Linearna ura (MVMT 113): 13 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Projekti Fusion 360 »

Ne glede na to, kaj vam Deepak Chopra pove, je čas linearen. Upajmo, da je ta ura nekoliko bližje resničnosti kot krožne, ki smo jih vsi vajeni. Petminutni intervali se počutijo manj nevrotični kot natančni do minute, vsaka številka pa se poveča in vas opomni, da se morate osredotočiti na sedanjost.

To sem naredil s skoraj vsakim strojem na Pier 9 (vodni curek, peskalnik, laserski rezalnik, 3D tiskalnik, laboratorij za elektroniko itd.). Narejen je iz aluminija 6061, jeklene strojne opreme (vijaki, matice, ležaji), 3D tiskanih zobnikov, Arduino Uno, urne in minutne plošče pa so lasersko rezane / jedkane vezane plošče.

Seveda vem, da ta projekt ni dostopen skoraj vsem, ki nimajo noro sreče, da bi imeli dostop do takšne trgovine, vendar upam, da vas bo navdihnil.

Fusion 360 je brezplačen za študente in ljubitelje, na njem pa je na voljo ogromno izobraževalne podpore. Če se želite naučiti 3D modeliranja dela, ki ga opravljam, mislim, da je to najboljša izbira na trgu. Za prijavo kliknite spodnje povezave:

Študent/pedagog

Hobist/zagon

Vodil sem tudi vrsto tečajev webinarjev, povezanih s projekti 3D -modeliranja z gibljivimi deli. Na teh spletnih seminarjih se boste naučili funkcij Fusion 360, kot so napredni mehanski sklopi (kar pomeni, da dva ali več spojev medsebojno delujeta) in upodabljanje. Zadnji webinar se je osredotočil na modeliranje te oblike ure v Fusion 360. Celoten video si lahko ogledate tukaj:

Če vas zanima, si oglejte druga dva webinarja v tej seriji, kjer se boste naučili oblikovati velikansko svetilko z gumbom in večno uro z Arduinom.

1. korak: 507 Mehanski premiki

507 Mechanical Movements je enciklopedija skupnih mehanizmov iz šestdesetih let 19. stoletja, ki služi kot dobra referenca za tovrstne stvari. Ta mehanizem temelji na Gibanju 113, "Rack and Pinion". To bo dolg projekt, zato, če imate poseben mehanizem, ki bi ga rad ustvaril, lahko v komentarjih vložite zahtevo!

2. korak: Oblikovanje in 3D model

Zgornji videoposnetek je posnetek spletnega seminarja, ki sem ga naredil za del projekta oblikovanja stojala.

Najtežji del zasnove je bil sklop zobnika zobnika. Matematika pri oblikovanju zobnikov je lahko precej zapletena (pravzaprav obstajajo inženirji, ki v bistvu prav zaradi tega oblikujejo sklope zobnikov), vendar sem na podlagi odlične vadnice Youtube Roba Duarteja naredil svojo predlogo, ki deluje z najnovejšo različico dodatka Spur Gear za Fusion.

Zgornji videoposnetek vas vodi skozi postopek izdelave zobnika, če pa želite bolj temeljito vadbo, se mi pridružite na spletnem seminarju Design Now Hour Of Making in Motion 5. aprila, če zamudite spletni seminar, Bom posnet, video pa bom objavil tukaj.

Predloga (spodnja povezava) ima vse zgoraj prikazane parametre že vnesene. Tu se ne bom spuščal v matematiko, če pa upoštevate navodila, bi vam moralo uspeti.

Uporabite dodatek Spur Gear tako, da odprete ADD-INS> Skripte in dodatki …> Spur Gear> Zaženi. Ko se prikaže zgornje okno, vnesite parametre. Število zob ne dovoljuje uporabe parametra za vrednost, zato se prepričajte, da se ujema z zobno vrednostjo, če jo spremenite. Imenovane parametre morate pomnožiti tudi z 1, kot je prikazano zgoraj.

Upoštevajte, da jo lahko, ko je orodje narejeno, uredite tako kot kateri koli drug predmet v Fusionu.

Kot je prikazano v video predstavitvi, je to primer, kako bi z uporabo parametrov zgradili profil zoba.

