Мое предыдущее руководство было попыткой сделать механизм глаз, который был бы максимально доступен как можно большему количеству людей, но в этом проекте я хотел создать нечто среднее между доступностью и качеством. Эта конструкция включает в себя еще несколько специальных деталей, таких как шаровые рычаги сервопривода и толкатели, но ее все еще довольно легко построить. Он использует конструкцию механизма, которая обычно используется в профессиональных глазных механизмах, но позволяет обойти любую механическую обработку, используя детали, предназначенные для 3D-печати. По сравнению с моим предыдущим дизайном он намного компактнее, прочнее и немного легче.
Еще одна особенность этого дизайна заключается в том, что он предназначен 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 глаза, напечатанные на 3D-принтере, вы тоже можете это сделать.
Требования не слишком высоки, но я бы порекомендовал вам освоиться с 3D-печатью, прежде чем приступать к этому проекту - вам понадобится принтер, который может надежно печатать с высотой слоя 0,15-0,2 мм, и для этого потребуется быть достаточно хорошо откалиброванным, чтобы печатать мелкие детали, чтобы они были достаточно прочными, что также влечет за собой использование нити приличного качества. Если вы используете что-то вроде ultimaker или makerbot, у вас не должно возникнуть никаких проблем, но для таких людей, как я, использующих более дешевые 3D-принтеры, вам может потребоваться немного проб и ошибок, чтобы получить идеальные настройки печати. Если вы ищете что-то попроще, взгляните на мои предыдущие инструкции.
Кроме того, создание глаз было непростым процессом и не обязательно требовалось для создания этого проекта, поэтому ознакомьтесь с другими моими инструкциями по созданию глаз.
Запасы
-
Винты: https://amzn.to/32PAPo7 (этот комплект должен вас покрыть)
- Около 40 * винтов M2 x 6 мм
- 6 * 10 мм винты M2
- 6 сервовинтов MG90s (они идут в комплекте с сервоприводами:
-
Компоненты для хобби
- 4 * M2 Servo Ball-ссылки:
- 4 * M2 x 25-миллиметровые соединители с толкателем: https://amzn.to/32XQXEt (имейте в виду, что это всего лишь 2-миллиметровый стержень с резьбой - вы всегда можете отрезать 25-миллиметровый болт или какой-нибудь простой резьбовой стержень)
- Электроника
-
- Arduino Uno: https://amzn.to/2XoMolo (или что-нибудь, что может принимать три аналоговых сигнала, один цифровой и общаться через порты SDA / SCL)
- 16-канальный сервопривод Adafruit PCA9685:
-
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.
-
- 2-осевой джойстик:
- Потенциометр (необязательно):
-
Переключатель Push-to-Make (некоторые джойстики имеют это встроенное устройство, но им легче управлять, когда его
отдельно:
- Резистор 10к:
- Кабельные перемычки:
- 6 сервоприводов MG90s:
Также ручная дрель со штифтовыми тисками может быть полезна для регулировки размеров отверстий:
Шаг 1. Печать
Большинство деталей печатаются без опор, и высота слоя 0,2 мм или меньше является идеальной. Более низкий, вероятно, будет лучше, в зависимости от того, насколько хорош ваш принтер, будет идеальная высота слоя для максимальной прочности - у меня 0,2 мм, но неплохо поэкспериментировать с вашим, чтобы найти, где он находится.
Также может быть хорошей идеей настроить ширину экструзии, чтобы попытаться получить хорошее сплошное заполнение, это особенно важно для век, поскольку есть точка, в которой печать переходит с преимущественно вертикальной на горизонтальную, и это может привести к плохой экструзии.. Мои настройки для век с использованием Slic3r Prusa Edition были:
- Множитель экструзии: 1,1x (в настройках филамента)
- Ширина выдавливания по умолчанию: 160%
- Высота: 0,18 мм
- Периметры: 3
100% заполнение не требовалось для каких-либо компонентов, но многие из них в конечном итоге будут полностью заполнены из-за небольшого размера. Я действительно рекомендую использовать несколько периметров / оболочек, чтобы гарантировать, что детали с отверстиями имеют достаточную прочность - это иногда может привести к деформации, поэтому не заходите с ней слишком высоко. Мой совет - купите хороший толстый охлаждающий вентилятор!
Я использовал PLA для всего, кроме глаз, но я думаю, что ABS был бы лучшим выбором из-за низкого трения, которое он имеет, и гибкости, которая хорошо подошла бы для деталей с защелкой. Преимущество PLA заключается в том, что он очень надежно удерживает винты (не говоря уже о том, что его легче печатать), поэтому, возможно, не слишком зацикливайтесь на выборе материала.
Шаг 2: постобработка
Многие детали могут нуждаться в регулировке для плавной работы, в частности, веки, вероятно, потребуют некоторой шлифовки, потому что допуск между глазами и веками довольно узкий (что делает их более реалистичными). допуски, которые я использовал в этой конструкции для неподвижных частей, составляют около 0,2 мм, а для движущихся частей - до 0,6 мм, очевидно, разные принтеры будут иметь разные возможности, поэтому, к сожалению, может потребоваться небольшая пост-обработка.
