Модульный радиоуправляемый автомобиль, напечатанный на 3D-принтере: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Я учусь в старшей школе и на Рождество я напечатал на 3D-принтере своего брата машину Flutter Scout. Это автомобиль с дистанционным управлением, полностью напечатанный на 3D-принтере. По следующей ссылке есть страница GitHub с ее частями и информацией о ней: https://github.com/tlalexander/Flutter-Scout. Этот автомобиль стал источником вдохновения для моего проекта. Проблема с этой машиной заключалась в том, что у моего школьного брата с ADD не хватало внимания, чтобы собрать ее, и он не мог отслеживать все детали. Поэтому я ищу другие модели, у которых сборка была проще.

Я смотрел машины OpenRC на Thingiverse. Однако для многих требовалось много непечатных деталей, и, что важно, их было нелегко собрать. Этот проект для меня был о создании чего-то, что я мог бы собрать вместе со своим младшим братом, не теряя при этом внимания.

Итак, я спроектировал автомобиль, который имеет несколько модулей и комбинаций, из которых он может быть собран. В настоящее время существует две конструкции коробки передач, один узел рулевого управления и несколько типов шин. Я также попытался сделать возможным легкое добавление кузова к автомобилю, который я собираюсь спроектировать и загрузить в ближайшее время.

К каждому этапу прилагаются инструкции по сборке и соответствующие детали с техническими чертежами.

Я хотел бы получить информацию от вас, ребята, и увидеть любые проекты кузовов и других деталей, которые у вас есть для автомобиля. Я бы с удовольствием их опробовал.

Если вам понравился этот проект, проголосуйте за него в конкурсе Make it Move.

Шаг 1. Спецификация материалов

Электроника

• 1 бесщеточный двигатель и ESC

  https://www.amazon.com/YoungRC-Brushless-Controlle…

• 1 серводвигатель

  • https://www.amazon.com/KOOKYE-Degree-Rotation-Heli…
  • Очень важно, что в комплекте идет рог в форме звезды.

• 1 трехканальный передатчик и приемник

  https://www.amazon.com/2-4GHz-3-Channel-Transmitte…

• 1 LiPo аккумулятор

  https://www.amazon.com/Gens-ace-Battery-2200mAh-Ai…

• По желанию

  • 1 выключатель

    https://www.amazon.com/dp/B0002ZPBRA/ref=sxts_k2p-…

Нить

• PLA
• ТПУ
• АБС (при необходимости)

Разное

• 4 винта 10-24 или 4 винта M4

• 4-6 (в зависимости от коробки передач) подшипники 608zz

  • https://www.amazon.com/uxcell-8mmx22mmx7mm-Shielde…
  • Это те же подшипники, которые входят в стандартную комплектацию скейтбордов.

• Адаптеры для пропеллера

  • https://www.amazon.com/Onkuey-Aluminium-Propeller-A…
  • Вы должны проверить, идет ли с ними ваш мотор.
• Молоток
• Паяльник с припоем
• Соединители Bullet

Шаг 2: Рулевое управление

Распечатайте переднюю раму

Настройки печати:

• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• 30% заполнение

Поместите серводвигатель в отверстие

Возможно, потребуется обрезать часть корпуса серводвигателя.

Распечатайте два держателя передних ступичных подшипников

Настройки печати:

• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• Заполнение 10%

Распечатайте две оси передних колес

Настройки печати:

• Высота слоя 0,1 мм
• 215 С
• 100% заполнение
• Скорость печати 20 мм / с
• Плот без подогреваемой кровати

Установите по одному подшипнику на каждую ось

Плотно вставьте подшипник и ось в держатели передних ступичных подшипников и отложите их в сторону

Распечатайте коробку передач по вашему выбору

Настройки печати:

• Высота слоя 0,2 мм
• 215 С
• Заполнение 25%
• Плот
• Поддерживает только касание рабочей пластины
• Стена 1,5 мм

Вставьте переднюю раму в нижний паз коробки передач

Возможно, вам придется очистить отверстие и использовать молоток, чтобы убедиться, что переднее шасси надежно закреплено.

Он должен быть плотно прилегающим

Совместите отверстия в переднем шасси и держателях передних ступичных подшипников и проденьте винт через нижнюю часть

Возможно, потребуется обернуть винт гайкой или кольцом для горячего клея, чтобы он не соскользнул. Имейте в виду, что у автомобиля сильная вибрация.