Tu so povezave do predloge, ki jih lahko uporabite za izdelavo lastnega stojala v Fusionu:

Predloga s parametri:

Ko sem ugotovil, kakšen je zobnik, sem veliko časa modeliral motorje, stikala in druge elektronske dele, nato pa ugotovil vse podrobnosti. Z zgoraj opisano povezavo gibanja sem si lahko dobro zamislil, kako bo videti v gibanju.

Do datoteke lahko dostopate prek spodnje povezave in se z njo poigrate ali celo poskusite iz datoteke narediti svojo različico. Po izdelavi delov je bilo kar nekaj popravljanja in spreminjanja, zato ne pričakujte, da boste lahko le lasersko izrezali vse dele in imeli končni izdelek. Ta projekt je bil drag in je trajal veliko časa! Če resno razmišljate o tem in potrebujete pomoč, samo komentirajte spodaj in potrudil se bom, da vam uspe.

Končano oblikovanje ure:

Če še niste uporabnik Fusion 360, se prijavite na moj brezplačni tečaj 3D tiskanja. To je hitri tečaj v Fusionu za izdelavo, lekcija 2 pa vsebuje vse podatke, ki jih potrebujete za brezplačno pridobitev Fusion.

3. korak: UPDATE 12/1/2020

Po izdelavi prvega prototipa sem začel znova z nekaterimi izboljšavami v zasnovi. Eden od mojih kolegov iz ekipe za elektroniko je zasnoval vezje po meri za pogon motorjev, obstajajo pa tudi magnetni senzorji, ki pomagajo zaznati položaj (indeksirano iz magnetov, ki se prilegajo tirnicam).

Vse komponente v modelu imajo številke delov, večina jih je iz McMaster Carr ali DigiKey. To je veliko boljša zasnova, ker se izogne težavam z regali zaradi teže tirnice, ko je popolnoma raztegnjena, in ker indeksiranje magnetnega senzorja zagotavlja pravilen položaj vsakič, ko se motorji premikajo.

Popolna montaža Fusion 360:

4. korak: Strojna oprema

• Plošče: 6 mm debeline 6061 aluminija (verjetno bi delovala tudi vezana plošča)
• Številčna plošča: 3 mm vezane plošče
• Arduino Uno:
• Motorni ščit Adafruit:
• 5V koračni motorji: https://www.adafruit.com/products/858 (priporočam uporabo 12V motorjev namesto teh)
• Končna stikala (4):
• Trenutna stikala (2):

5. korak: Elektronika in programiranje

Vsa elektronika je narejena z Arduino Uno in Adafruit Motor Shieldom.

Tu je osnovna ideja, kako želim, da deluje:

1. Ko je enota vklopljena, koraki vodijo stojala nazaj, dokler se ne sprožijo mejna stikala na levi strani. S tem se položaj nastavi na nič. Koraki nato vodijo stojala naprej, dokler 1 ni na sredini urne plošče, 00 pa na plošči minut.
2. Ko sta ura in minuta centrirani, se stojala premakneta naprej. Polni položaj se premika po dnu s polno hitrostjo vsakih 5 minut, polni položaj pa se premika po vrhu vsako uro.
3. Trenutna stikala (zatiči 6-7) premikajo stojala za en položaj naprej (približno 147 korakov), nato nadaljujejo s štetjem ure.
4. Premiki ur in minut imajo števce, ki vrnejo palice nazaj na leva končna stikala in jih ponastavijo na nič, ko je ura pretekla 12, minute pa 55.

Še vedno mi ni jasno, kaj točno moram narediti s kodo. Teoretično delam s spodnjo kodo, ki sem jo dobil od Randofa. Ta koda premakne minuto naprej za en korak vsakih 200 ms (mislim), ko se sproži eno od končnih stikal. Deluje, vendar sem precej hitro pozabil na osnovno delo, ki sem ga opravil tukaj. Za pametnega uporabnika Arduina se to zdi precej lahka težava, vendar projekt delam le z enim morda enkrat letno in vsakič, ko to naredim, sem v bistvu pozabil vse, kar sem se naučil v zadnjem projektu.

