 1 lliscant dominant, 1 tambor amb un pal i 2 "accessoris lliscants". Amb la forma en què es dissenya, el control lliscant pot tancar completament el tambor sense restringir la seva capacitat de rotació dins de la seva ranura. Això tampoc no requereix cargols, ja que els accessoris només apareixen al control lliscant principal i sobre el tambor col·locat.

Juntament amb els fitxers de peces de solidworks, s’adjunten el dibuix de solidworks de les peces que mostren les mesures utilitzades. Aquestes són les dimensions que són compatibles amb la resta del disseny de les urpes perquè tot encaixi, així que assegureu-vos que els ajustos personals de les parts anteriors es transmetin a aquestes peces si cal.

(Aquestes són les peces per fer una urpa, així que estigueu preparats per imprimir en 3D 3 vegades aquesta quantitat per a 3 urpes)

Pas 5: El tambor i l’arnès

El tambor i l’arnès de tambor són els intermediaris que connecten l’urpa al control lliscant i li permeten girar cap endavant mentre es desplacen cap a fora. A diferència de les parts anteriors de les que s'han d'imprimir en 3D, aquestes peces es poden treballar treballant mitjançant barres de fusta i alumini. Però no es recomana, ja que tenen mesures exactes que permeten connectar les altres peces, especialment l’arnès que té una ranura inferior que hauria d’adaptar-se al gruix i a la curvatura de la vora de la canonada de PVC. Comproveu aquest paràmetre a la canonada de PVC que ja teniu o preneu-ne nota per trobar-ne un que encaixi.

En un futur pas, muntarem aquestes peces de manera que el forat inferior del connector del tambor s’adapti a l’eix del tambor lliscant i que el parell més ampli de pals del DrumHalf s’adapti a través dels passadors de la base de l’exterior de la Claw. Dit això, aquestes són les dimensions que són compatibles amb la resta del disseny de les urpes perquè tot encaixi, així que assegureu-vos que els ajustos personals de les parts anteriors es portin a aquestes peces si cal.

(Aquestes són les peces per fer una urpa, així que estigueu preparats per imprimir en 3D 3 vegades aquesta quantitat per a 3 urpes)

Pas 6: Pinyó i anell

Aquí és on entra la potència. Tant el pinyó de l'engranatge com el de l'anell no s'han de canviar per a la impressió 3D, ja que són molt particulars. El cub del pinyó només s’adapta al motor pas a pas bàsic esmentat. Si es vol utilitzar un altre motor amb diferents dimensions de l’eix, es pot ajustar al fitxer de treballs sòlids. Per a aquest model, s’utilitzen 2 motors pas a pas, així que assegureu-vos d’imprimir 2 pinyons.

Juntament amb els fitxers de peces de solidworks, s’adjunten el dibuix de solidworks de les peces que mostren les mesures utilitzades. Aquestes són les dimensions que són compatibles amb la resta del disseny de les urpes perquè tot encaixi, així que assegureu-vos que els ajustos personals de les parts anteriors es transmetin a aquestes peces si cal.

Pas 7: braços radials i carrusel

Posteriorment, el carrusel es col·loca sobre l’engranatge de l’anell i, amb la rotació de l’enllaç de radi cap i fora del control lliscant, empenyent-lo cap endavant i cap endavant. Tot i que es tracta d’un disseny senzill, no es recomana substituir el carrusel per barres d’alumini de fusta i de suport escàs, ja que tota la peça hauria de ser prou resistent per girar al voltant de la canonada de PVC sense moure’s. En total, es necessiten 3 enllaços de radi.

Juntament amb els fitxers de peces de solidworks, s’adjunten el dibuix de solidworks de les peces que mostren les mesures utilitzades. Aquestes són les dimensions que són compatibles amb la resta del disseny de les urpes perquè tot encaixi, així que assegureu-vos que els ajustos personals de les parts anteriors es transmetin a aquestes peces si cal.

Pas 8: caixa del motor base

A part de l’urpa individual, aquesta part pot ser la següent més complexa. La impressió 3D serà el vostre millor amic, ja que encara no s’ha demostrat. Aquesta base, tot i que es va mesurar per adaptar-se especialment a l'acoblament de canonades de PVC que vaig utilitzar (i recomano) amb un diàmetre exterior de 4 ", parets de 0,25" de gruix i una vora inclinada a prop de la vora. Comproveu les dimensions i canvieu-les per adaptar-se millor a la canonada que utilitzeu. Les canonades també es venen normalment informant-vos del diàmetre interior. Per tant, en aquest cas, si necessito un tub de 4 "de diàmetre exterior que tingui parets de 0,25" de gruix, hauria d'estar pendent d'un acoblament de 3,5 ". Sigui com sigui, no us podeu equivocar amb anar a la botiga amb un governant a la mà.

Aquesta base s’adapta a dos motors de pas 28BYJ-48 de 5VDC per a l’Arduino Uno. Tot i que aquests motors són més fàcils de codificar, no són coneguts sobretot per la seva força. Reduir la fricció ajuda en gran mesura aplicant grafit en pols o altres lubricants secs a les barres de desplaçament de l’anell. En cas contrari, si es pot accedir a un motor més fort, el disseny principal ha canviat a la base i m’anima a fer-ho després d’utilitzar aquest disseny amb 2 motors pas a pas bàsics perquè pugueu veure com el disseny final afectarà els canvis notables.

Aquesta base també està destinada a incorporar un tauler de lliscament lliscant-lo a la ranura rectangular del lateral. Amb això, es preveia una secció transversal amb una amplada de 2,25 "i 0,375" d'alçada, ja que és una mida estàndard per a la majoria de taules de suport. Una vegada més, com els motors, si es vol utilitzar un pa de mida diferent, espereu fins que hagueu detallat completament el disseny del circuit final per fer canvis.

Pas 9: ramificar els carrils lliscants

Aquest anell es perforarà a la canonada de PVC per ser el més estable possible perquè els lliscadors llisquin. Aquesta peça sol ser massa gran per imprimir-se en 3D, de manera que us recomano tenir accés a un tallador làser de fusta o desenvolupar les vostres habilitats amb vores rodons a la botiga de fusta. Amb això, el gruix pot variar per adaptar-se millor als barres lliscants, però assegureu-vos de deixar encara una mica d'espai per a moviments. En un pas posterior, revisarem les millors maneres d’assegurar-ho a l’estructura.

Juntament amb els fitxers de peces de solidworks, s’adjunten el dibuix de solidworks de les peces que mostren les mesures utilitzades. Aquestes són les dimensions que són compatibles amb la resta del disseny de les urpes perquè tot encaixi, així que assegureu-vos que els ajustos personals de les parts anteriors es transmetin a aquestes peces si cal.

Pas 10: Arduino, cables i components

Pas 11: Codi Arduino

Pas 12: proves de circuits

Pas 13: Muntatge bàsic: l'Arpa

Pas 14: Muntatge bàsic: tambor i arnès

Pas 15: Muntatge bàsic: els control lliscants

Pas 16: perforació

Pas 17: Muntatge de PVC

Pas 18: Muntatge de la base i del circuit