Распечатайте рулевой рычаг

Рычаг управления такой же, как и на Flutter Scout. Я выбрал это, потому что он работал очень хорошо и не имело смысла менять. У меня есть письменное разрешение дизайнера.

Настройки печати:

• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• Заполнение 10%

Поместите рог сервопривода звездочки на серводвигатель

Затем поместите машину вверх дном

Расположите рулевой рычаг так, чтобы он входил в зацепление с рогом сервопривода и чтобы отверстия совпадали с отверстиями на подшипниках передних колес

Вставьте винты в нижнюю часть

Опять же, может потребоваться обернуть винт гайкой или кольцом из горячего клея, чтобы он не соскользнул. Имейте в виду, что у автомобиля сильная вибрация.

Сборка переднего шасси закончена

Шаг 3: цилиндрический редуктор

Этот редуктор прост в сборке и требует четырех подшипников.

Все детали доступны ниже. Задний мост - это тот же задний мост, который используется в другой коробке передач.

Передаточное отношение 1:10 имеет шестерни

быстро, но может потребоваться толчок

Передаточное число 1:20 имеет передачи B

непроверенный

Сначала прикрутите металлическую опору двигателя к бесщеточному двигателю. Он имеет Х-образную форму и помогает удерживать мотор на месте

Распечатайте прямозубую шестерню с 5 зубьями

Настройки печати:

• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• 100% заполнение

Найдите переходник гребного винта и поместите на него стопорное кольцо, а затем прямозубую шестерню с 5 зубьями

Закрепите адаптер на двигателе, закрутив гайку

Установите двигатель в паз на боковой стороне коробки передач

Найдите напечатанные ранее плоты или тонкий кусок картона или дерева. Обрежьте плоты, чтобы они вошли в прорезь, но оставались съемными

Возможно, вам придется использовать более одного, чтобы двигатель был в безопасности. Если вы используете более одного, я рекомендую склеить их горячим способом.

Распечатайте среднюю ось, большую шестерню с 22 зубьями и прямозубую шестерню A1 или B1

Настройки печати оси:

• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• 100% заполнение
• Плот
• Скорость печати 30 мм / с

Настройки печати шестеренки:

• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• 100% заполнение

• Если время ограничено:

  • 50% заполнение
  • Стены толщиной 3 мм
  • Они изнашиваются быстрее, но их можно проверить.

Вы должны иметь возможность надавить на обе шестерни на ось

Возможно, потребуется использовать молоток или расширить отверстие на шестернях. Однако шестерни должны плотно прилегать к оси.

Если шестерни болтаются, распечатайте увеличенную версию оси.

Я планирую разработать ось с пазами и зажимами, которые удерживают ось на месте, однако до тех пор я рекомендую либо горячее склеивание шестерен и оси при низкой температуре (совместимо с ABS или PLA), либо использовать суперклей (совместимый с PLA).. Горячий клей должен отслаиваться, если вы хотите поменять шестерни, а суперклей можно растворить ацетоном.

Поместите подшипник с обеих сторон оси

Раздвиньте коробку передач и поместите ось в ближайшие к двигателю отверстия

Распечатайте прямозубую цилиндрическую шестерню A2 или B2 и задний мост

Настройки печати оси:

• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• 100% заполнение
• Плот
• Поддержка касания рабочей пластины
• Скорость печати 30 мм / с

Настройки печати шестеренки:

• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• 100% заполнение

• Если время ограничено:

  • 50% заполнение
  • Стены толщиной 3 мм
  • Они изнашиваются быстрее, но их можно проверить.

Следуя тем же шагам, что и для средней оси, прикрепите прямозубую шестерню с 50 зубьями к задней оси

Установите подшипники с обеих сторон оси

Раздвиньте коробку передач и поместите ось в отверстия, наиболее удаленные от двигателя

Шаг 4: червячный редуктор

Этот редуктор сложнее собрать. Он имеет передаточное число 60: 1, а шестерни были модифицированы из библиотеки компонентов McMaster-Carr в Autodesk Fusion 360.

Все детали доступны ниже, задняя ось такая же, как и в другой коробке передач.