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

Motor Shield Stepper Demo avtorja Randyja Sarafana

Za več informacij glej:

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

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

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

// Ustvarite objekt motornega ščita s privzetim naslovom I2C

Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (); // Ali pa ga ustvarite z drugim naslovom I2C (recimo za zlaganje) // Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (0x61);

// Priključite koračni motor z 200 koraki na vrtljaj (1,8 stopinje)

// na vrata motorja #2 (M3 in M4) Adafruit_StepperMotor *myMotor1 = AFMS.getStepper (300, 1); Adafruit_StepperMotor *myMotor2 = AFMS.getStepper (300, 2);

int delaylegnth = 7;

void setup () {

// zaženemo serijsko povezavo Serial.begin (9600); // konfiguriramo pin2 kot vhod in omogočimo notranji vlečni upor pinMode (2, INPUT_PULLUP);

// Serial.begin (9600); // nastavitev serijske knjižnice pri 9600 bps

Serial.println ("Stepper test!");

AFMS.begin (); // ustvarjanje s privzeto frekvenco 1,6KHz

//AFMS.začetek (1000); // ALI z drugo frekvenco, recimo 1KHz myMotor1-> setSpeed (100); // 10 vrt/ min}

void loop () {

// preberemo vrednost gumba v spremenljivko int sensorVal = digitalRead (2); sensorVal == NIZKA; int zakasnitevL = 200; if (sensorVal == LOW) {Serial.println ("Minute ++"); // myMotor1-> korak (1640, NAZAJ, DVOJNO); for (int i = 0; i korak (147, BACKWARD, DOUBLE); // analogWrite (PWMpin, i); zakasnitev (delayL);} Serial.println ("Ure ++"); myMotor1-> korak (1615, NAPREJ, DVOJNO);

// myMotor2-> korak (1600, NAZAJ, DVOJNO);

myMotor2-> korak (220, NAPREJ, DVOJNO); // zakasnitev (delayL); } drugo {

//Serial.println("Dvojni koraki tuljave ");

myMotor1-> korak (0, NAPREJ, DVOJNO); myMotor1-> korak (0, NAZAD, DVOJNO); }}

6. korak: Sestavite osnovo

Podstavek je izdelan iz dveh plošč z distančniki, ki ju držita skupaj. Vijaki so pritrjeni na ploščo skozi luknje. Del 6 na tej risbi je še en 3D natisnjen del- distančnik, ki je tudi zibelka za napajalni terminal za koračne motorje.

7. korak: Dodajte trenutna stikala

Trenutna stikala, Arduino in končna stikala so pritrjena na sprednjo ploščo, zato je dostop do elektronike za spreminjanje preprost- samo odstranite zadnjo ploščo in lahko dosežete vse.

8. korak: Dodajte montažno ploščo in končna stikala

Montažna plošča drži končna stikala in ležajni sklop za stojala. Ta del lahko ostane skupaj tudi pri urejanju elektronike.

9. korak: Dodajte koračne motorje in zobnike

Koračni motorji so pritrjeni na ploščo z vijaki M4 skozi luknje z navojem, 3D-natisnjeni zobniki pa se pritrdijo na stebre motorja. Uporabil sem sprožilno sponko, da sem jih prilepil in spral.

10. korak: Dodajte stojala

V stojala so vstavljene reže, ki nosijo dva kroglična ležaja. Med ležaji in režami je majhna vrzel (0,1 mm), kar omogoča prosto gibanje stojala.

Ležaji so stisnjeni med 3D tiskane distančnike po meri, da dobim točno tisto, kar sem potreboval. Na sprednji strani je stojalo, ki deluje kot podložka, ki drži stojala na svojem mestu.

11. korak: Dodajte urne in minutne stolpce

Urne in minutne palice so pritrjene na stojala z 12 -milimetrskimi distančniki, kar ustvarja vrzel, ki omogoča razmik med palicami in regali.

12. korak: Dodajte lupe

Lupe so poceni žepna povečevalna očala, ki sem jih našel na amazonu. Odmaknjeni so od sprednjega dela palic s 25 -milimetrskimi distančniki.

13. korak: Naučene lekcije

S tem projektom sem se veliko naučil o linearnem gibanju. Toleranca, ki sem jo uporabil med ležaji in režami na stojalih, je bila nekoliko prevelika, zato bi jo, če bi jo naredil znova, verjetno prepolovil. Tudi vrzel na straneh vrzeli je bila nekoliko prevelika.

Motorji delujejo, a dlje ko je konzola daljša, več mora delati. Verjetno bi šel z 12V steperji namesto s 5V.

Hod mora biti tudi večji, morda 0,25 mm. Zobniki so s prvimi prestavami, ki sem jih poskusil, preveč tesno ležali na nosilcih.