Flex Claw: 24 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Tài liệu hướng dẫn này được tạo ra để đáp ứng yêu cầu dự án của Makecourse tại Đại học Nam Florida (www.makecourse.com).

Flex Claw là dự án tốt nhất tiếp theo cho bất kỳ sinh viên, kỹ sư và thợ mày mò nào cũng như chắc chắn sẽ thu hút sự chú ý của khán giả. Chạy hoàn toàn bằng Arduino Uno, Flex Claw là một cách tiếp cận đơn giản hóa cho một móng vuốt tự định tâm bằng cách chỉ sử dụng một động cơ! Nhưng khả năng của nó không đơn giản như vậy, vì cấu trúc móng vuốt của nó được thiết kế lại để thực sự linh hoạt với bất kỳ vật thể hình dạng nào mà nó cầm! Mặc dù cấu tạo của nó chủ yếu là thủ công, nhưng việc truy cập vào máy in 3D với dây tóc NinjaFlex và khả năng tương thích PLA là cần thiết.

Bước 1: Công cụ & Vật liệu

Bước đầu tiên là xem xét tất cả các bộ phận và có thể thực hiện các điều chỉnh. Đối với điều này, tôi thực sự khuyên bạn nên sử dụng Solidworks vì nó rất thân thiện với người dùng khi bạn tìm hiểu vị trí của tất cả các lệnh. Nếu bạn chưa tải xuống ứng dụng này, hãy nhớ kiểm tra với trường học hoặc nơi làm việc của bạn để được giảm giá hoặc mã truy cập miễn phí. YouTube cũng sẽ là người bạn tốt nhất của bạn nếu bạn cần rõ ràng hơn về từng tính năng. Một vài bước tiếp theo sẽ hướng dẫn cách thiết kế các phần cho Flex Claw với Solidworks cần được in 3D.

Trước khi thu thập tài liệu, vui lòng đọc qua tất cả các bước và xác nhận rằng bước được liệt kê bên dưới phù hợp với sản phẩm cuối cùng mong muốn của bạn vì bất kỳ điều chỉnh cá nhân hóa nào đối với kích thước / kích thước của các phần được thảo luận đều có thể được thực hiện, mặc dù không được khuyến nghị. Các vật liệu sau đây trùng khớp với quy trình xây dựng các bước ban đầu.

Công cụ:

- Có thể in 3D tương thích với dây tóc NinjaFleax và PLA.

- Máy cắt laser ván ép (được khuyến nghị để có kích thước chính xác, nhưng có thể làm việc với kỹ năng có kinh nghiệm)

- Máy khoan động lực với mũi khoan 3/16

- Dremel

- Bộ Arduino Uno đầy đủ (dây, cáp kết nối, v.v.), bao gồm cảm biến khoảng cách, đèn LED (với điện trở tương ứng), nút bấm và 2 động cơ bước (có thể cần một động cơ mạnh hơn tùy thuộc vào kết quả tìm kiếm và khả năng chịu ma sát).

Vật liệu:

- Tấm ván ép 12 "x 24" x 0,125"

- Ống nhựa PVC 4 "Đường kính ngoài, dài khoảng 5", tường 0,125"

- Băng keo

- Vít 6/32 "dài 1,5" X 6, có đai ốc tôn

- Thanh nhôm đường kính 0,125 ", dài 6" và cưa phù hợp để cắt trong tương lai

- Kết nối ổ cắm với đầu ra ít nhất 2,5 Amp (bộ sạc I-Phone / I-Pad hoạt động)

Bước 2: Móng vuốt: Ngoại thất

Bây giờ chúng ta đã có Solidworks, chúng ta có thể bắt đầu mô hình hóa thiết kế móng vuốt bên ngoài. Đây được khuyến khích là một trong những bước đầu tiên vì mảnh này cần được in 3D bằng sợi NinjaFlex, mất nhiều thời gian để tạo thành hơn hầu hết các loại nhựa và có lẽ cần một nguồn bên ngoài cho một máy in 3D tương thích với sợi này.