Я бы рекомендовал шлифовать все, что явно не в форме, сразу после печати, но некоторые проблемы могут стать очевидными только после того, как вы начнете собирать модель. Просто держите под рукой небольшой напильник или поделочный нож, чтобы регулировать биты по ходу дела. Также лучше просверлить отверстия, которые действуют как оси, чтобы убедиться, что они идеального размера, поэтому обратитесь к рисункам, чтобы выяснить, что сверлить.
Если вы столкнетесь с какими-либо серьезными проблемами с неправильным выравниванием, вы всегда можете использовать тепловую пушку, чтобы сделать PLA более податливым и повторно отрегулировать его, но я не могу представить, что вам это понадобится.
Шаг 3: Сборка
Когда все напечатано, вы можете приступить к сборке модели. Возможно, для этого этапа будет полезно обратиться к видео. Кроме того, в моей загрузке есть все справочные фотографии в одной папке, включая.stl полной модели, которую вы можете посмотреть.
- Начните с прикрепления толкателей к петлям. Вверните очень осторожно, чтобы избежать расслоения звеньев, в этом случае вам может потребоваться просверлить отверстие, чтобы оно было больше или сделало 3D-печать более прочной (увеличьте температуру, уменьшите высоту слоя и т. Д.). Присоедините шарнирное соединение к другому концу толкателя и постарайтесь убедиться, что все четыре толкателя имеют одинаковую длину. Прикрепите рожки сервопривода к шаровым рычагам - два из которых должны прикрепляться к четвертому отверстию от центра, а два других, которые присоединяются ко второму отверстию от центра - в обоих случаях головка болта должна находиться на стороне, имеющей приподнятый участок на звеньях проушины, а рог сервопривода должен находиться под шарнирным соединением.
- С помощью винтов M2 x 6 мм соберите механизм внутренней проушины. Очень важно расположить все в правильной ориентации, поэтому проверьте графику и / или видео, чтобы убедиться, что у вас все правильно. Сначала прикрепите один толкатель к большому шарниру с головкой болта на стороне соединителя проушины с приподнятой частью вместе с держателем центра проушины. Затем прикрепите толкатель к маленькому стержню так, чтобы головка болта находилась на плоскости соединителя с проушиной.
- Согните адаптер проушины, чтобы принять большой и маленький шарниры. Убедитесь, что все движется плавно, и отшлифуйте / порежьте все, что не работает. Убедитесь, что все правильно сориентировано, затем повторите шаг 2, чтобы сделать второй механизм глаза - но имейте в виду, что это будет зеркальное отображение первого.
- Подключите сервоприводы к левому и правому основанию с помощью винтов M2 x 6 мм - провода должны выходить к задней части механизма, то есть к стороне, противоположной тому, где находится приподнятая часть. Затем используйте винт M2 x 10 мм, чтобы прикрепить механизм проушины к каждому основанию - проверьте выше, чтобы убедиться, что они идут правильным путем. Также рекомендуется использовать клей между держателем наглазника и левым / правым основанием, чтобы он не вращался.
- Прикрепите четыре держателя для век с помощью 3 винтов M2 x 6 мм каждый. Обратите внимание, что наклонная часть должна быть обращена наружу (но обе должны быть обращены в одном направлении с каждой стороны всего механизма, проверьте выше, чтобы прояснить этот момент). Также прикрутите винт M2 x 10 мм к каждому держателю век так, чтобы они были обращены внутрь друг к другу. Они не проходят до конца - может быть полезно подождать, пока веки не встанут на место, чтобы точно определить, насколько далеко они должны зайти.
- Загрузите основание двумя сервоприводами MG90, обращенными друг к другу, и закрепите их винтами M2 x 6 мм. Свяжите две базы, прикрепив эту вспомогательную базу к левому и правому основанию с помощью четырех винтов M2 x 6 мм, а также прикрепите переднюю планку с помощью шести винтов M2 x 6 мм.
- Определите, какое веко, как указано выше, и соедините две пары с рычагами привода век. Прикрепите рог сервопривода к каждому рычагу века во втором отверстии от центра с помощью винта M2 x 10 мм.
- Сначала вставьте глаза, затем вставьте узел нижнего века, сгибая держатели век, чтобы веки вошли в шарниры. Затем прикрепите узел верхнего века. Пока не беспокойтесь о подключении каких-либо сервоприводов.
Шаг 4: Электроника 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. Я бы рекомендовал проверить движение с помощью джойстика на этом этапе, чтобы убедиться, что нет проблем. Если глаза смотрят немного в разные стороны, вы можете отвинтить шаровые рычаги и затянуть / ослабить их на толкателях, чтобы отрегулировать направление глаз.
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. Рупоры сервопривода век находятся в неудобном положении, чтобы принять винт, но должна быть возможность согнуть узел достаточно, чтобы вставить отвертку.
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!
Если вам интересно следить за моим прогрессом в различных проектах робототехники и аниматроники, которые у меня есть на ходу, подумайте о том, чтобы заглянуть на мою страницу Patreon, чтобы заглянуть за кулисы.