Сначала прикрутите X-образную металлическую опору двигателя к бесщеточному двигателю

Распечатайте 30-зубную шестерню и задний мост

Настройки печати оси:

• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• 100% заполнение
• Плот
• Поддержка касания рабочей пластины
• Скорость печати 30 мм / с

Настройки печати шестеренки:

• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• 100% заполнение

• Если время ограничено:

  • 50% заполнение
  • Стены толщиной 3 мм
  • Они изнашиваются быстрее, но их можно проверить.

Установите шестерню с 30 зубьями на заднюю ось с усилием

Возможно, потребуется расширить отверстие шестерни, если оно плотное. Если он болтается, задний мост следует увеличить, чтобы он подошел. Для установки шестерни следует использовать молоток.

Вы должны приклеить шестерню горячим клеем при низкой температуре (при использовании PLA или ABS) или использовать суперклей (только при использовании PLA). Позднее суперклей можно растворить ацетоном, а горячий клей удалить. Если горячий клей будет слишком горячим, он расплавит шестерню или ось, что затруднит снятие.

Установите подшипники с обеих сторон оси

Распечатайте червячную передачу

Настройки печати:

• Высота слоя 0,1 мм
• 215 С
• 100% заполнение
• Плот
• Поддержка везде
• Скорость печати 30 мм / с
• Если у вас есть 2 экструдера и легко растворимая опорная нить, я рекомендую вам использовать ее.

Тщательно очистите опору червячной передачи

Он должен плотно прилегать к стопорному кольцу и легко зацепляться с шестерней с 30 зубьями

Найдите переходник гребного винта и поместите на него стопорное кольцо, а затем червячную шестерню

Чтобы обеспечить надлежащую посадку между червячной шестерней и 30-зубчатой шестерней, вам может потребоваться добавить проставки для перемещения червячной передачи вверх вдоль переходника гребного винта.

Зафиксируйте червячную передачу, поместив переходник гребного винта на вал двигателя и затянув гайку

Поместите двигатель с установленной червячной передачей в паз в передней части коробки передач

Отрежьте плоты или тонкие куски картона или дерева, чтобы они вошли в прорезь

Если используется более одного предмета, склейте их вместе, чтобы облегчить удаление.

Плот должен быть примерно на 5 мм выше коробки передач, чтобы при необходимости их можно было снять.

Раздвиньте заднюю часть коробки передач и установите задний мост

Я знаю, что картинка перевернута, когда я ее загружаю, она переворачивается.

Шаг 5: Электроника

Подключения

Найдите бесщеточный двигатель

Припаяйте штекерные соединители на красный и черный провода. Припаяйте гнездовой разъем к желтому проводу

Обязательно поместите термоусадочную пленку вокруг соединений, чтобы изолировать их.

Желтый провод следует подключать только к соответствующему проводу на ESC. Замена проводов, к которым подключены красный и черный провода, позволяет изменить направление двигателя.

Найдите ESC и сторону с тремя проводами одинакового размера

Припаяйте гнездовые разъемы к двум боковым проводам. Припаяйте штекер к среднему

Обязательно поместите термоусадочную пленку вокруг соединений, чтобы изолировать их. При подключении не должно быть никаких металлических выступов.

Найдите противоположную сторону ESC

Припаяйте один штекер к красному проводу и гнездовой разъем к черному проводу

Если вы хотите добавить переключатель, припаяйте красный провод к переключателю. Затем припаяйте еще один красный провод к другой стороне переключателя и прикрепите коннектор.

Убедитесь, что у вас есть термоусадка, чтобы изолировать провода.

Найдите аккумулятор

Припаяйте один гнездовой разъем к красному проводу и штекерный разъем к черному проводу

Убедитесь, что вы изолировали соединения с помощью термоусадки, при подключении не должно быть видно металла.

Подключите провода ESC к соответствующим проводам двигателя

Получатель

Найдите приемник, серводвигатель и ESC

Подключите серводвигатель к первому каналу так, чтобы отрицательный полюс (может быть коричневым или черным) был обращен к внешней стороне приемника

Во втором канале подключите провод сервопривода ESC так, чтобы минус был обращен наружу

Шаг 6: Тестирование

Легче испытать машину без колес.

Подоприте автомобиль так, чтобы рулевое управление и шестерни ничего не касались

Включите передатчик

Подключите аккумулятор и включите машину

Сразу после включения автомобиля серводвигатель должен отцентрироваться

Если после центрирования колеса смотрят не прямо, необходимо предпринять следующие шаги.