Móng vuốt là một tính năng chính của dự án vì nó thực sự được uốn cong theo hình dạng của bất kỳ vật dụng nào được giữ. Bằng cách cho phép bề ngoài tường mỏng, rất linh hoạt, chúng ta có thể tận dụng khả năng thu gọn tự nhiên của nó để tối đa hóa diện tích bề mặt tiếp xúc để có độ bám tốt hơn. Tuy nhiên, mặt khác của đồng xu là nó vẫn cần các cầu nối cứng bên trong để vẫn duy trì cấu trúc và tác dụng lực nén khi tiếp xúc (bước 3).

Đây là những phần để tạo ra một lần vuốt, vì vậy hãy chuẩn bị in 3 lần số lượng này cho 3 lần vuốt. Tôi có mẹo hay là chúng ta có thể in nhiều phần cùng lúc miễn là có đủ chỗ trên giường. Nhưng điều này cũng có thể làm tăng sự thất vọng vì một phần bị hỏng trong quá trình in, sau đó chúng tôi cũng cần phải dừng in cho các phần còn lại. Quá nhiều miếng trên giường cũng có thể dẫn đến lớp nhựa, một phần cứng quá trước khi lớp tiếp theo được thêm vào (vì máy phải đi vòng sang các phần khác) và gây ra sự uốn cong ở giữa miếng. Kinh nghiệm muốn máy in 3D của bạn có thể xử lý là điều tốt nhất, nhưng hãy nhớ rằng nhiều bộ phận có thể in cùng một lúc.

Cùng với các tệp phần solidworks, đính kèm là bản vẽ solidworks hiển thị các phép đo được sử dụng. Mặc dù hầu hết các độ dài này có thể được thay đổi để phù hợp hơn với chỗ ở của bạn, nhưng mọi thay đổi sau đó sẽ cần được chuyển sang các phần khác để đảm bảo rằng mọi thứ đều khớp với nhau. Vì vậy, các điều chỉnh được khuyến nghị nên bảo lưu cho đến khi bạn xem qua từng bước và cân nhắc kết quả cuối cùng. Nếu không, đây là các bước cơ bản để thiết kế mô hình đã định.

Bước 3: Móng vuốt: Cầu bên trong

Tiếp theo, các cầu nối bên trong cho móng vuốt. Trong khi thiết kế móng vuốt bên ngoài cần được in bằng NinjaFlex để cho phép sự linh hoạt, các cầu nối này thay vào đó cần được in bằng dây tóc PLA. Chúng sẽ cứng và hoạt động như xương để duy trì cấu trúc của móng vuốt khi nó uốn cong và tác dụng lực nén khi tiếp xúc.

Cùng với các tệp phần solidworks, đính kèm là bản vẽ solidworks của các phần hiển thị các phép đo được sử dụng. Đây là các kích thước tương thích với phần còn lại của thiết kế móng vuốt để mọi thứ khớp với nhau, vì vậy hãy đảm bảo rằng mọi điều chỉnh cá nhân đối với các bộ phận trước đó đều được thực hiện cho phần này nếu cần. Nếu không, đây là các bước cơ bản để thiết kế mô hình đã định.

(Đây là những phần để tạo ra một móng, vì vậy hãy chuẩn bị để in 3D gấp 3 lần số lượng này cho 3 móng)

Bước 4: Thanh trượt

Slider được làm bằng 4 phần: 1 thanh trượt ưu thế, 1 trống có trụ và 2 "phần đính kèm thanh trượt". Với cách thiết kế này, thanh trượt có thể bao bọc hoàn toàn trống mà không hạn chế khả năng xoay trong rãnh của nó. Điều này cũng không yêu cầu vít vì các phần đính kèm chỉ bật vào thanh trượt chính và trên trống đã đặt.

Cùng với các tệp phần solidworks, đính kèm là bản vẽ solidworks của các phần hiển thị các phép đo được sử dụng. Đây là các kích thước tương thích với phần còn lại của thiết kế móng vuốt để mọi thứ khớp với nhau, vì vậy hãy đảm bảo rằng mọi điều chỉnh cá nhân đối với các bộ phận trước đó đều được thực hiện cho phần này nếu cần.

