Упрощенный аниматронный механизм двойного глаза, напечатанный на 3D-принтере: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Создав в прошлом простой механизм с одним глазом, я хотел улучшить дизайн, а также сделать его более доступным для сообщества разработчиков. В обновленной сборке используются детали, которые можно легко купить в Интернете, и почти все компоненты можно легко распечатать без опор. Такой дизайн модели приносит в жертву некоторые функциональные возможности, но в будущем я выпущу оптимизированный дизайн. Этот проект идеален, если вы хотите создать функциональный и реалистичный глазной механизм, но не обязательно иметь доступ к таким инструментам, как токарный станок или специальные компоненты. Еще одна особенность этого дизайна заключается в том, что он разработан для использования защелкивающихся глаз, которые можно заменить, и использовать их с другими компонентами, напечатанными на 3D-принтере, для создания очень реалистичного купола над нарисованным глазом. Этот процесс довольно сложен, поэтому у меня есть еще одно руководство о том, как сделать глаза, но если вы предпочитаете использовать простые 3D-печатные глаза, вы тоже можете это сделать. Этот проект потребует некоторой пост-обработки ваших отпечатков, в том числе некоторых (ручной) сверление и шлифование, но кроме основ (3D-принтер, нож для рукоделия, отвертка, шестигранный ключ) никаких специальных инструментов не требуется.

Запасы

Материалы и компоненты:

• Нить для 3D-принтера: PLA подойдет, хотя я бы порекомендовал вам использовать хороший бренд, потому что некоторые детали довольно маленькие и хрупкие. ABS хорош для создания реалистичных глаз, но не обязателен.
• 6 микросервисов SG90:
• Различные винты M2 и M3, хотя любые винты примерно такого размера должны работать нормально. Такой комплект: https://amzn.to/2JOafVQ должен прикрыть вас.
• Arduino: эта конструкция была протестирована с использованием подлинного Uno, но вполне вероятно, что любая плата с выводами SDA / SCL, 3 аналоговыми входами и цифровым входом будет работать. Arduino Uno:

• Плата сервопривода: я выбрал 16-канальную плату драйвера ШИМ от Adafruit:

  • Блок питания 5В, около 4А более чем достаточно. Вот мой (https://tiny.cc/is4cdz)

  • Гнездо питания постоянного тока, подходящее к вашему источнику питания, которое должно быть припаяно к плате сервопривода.
• Кабели-перемычки:
• Джойстик:
• Потенциометр (обычно рекомендуется использовать 10 кОм:
• Мгновенный переключатель (некоторые джойстики имеют это встроенное, но его легче контролировать, когда он отдельно:
• Резистор 10 кОм:

Инструменты:

Ручная дрель со штифтовыми тисками может быть полезна для регулировки размеров отверстий:

Шаг 1. Печать

Печать может быть сложной задачей из-за мелких деталей, но большинство деталей печатаются быстро и легко без опор. Я использовал PLA для всех своих частей, кроме глаз (которые были из ABS, так как они выглядят немного более естественно). Есть несколько деликатных моментов, на которые следует обратить внимание, но если вы используете нить приличного качества и вас устраивают настройки печати, все будет в порядке. Наконец, я использовал высоту слоя 0,2 мм, и этого было более чем достаточно для этой модели - я подозреваю, что вы можете обойтись даже с 0,3 мм.

Шаг 2: постобработка

Глаза можно сколько угодно шлифовать и сглаживать, но может потребоваться минимум шлифовки нижней части модели, где принтер мог бы печатать выступ. Это просто для того, чтобы глаз мог плавно вращаться внутри век. Единственными другими частями, которые я отшлифовал, были компоненты адаптера для глаз, просто потому, что они плотно прилегают, и несколько нижних слоев на моих отпечатках всегда имеют тенденцию быть немного вздутыми.

Детали предназначены для печати таким образом, что некоторые отверстия имеют достаточно маленький размер для непосредственного вкручивания, в то время как другие имеют достаточно большой размер, чтобы винт проходил через них плотно. Если ваш принтер делает отверстия слишком маленькими для ввинчивания или плавного вращения, вы можете использовать небольшую ручную дрель, чтобы просверлить некоторые отверстия, чтобы сделать их более точными, и нарезание резьбы также является вариантом (хотя PLA обычно захватывает винты во всяком случае, неплохо). Проверьте изображения, чтобы узнать, какие отверстия должны быть какого размера.

