Meccanismo a doppio occhio Animatronic stampato in 3D semplificato: 4 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Avendo costruito in passato un semplice meccanismo a occhio singolo, volevo migliorare il design e renderlo più accessibile alla comunità dei produttori. L'assieme aggiornato utilizza parti che possono essere facilmente acquistate online e quasi tutti i componenti possono essere stampati facilmente senza supporti. Progettare il modello in questo modo sacrifica alcune funzionalità, ma rilascerò un design ottimizzato in futuro. Questo progetto è l'ideale se vuoi costruire un meccanismo oculare funzionale e realistico, ma non hai necessariamente accesso a strumenti come un tornio o componenti speciali. Un'altra caratteristica di questo design è che è progettato per utilizzare occhi a scatto che possono essere sostituiti e utilizzati con altri componenti stampati in 3D per proiettare una cupola altamente realistica sull'occhio dipinto. Questo processo è piuttosto complicato, quindi ho un'altra istruzione su come realizzare gli occhi, ma se preferisci usare semplici occhi stampati in 3D puoi farlo anche tu. Questo progetto richiederà un po' di post elaborazione delle tue stampe, incluse alcune (mano) foratura e levigatura, ma a parte le basi (stampante 3D, coltello artigianale, cacciavite, chiavi a brugola) non sono necessari strumenti speciali.

Forniture

Materiali e componenti:

• Filamento per stampante 3D: il PLA va bene anche se ti consiglio di usare una buona marca perché alcune parti sono piuttosto piccole e fragili. L'ABS è buono per creare occhi realistici ma non è necessario.
• 6x micro servi SG90:
• Varie viti M2 e M3, anche se qualsiasi vite di quelle dimensioni dovrebbe funzionare bene. Un kit come questo: https://amzn.to/2JOafVQ dovrebbe coprirti.
• Arduino: questo progetto è stato testato utilizzando un vero Uno, ma è probabile che qualsiasi scheda con pin SDA/SCL, 3 ingressi analogici e un ingresso digitale funzionerà. Arduino Uno:

• Servo Driver Board: ho optato per una scheda driver PWM a 16 canali di Adafruit:

  • Alimentazione 5V, circa 4A sono più che sufficienti. Ecco il mio (https://tiny.cc/is4cdz)

  • Un jack di alimentazione CC femmina da abbinare al tuo alimentatore, da saldare alla scheda del driver del servo

• Cavi jumper:
• Joystick:
• Potenziometro (10k ohm è generalmente un buon valore da usare:
• Interruttore momentaneo (alcuni joystick hanno questo integrato, ma è più facile da controllare quando è separato:
• Resistenza 10k:

Utensili:

Un trapano a mano con morsa a perno potrebbe essere utile per regolare le dimensioni dei fori:

Passaggio 1: stampa

La stampa può essere alquanto impegnativa a causa delle piccole parti, ma la maggior parte delle parti viene stampata rapidamente e facilmente senza supporti. Ho usato il PLA per tutte le mie parti tranne gli occhi (che erano ABS perché sembrano un po' più naturali). Ci sono anche alcune parti delicate da tenere d'occhio, ma se stai usando un filamento di qualità decente e sei soddisfatto delle impostazioni di stampa, dovresti andare bene. Infine, ho usato un'altezza dello strato di 0,2 mm e questo era più che abbastanza preciso per questo modello - sospetto che potresti cavartela anche con 0,3 mm.

Passaggio 2: post-elaborazione

Gli occhi possono essere levigati e levigati quanto vuoi, ma potrebbe essere necessario un minimo di carteggiatura sul fondo del modello dove la stampante avrebbe stampato una sporgenza. Questo è solo per garantire che l'occhio possa ruotare uniformemente all'interno delle palpebre. Le uniche altre parti che ho levigato erano i componenti dell'adattatore per gli occhi, solo perché sono aderenti e gli strati inferiori delle mie stampe tendono sempre ad essere un po' gonfi.