1. Снимите гудок сервомотора с серводвигателя, когда автомобиль все еще включен.
2. Держите колеса лицом вперед.
3. Установите рог сервопривода обратно на серводвигатель, чтобы колеса продолжали оставаться прямыми.

Медленно нажмите на дроссельную заслонку, чтобы ось начала вращаться

Мотор должен вращаться плавно, если вы выбрали прямозубый редуктор

Если вы выбрали червячный редуктор, держите дроссельную заслонку полностью открытой, чтобы двигатель работал на полной скорости

Дайте двигателю поработать некоторое время, и со временем он должен износиться

Если червячная передача не полностью входит в зацепление с 30-зубчатой передачей, переставьте двигатель и приклейте его горячим клеем или используйте дополнительные части плота

Если у вас есть другие проблемы, прокомментируйте их, и я сделаю все возможное, чтобы своевременно ответить. Было бы проще, если бы вы также прикрепили видео, показывающее проблему

Шаг 7: колеса

Распечатать и прикрепить колеса довольно просто.

Колеса прикреплены ниже.

Распечатайте два передних колеса и два задних колеса

Задние колеса значительно больше передних, чтобы автомобиль оставался ровным.

Параметры печати всех колес:

• ТПУ или другая гибкая нить
• Высота слоя 0,3 мм
• 215 С
• 100% заполнение

Прижмите задние колеса к задней оси

Квадратная форма должна гарантировать, что колеса не скользят по оси.

Если вы чувствуете, что это необходимо, можно использовать шпильки или винты M4 для дополнительной фиксации колес

Прижмите передние колеса к передним мостам

Если вы чувствуете, что это необходимо, поместите зажим на конец оси, чтобы зафиксировать колесо

Шаг 8: Заключительные замечания

Я чувствую, что машина, которую я спроектировал, улучшила многие характеристики машины, которую я сделал для своего брата.

• Трехсторонняя коробка передач позволяет легко размещать оси и более крупные шестерни. Он также остается прочным, учитывая противодействующие силы, создаваемые осями и передним шасси.
• Легко ломающиеся рулевые пальцы заменены винтами.
• Колеса полностью напечатаны на 3D-принтере и имеют встроенную подвеску.
• Вы можете легко изменить передачу.
• В целом, требуется меньше деталей, а сборка выполняется быстро.
• Переднее шасси и его связь с коробкой передач очень прочны.

Однако есть места, где моя машина не дотягивает.

• Некоторые детали сложнее соединить вместе и требуют использования молотка или удаления материала.
• Некоторые части необходимо склеить, а не использовать канавки и зажимы для фиксации.
• Нет места электронным компонентам.
• Червячный редуктор имеет проблемы с заклиниванием и удержанием шестерен в зацеплении друг с другом.
• В нем используются некоторые детали, которые труднодоступны, например, адаптеры пропеллера.
• Некоторые шины требуют, чтобы вокруг них были наложены резинки, чтобы обеспечить достаточное сцепление с дорогой.
• Червячный редуктор имел очень медленное ускорение и, казалось, с трудом заводился. Однако после запуска он работает довольно плавно.
• Червячная передача сильно проскальзывала.
• Ни одна из нынешних шин не работает на траве или льду.
• Редуктор с цилиндрической зубчатой передачей иногда требует толчка для запуска.
• Редуктор с цилиндрической зубчатой передачей иногда бывает неуправляемым.

Вещи в работе

• Я работаю над корпусом для него, который будет помещен в верхний слот на стороне, которая сочленяется с передним шасси.
• Я разрабатываю свой собственный рулевой рычаг и обновлю рулевое управление к августу.
• Я планирую разработать коробку передач с пониженной передачей, которая позволяет использовать шины меньшего размера.
• Я создам несколько новых конструкций шин, которые лучше работают на асфальте.
• Я готовлю новое руководство о том, как я проектировал машину.

Мне бы очень понравилось видеть фотографии автомобилей людей, которые они печатают, и любые предложения или помощь в изменении деталей, которые у меня есть сейчас. Я также был бы очень признателен за создание новых модулей, которые могли бы позволить такие вещи, как лучшая обработка или большая скорость. Мне любопытно посмотреть, какие дизайны кузова создаются.

Я буду загружать технические чертежи на этот шаг по мере их завершения, чтобы люди могли изменять и создавать свои собственные модули.

Если есть какая-либо другая необходимая информация, разместите ее в комментариях ниже.

Финалист конкурса Make it Move