Lineáris óra (MVMT 113): 13 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Fusion 360 projektek »

Nem számít, mit mond Deepak Chopra, az idő lineáris. Remélhetőleg ez az óra egy kicsit közelebb áll a valósághoz, mint a kör alakú órák, amelyeket mindannyian megszoktunk. Az öt perces intervallumok kevésbé neurotikusak, mint percről percre pontosak, és minden számot felnagyítanak, emlékeztetve arra, hogy a jelenre kell összpontosítania.

Ezt szinte minden géppel készítettem a 9 -es mólón (vízsugár, homokfúvó, lézervágó, 3D nyomtató, elektronikai labor stb.). 6061 alumíniumból, acél hardverből (csavarok, anyák, csapágyak), 3D nyomtatott fogaskerekekből, Arduino Uno -ból és az óra és perc panelek lézerrel vágott / maratott rétegelt lemezből készül.

Természetesen tudom, hogy ez a projekt nem mindenki számára elérhető, akinek nincs olyan szerencséje, hogy ilyen boltba férjen hozzá, de remélhetőleg inspirálónak találja.

A Fusion 360 ingyenes a diákok és a hobbisták számára, és rengeteg oktatási támogatás van rajta. Ha azt szeretné, hogy megtanuljon 3D -s modellezni, amit én végzek, azt hiszem, ez a legjobb választás a piacon. A regisztrációhoz kattintson az alábbi linkekre:

Diák/pedagógus

Hobbi/Startup

Vezetettem egy sor webinárium órát is, amelyek mozgó alkatrészeket tartalmazó 3D modellezési projektekhez kapcsolódtak. Ezeken a webináriumokon a Fusion 360 olyan funkcióit tanulhatja meg, mint a fejlett mechanikai szerelvények (azaz két vagy több csukló kölcsönhatásba lépnek) és a renderelés. A legutóbbi webinárium ezen óraterv modellezésére összpontosított a Fusion 360 -ban. A teljes videót itt tekintheti meg:

Ha érdekel, nézd meg a sorozat másik két webináriumát, ahol megtanulsz egy óriás gombos lámpát és egy állandó órát tervezni Arduino segítségével.

1. lépés: 507 Mechanikus mozgások

Az 507 Mechanical Movements az 1860 -as évek közös mechanizmusainak enciklopédiája, amely jó referenciaként szolgál az ilyesmihez. Ez a mechanizmus a 113. mozgáson, a "Rack and Pinion" -on alapul. Ez egy hosszú projekt lesz, ezért ha van egy konkrét mechanizmusa, amit szeretnék, hogy készítsek, nyugodtan tegyen fel egy kérést a megjegyzésekben!

2. lépés: Tervezés és 3D modell

A fenti videó egy webinárium felvétele, amelyet a projekt fogasléces és fogaskerék -tervezési részére készítettem.

A tervezés legnehezebb része a fogasléces fogaskerék -szerelvény volt. A fogaskerék -tervezés matematikája meglehetősen bonyolult lehet (sőt, vannak mérnökök, akik alapvetően csak ezért terveznek fogaskerék -szerelvényeket), de Rob Duarte remek Youtube -tutorialja alapján elkészítettem saját sablonomat, amely a legújabb verzióval működik a Spur Gear bővítményhez a Fusion számára.

A fenti videó végigvezeti a fogaskerekek és fogaskerekek összeszerelésének folyamatán, de ha alaposabb oktatóanyagot szeretne, kérjük, csatlakozzon hozzám a Design Now Hour Of Making in Motion webinarra április 5 -én. Ha lemarad a webináriumról, Felvételre kerül, és közzéteszem a videót.

A sablon (alábbi link) már tartalmazza a fent látható paramétereket. Itt nem megyek bele a matematikába, de ha követed az utasításokat, akkor működnie kell.

A Spur Gear bővítményt az ADD-INS> Scripts and Add-Ins…> Spur Gear> Run menüben használhatja. Amikor megjelenik a fenti ablak, írja be a paramétereket. A Fogak száma nem engedi meg, hogy paramétert használjon az értékhez, ezért csak győződjön meg arról, hogy megegyezik a toothNum értékkel, ha módosítja. Ezenkívül meg kell szoroznia a megnevezett paramétereket 1 -gyel, ahogy fent látható.

Ne feledje, hogy a felszerelés elkészítése után ugyanúgy szerkesztheti, mint a Fusion bármely más objektumát.

Amint az a videó bemutatóján látható, ez egy példa arra, hogyan kell a paraméterek alapján felépíteni egy fogprofilt.