Шаг 3: Сборка

Как только все ваши детали будут напечатаны и обработаны, вы можете собрать свою модель! Возможно, будет полезно обратиться к видео, чтобы увидеть, как все это сочетается. Кроме того, в моей папке для загрузки есть все справочные фотографии, включая stl полной модели, которую вы можете посмотреть.

1. Соедините две основы болтами M3 10 мм / 12 мм, эта точка поворота предназначена для оси y движения глаз и век.
2. Поместите сервопривод на место и прикрутите его с помощью винтов M2 4 или 6 мм, это служит приводом для движения по оси x.
3. Прикрепите рычаг оси Y к основанию с помощью винта M3 4/5/6 мм и прикрепите рог сервопривода к третьему отверстию от центра с помощью винта M2 4 мм или 6 мм. Проверьте выше, чтобы убедиться, что все правильно ориентировано.
4. Начните сборку узла оси X с ввинчивания вилок в адаптеры для проушин болтами M3 4/5/6 мм, отверстия для вилки должны быть слишком большого размера, чтобы винты врезались в адаптер, один входит под забавным углом, но вы должны быть в состоянии получить это.

5. Присоедините трехточечный соединитель к верхней части вилки, винт M3 войдет в отверстие меньшего размера в компоненте вилки. Также прикрепите сервомеханизм к последнему отверстию к центру трехточечного разъема с помощью 5-миллиметрового болта M3 (отверстие на сервомеханическом рычаге, вероятно, потребуется просверлить до 2,5–2,8 мм, чтобы принять винт). Я бы порекомендовал манипулировать сборкой, чтобы убедиться, что она все нормально движется без трения регулярно, когда вы ее наращиваете.

6. Прикрепите центральное звено проушины к адаптерам проушины с помощью винта M3 8 мм, убедитесь, что плоская поверхность центрального звена направлена вверх, а наклонная часть - вниз. На этом этапе также можно подключить глаза.
7. Прикрутите все это к центру основания с помощью двух болтов M3 8/12 мм.
8. Загрузите сервоблок с 5 сервоприводами TowerPro SG90 в правильной ориентации.
9. Определите, какое веко какое веко, используя график, и подсоедините соответствующий разъем с помощью винта M2 4 мм или 6 мм, и прикрепите рычаг сервопривода к другому концу (используйте последнее отверстие в роге сервопривода - вам может потребоваться просверлить его до 1,5 мм). мм - 1,8 мм).
10. Прикрепите веки к основанию, но пока не беспокойтесь о подключении каких-либо сервоприводов.

Шаг 4: Электромонтаж и окончательная сборка

Ссылаясь на рисунок, загрузите код в Arduino и подключите все. Обратитесь к руководству Adafruit, если вам нужна помощь в настройке платы сервопривода. Все сервоприводы теперь должны быть включены и находиться в нейтральном положении, поэтому используйте эту возможность, чтобы соединить все сервомеханизмы с сервоприводами так, чтобы глаза смотрели прямо вперед в нейтральном положении. Вы можете просто подключить их, а затем отключить питание, чтобы ввинтить их правильно. Сервомеханизм оси Y находится в неудобном положении, чтобы принять винт, но я обнаружил, что в любом случае он отлично держится без винта. Если у вас нет, может быть полезно снять один из сервоприводов век, чтобы вкрутить его. Я бы рекомендовал проверить движение с помощью джойстика на этом этапе, чтобы убедиться, что нет проблем.

Что касается век, лучше всего, если вы установите сервоприводы в положение мигания, чтобы вы могли выровнять их все по центру. Сделайте это, удерживая переключатель мигания или создавая короткое замыкание. Как только все сервомеханизмы будут на своих местах, их легко вкрутить.

Ваша модель должна быть завершенной! Если вы хотите увидеть, как сделать глаза реалистичными, ознакомьтесь с моими предыдущими инструкциями. Я также планирую в ближайшее время выпустить инструкцию, чтобы показать вам, как сделать контроллер, так что загляните обратно, если вам интересно!