(Đây là những phần để tạo ra một móng, vì vậy hãy chuẩn bị để in 3D gấp 3 lần số lượng này cho 3 móng)

Bước 5: Trống & Khai thác

Tang trống và dây nịt trống là trung gian để kết nối móng vuốt với thanh trượt và cho phép nó quay về phía trước khi các thanh trượt di chuyển ra ngoài. Không giống như các phần trước phải được in 3D, những phần này có thể được làm xung quanh bằng cách sử dụng gỗ và thanh nhôm. Nhưng nó không được khuyến khích vì chúng có các phép đo chính xác cho phép các phần khác kết nối tất cả với nhau, đặc biệt là dây nịt có rãnh dưới cùng phải phù hợp với độ dày và độ cong của vành ống PVC. Vui lòng kiểm tra thông số này đối với ống PVC mà bạn đã có hoặc ghi chú lại thông số này để tìm loại phù hợp.

Trong một bước trong tương lai, chúng tôi sẽ lắp ráp các bộ phận này sao cho lỗ dưới cùng của đầu nối Drum phù hợp với trục của trống trượt và cặp trụ rộng hơn trên DrumHalf phù hợp với lỗ thông suốt ở đế của mặt ngoài Claw. Như đã nói, đây là các kích thước tương thích với phần còn lại của thiết kế móng vuốt để mọi thứ khớp với nhau, vì vậy hãy đảm bảo rằng mọi điều chỉnh cá nhân đối với các bộ phận trước đó đều được thực hiện cho các phần này nếu cần.

(Đây là những phần để tạo ra một móng, vì vậy hãy chuẩn bị để in 3D gấp 3 lần số lượng này cho 3 móng)

Bước 6: Pinion & Ring Gear

Đây là nơi có sức mạnh. Không nên thay đổi cả bánh răng và bánh răng để in 3D vì chúng rất đặc biệt. Trung tâm bánh răng có một sự phù hợp hoàn toàn chỉ dành cho động cơ bước cơ bản được đề cập. Nếu một động cơ khác muốn được sử dụng với các kích thước trục khác, thì điều này có thể được điều chỉnh trong tệp công trình rắn. Đối với mô hình này, 2 động cơ bước đang được sử dụng, vì vậy hãy đảm bảo in 2 bánh răng.

Cùng với các tệp phần solidworks, đính kèm là bản vẽ solidworks của các phần hiển thị các phép đo được sử dụng. Đây là các kích thước tương thích với phần còn lại của thiết kế móng vuốt để mọi thứ khớp với nhau, vì vậy hãy đảm bảo rằng mọi điều chỉnh cá nhân đối với các bộ phận trước đó đều được thực hiện cho phần này nếu cần.

Bước 7: Vòng tay & băng chuyền hướng tâm

Băng chuyền sau đó được đặt trên bánh răng vòng và xoay liên kết bán kính về phía và ra khỏi thanh trượt, đẩy nó tới và lui. Mặc dù đây là một thiết kế đơn giản, bạn không nên thay băng chuyền bằng gỗ và các thanh nhôm đỡ lỏng lẻo vì toàn bộ phần phải đủ chắc chắn để xoay quanh ống PVC mà không bị lung lay. Tổng cộng, 3 liên kết bán kính là cần thiết.

Cùng với các tệp phần solidworks, đính kèm là bản vẽ solidworks của các phần hiển thị các phép đo được sử dụng. Đây là các kích thước tương thích với phần còn lại của thiết kế móng vuốt để mọi thứ khớp với nhau, vì vậy hãy đảm bảo rằng mọi điều chỉnh cá nhân đối với các bộ phận trước đó đều được thực hiện cho phần này nếu cần.