Itt vannak a linkek a sablonhoz, amellyel saját fogaskerekét készítheti a Fusion -ben:

Sablon paraméterekkel:

Miután kiderült a fogaskerék és fogaskerék, sok időt töltöttem a motorok, kapcsolók és egyéb elektronikus alkatrészek modellezésével, majd az összes részlet kitalálásával. A fentebb leírt mozgás hivatkozással jó képet tudtam kapni arról, hogyan fog kinézni mozgásban.

Az alábbi linken keresztül elérheti a fájlt, és játszhat vele, vagy akár megpróbálhatja saját verzióját készíteni a fájlból. Az alkatrészek elkészítése után meglehetősen sok bütykölés és átalakítás történt, ezért ne számítson arra, hogy csak lézerrel vághatja le az összes alkatrészt, és kész termék lesz. Ez a projekt drága volt és sok időt vett igénybe! Ha komolyan gondolja az elkészítését, és segítségre van szüksége, írja meg az alábbi megjegyzést, és mindent megteszek, hogy elindulhasson.

Kész óratervezés:

Ha még nem Fusion 360 felhasználó, iratkozzon fel ingyenes 3D nyomtatási osztályomra. Ez egy összeomló tanfolyam a Fusion -ben, és a 2. lecke minden szükséges információt tartalmaz a Fusion ingyenes megszerzéséhez.

3. lépés: FRISSÍTÉS 2020.12.1

Az első prototípus elkészítése után némi fejlesztéssel kezdtem. Az egyik kollégám az Electronics csapatából egyedi áramkört tervezett a motorok meghajtására, és vannak mágneses érzékelők, amelyek segítenek a helyzet felismerésében (a sínekbe préselt mágnesekből indexelve).

A modell összes alkatrészének cikkszáma van, a legtöbb McMaster Carr vagy DigiKey. Ez sokkal jobb kialakítás, mivel teljesen kihúzva elkerüli az állványok problémáját a sín súlyától, és mivel a mágnesérzékelő indexe biztosítja a megfelelő helyzetet minden alkalommal, amikor a motorok mozognak.

Teljes Fusion 360 összeszerelés:

4. lépés: Hardver

• Panelek: 6 mm vastag 6061 alumínium (feltehetően rétegelt lemez is működne)
• Számlap: 3 mm -es rétegelt lemez
• Arduino Uno:
• Adafruit Motor Shield:
• 5 V -os léptetőmotorok: https://www.adafruit.com/products/858 (ezek helyett 12 V -os motorok használatát javasolnám)
• Végálláskapcsolók (4):
• Pillanatnyi kapcsolók (2):

5. lépés: Elektronika és programozás

Az elektronika Arduino Uno és Adafruit motorpajzs segítségével történik.

Íme az alapötlet, hogyan szeretném, hogy működjön:

1. Amikor a készülék be van kapcsolva, a lépegetők addig futják vissza az állványokat, amíg a bal oldali végálláskapcsolók ki nem kapcsolnak. Ez a pozíciót nullára állítja. A lépegetők ezután futnak előre a rackekkel, amíg az 1 az óra panelen, a 00 pedig a percpanelen van.
2. Az óra és perc középre állítása után az állványok előre haladnak az időben. A teljes pozíció 5 percenként mozog az alján teljes sebességgel, a teljes pozíció pedig óránként.
3. A pillanatnyi kapcsolók (6-7. Érintkezők) az állványokat egy pozícióval előre mozgatják (kb. 147 lépés), majd folytassák az óraszámlálást.
4. Az óra- és percmozgásoknak vannak számlálói, amelyek visszaküldik a rudakat a bal oldali végálláskapcsolóhoz, és visszaállítják őket nullára, ha az óra elmúlt 12, a percek pedig 55 felett.

Még mindig nem világos, hogy pontosan mit kell tennem a kóddal. Elméletileg működik a Randofo -tól kapott alábbi kóddal. Ez a kód 200 ms -onként (szerintem) egy lépéssel előrébb viszi a percsávot, amint az egyik végálláskapcsoló aktiválódik. Működik, de elég hamar kimentem a mélységemből az itt elvégzett alapvető munkákon. Ez egy meglehetősen egyszerű problémának tűnik egy hozzáértő Arduino felhasználó számára, de én csak egyszer csinálok egy projektet évente egyszer, és minden alkalommal, amikor megteszem, alapvetően elfelejtettem mindent, amit az utolsó projektben tanultam.

/*************************************************************

Motor Shield Stepper Demo Randy Sarafan

További információért lásd:

www.instructables.com/id/Arduino-Motor-Shi…

*************************************************************/

#include #include #include "utility/Adafruit_MS_PWMServoDriver.h"

// Hozza létre a motorpajzs objektumot az alapértelmezett I2C címmel

Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (); // Vagy hozza létre egy másik I2C címmel (mondjuk halmozáshoz) // Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (0x61);

// Csatlakoztasson egy léptetőmotort 200 lépéssel fordulatonként (1,8 fok)

// a 2. motorporthoz (M3 és M4) Adafruit_StepperMotor *myMotor1 = AFMS.getStepper (300, 1); Adafruit_StepperMotor *myMotor2 = AFMS.getStepper (300, 2);

int delaylegnth = 7;

void setup () {

// soros kapcsolat indítása Serial.begin (9600); // konfigurálja a pin2 bemenetet és engedélyezze a belső felhúzó ellenállást pinMode (2, INPUT_PULLUP);

// Serial.begin (9600); // a soros könyvtár beállítása 9600 bps sebességgel

Serial.println ("Léptető teszt!");

AFMS.begin (); // létrehozás az 1.6KHz alapértelmezett frekvenciával

//AFMS.begin(1000); // VAGY más frekvenciával, mondjuk 1KHz myMotor1-> setSpeed (100); // 10 rpm}

void loop () {

// a nyomógomb értékének beolvasása egy változóba int sensorVal = digitalRead (2); sensorVal == LOW; int delayL = 200; if (sensorVal == LOW) {Serial.println ("Percek ++"); // myMotor1-> step (1640, VISSZA, DUPLA); for (int i = 0; i step (147, BACKWARD, DOUBLE); // analogWrite (PWMpin, i); delay (delayL);} Serial.println ("Hours ++"); myMotor1-> lépés (1615, ELŐRE, DUPLA);

// myMotor2-> step (1600, VISSZA, DUPLA);

myMotor2-> lépés (220, ELŐRE, DUPLA); // delay (delayL); } más {

//Serial.println("Double coil steps ");

myMotor1-> lépés (0, ELŐRE, DUPLA); myMotor1-> lépés (0, VISSZA, DUPLA); }}

6. lépés: Szerelje össze az alapot

Az alap két lemezből áll, és távtartók tartják össze őket. A csavarok rögzített lyukakon keresztül rögzülnek a lemezhez. Ezen a rajzon a 6. számú alkatrész egy másik 3D nyomtatott alkatrész- egy távtartó, amely szintén a léptetőmotorok tápcsatlakozójának bölcsője.

7. lépés: Adjon hozzá pillanatnyi kapcsolókat

A pillanatnyi kapcsolók, az Arduino és a végálláskapcsolók az előlaphoz vannak rögzítve, így az elektronika elérése a változtatásokhoz egyszerű- csak vegye le a hátlapot, és mindent elérhet.

8. lépés: Szerelőlemez és végálláskapcsolók hozzáadása

A szerelőlap tartja a végálláskapcsolókat és az állványok csapágyegységét. Ez a rész az elektronika szerkesztésekor is együtt maradhat.

9. lépés: Adja hozzá a léptetőmotorokat és fogaskerekeket

A léptetőmotorok M4 csavarokkal rögzíthetők a panelhez menetes lyukakon keresztül, és a 3D nyomtatott fogaskerekek a motoroszlopokra préselhetők. Kioldó szorítóval szorítottam és öblítettem őket.

10. lépés: Rackek hozzáadása

Az állványok résekbe vannak vágva, amelyek a két golyóscsapágyon vannak. A csapágyak és a rések között van egy kis rés (.1 mm), amely lehetővé teszi az állvány szabad mozgását.

A csapágyak egyedi 3D nyomtatott távtartók közé vannak helyezve, hogy pontosan illeszkedjenek. Van egy rack lemez az elülső oldalon, amely alátétként működik, és tartja az állványokat.

11. lépés: Adja hozzá az óra- és perctávokat

Az óra- és percrúd 12 mm -es távtartókkal rögzíthető az állványokhoz, és rést teremt, amely lehetővé teszi a rúd és az állványok közötti távolságot.

12. lépés: Adjon hozzá nagyítót

A nagyító olcsó zsebnagyító, amit az amazonon találtam. 25 mm -es távtartókkal vannak eltolva a rudak elejétől.

13. lépés: Tanulságok

Ezzel a projekttel sokat tanultam a lineáris mozgásról. A csapágyak és az állványok rései közötti tűrés kissé túl sok volt, így ha újra elkészíteném, azt hiszem, valószínűleg felére vágnám. A rések oldalán a rés is túl nagy volt.

A motorok működnek, de minél tovább tart a konzol, annál többet kell dolgozniuk. Valószínűleg 12V -os léptetőkkel mennék 5V helyett.

A holtjátéknak nagyobbnak is kellett volna lennie, talán 0,25 mm -nek. A fogaskerekek túlságosan szorosan rögzítették az állványokat az első váltókkal, amelyeket próbáltam.