Bước 8: Hộp động cơ cơ sở

Ngoài móng vuốt riêng lẻ, phần này có thể là phần phức tạp nhất tiếp theo. In 3D sẽ là người bạn tốt nhất của bạn vì nó vẫn chưa được chứng minh. Cơ sở này mặc dù nó được đo để đặc biệt phù hợp với khớp nối ống PVC mà tôi đã sử dụng (và khuyên dùng) với đường kính ngoài 4 ", thành dày 0,25" và cạnh nghiêng gần vành. Vui lòng kiểm tra kích thước và thay đổi chúng để phù hợp hơn với đường ống bạn đang sử dụng. Ống cũng thường được bán bằng cách thông báo cho bạn về đường kính bên trong. Vì vậy, trong trường hợp này, nếu tôi cần một ống đường kính ngoài 4 "có thành dày 0,25", tôi nên tìm kiếm khớp nối 3,5 ". Dù bằng cách nào, bạn không thể đi sai đường khi đến cửa hàng với một cây thước trong tay.

Đế này có nghĩa là để phù hợp với hai động cơ bước 28BYJ-48 5VDC cho Arduino Uno. Mặc dù những động cơ này dễ mã hóa hơn, nhưng chúng không được biết đến nhiều nhất về sức mạnh của chúng. Giảm ma sát sẽ giúp ích rất nhiều bằng cách bôi than chì dạng bột hoặc các chất bôi trơn khô khác lên các thanh trượt vòng. Mặt khác, nếu có thể tiếp cận được động cơ mạnh hơn, thiết kế chính được thay đổi thành cơ sở mà tôi cần thực hiện và được khuyến khích làm như vậy sau khi sử dụng thiết kế này với 2 động cơ bước cơ bản để bạn có thể thấy cách bố trí cuối cùng sẽ tạo ra những thay đổi đáng chú ý.

Phần đế này cũng có nghĩa là để kết hợp một breadboard bằng cách trượt nó vào khe hình chữ nhật ở bên cạnh. Với điều này, một mặt cắt ngang với chiều rộng 2,25 "và chiều cao 0,375" đã được lên kế hoạch, vì nó là kích thước tiêu chuẩn cho hầu hết các breadboard. Một lần nữa, giống như động cơ, nếu bạn muốn sử dụng một chiếc bánh mì có kích thước khác thay thế, vui lòng đợi cho đến khi nắm được đầy đủ chi tiết về bố cục mạch cuối cùng rồi mới thực hiện thay đổi.

Bước 9: Rails thanh trượt rẽ nhánh

Vòng này sẽ được khoan vào ống PVC để làm giá đỡ ổn định nhất có thể cho các thanh trượt trượt ngang qua. Tác phẩm này thường quá lớn để có thể in 3D, vì vậy tôi thực sự khuyên bạn nên tiếp cận với máy cắt laser gỗ hoặc phát triển kỹ năng của bạn với các cạnh tròn trong cửa hàng gỗ. Với điều này, độ dày có thể thay đổi để phù hợp hơn với các thanh trượt, nhưng hãy đảm bảo vẫn để lại một số khoảng trống. Trong bước sau, chúng ta sẽ xem xét các cách tốt nhất để bảo vệ điều này vào cấu trúc.

Cùng với các tệp phần solidworks, đính kèm là bản vẽ solidworks của các phần hiển thị các phép đo được sử dụng. Đây là các kích thước tương thích với phần còn lại của thiết kế móng vuốt để mọi thứ khớp với nhau, vì vậy hãy đảm bảo rằng mọi điều chỉnh cá nhân đối với các bộ phận trước đó đều được thực hiện cho phần này nếu cần.

Bước 10: Arduino, dây và linh kiện

Bước 11: Mã Arduino

Bước 12: Kiểm tra mạch

Bước 13: Lắp ráp cơ bản: Móng vuốt

Bước 14: Lắp ráp cơ bản: Trống & Khai thác

Bước 15: Lắp ráp cơ bản: Thanh trượt

Bước 16: Khoan

Bước 17: Lắp ráp PVC

Bước 18: Cơ sở và lắp ráp mạch

Bước 19: Ẩn dây