Le parti sono progettate per stampare in modo tale che alcuni fori siano abbastanza sottodimensionati per essere avvitati direttamente, mentre altri sono abbastanza sovradimensionati in modo che la vite li attraversi comodamente. Se la tua stampante sta facendo i fori troppo piccoli per avvitare o ruotare senza problemi, tuttavia puoi usare un piccolo trapano a mano per praticare alcuni fori per renderli più precisi, e anche i filetti filettati sono un'opzione (sebbene il PLA di solito afferri le viti abbastanza bene comunque). Controlla le immagini per una guida su quali fori dovrebbero essere di quale dimensione.

Passaggio 3: assemblaggio

Una volta che tutte le tue parti sono state stampate ed elaborate, puoi assemblare il tuo modello! Potrebbe essere utile fare riferimento al video per vedere come va tutto insieme. Inoltre ci sono tutte le foto di riferimento in una cartella nel mio download, incluso un file stl del modello completo che puoi guardare.

1. Collegare le due basi con bulloni M3 da 10 mm/12 mm, questo punto di articolazione è per l'asse y del movimento degli occhi e delle palpebre.
2. Posiziona il servo in posizione e avvitalo con alcune viti M2 da 4 o 6 mm, questo funge da attuatore per il movimento dell'asse x
3. Fissare il braccio dell'asse y alla sottobase con una vite M3 da 4/5/6 mm e fissare una squadretta del servo sul terzo foro dal centro utilizzando una vite M2 da 4 mm o 6 mm. Controlla sopra per assicurarti che l'orientamento di tutto sia corretto.
4. Inizia a costruire il gruppo dell'asse x avvitando le forcelle negli adattatori oculari con bulloni M3 da 4/5/6 mm, i fori della forcella dovrebbero essere sovradimensionati in modo che le viti mordano nell'adattatore, si entra in un angolo strano ma dovresti essere in grado di farlo entrare.

5. Attacca il connettore a tre punti alla parte superiore delle forcelle, la vite M3 morderà nel foro sottodimensionato nel componente della forcella. Fissare anche un braccio del servo sul foro finale al centro del connettore a tre punti utilizzando un bullone M3 da 5 mm (probabilmente il foro sul braccio del servo dovrà essere forato a 2,5 mm - 2,8 mm per accettare la vite). Consiglierei di manipolare l'assieme per assicurarti che tutto si muova regolarmente senza attrito mentre lo costruisci.

6. Fissare il collegamento centrale dell'occhio agli adattatori per occhi con una vite M3 da 8 mm, assicurarsi che la superficie piana del collegamento centrale sia rivolta verso l'alto e la sezione inclinata rivolta verso il basso. Puoi anche collegare gli occhi in questa fase.
7. Avvitare tutto questo al centro della sottobase con due bulloni M3 da 8/12 mm.
8. Caricare il blocco servo con 5 servi TowerPro SG90, nell'orientamento corretto mostrato.
9. Calcola quale palpebra è utilizzando la grafica e collega il connettore pertinente con una vite M2 da 4 mm o 6 mm e collega un braccio del servo all'altra estremità (usa l'ultimo foro nella squadretta del servo - potrebbe essere necessario forarlo a 1,5 mm - 1,8 mm).
10. Attacca le palpebre alla base, ma non preoccuparti di collegare ancora le squadrette dei servi.

Passaggio 4: cablaggio e assemblaggio finale

Facendo riferimento al grafico, carica il codice su arduino e cabla il tutto. Controlla la guida di Adafruit se hai bisogno di aiuto per configurare la scheda del driver del servo. Tutti i servi dovrebbero ora essere alimentati e nella loro posizione neutra, quindi sfruttare questa opportunità per collegare tutti i bracci dei servi ai servi con gli occhi rivolti in avanti in una posizione neutra. Puoi semplicemente collegarli, quindi scollegare l'alimentazione per avvitarli correttamente. Il braccio del servo dell'asse y è in una posizione scomoda per accettare una vite, ma ho scoperto che ha tenuto bene comunque senza una vite. Se il tuo non lo fa, potrebbe essere utile rimuovere uno dei servi delle palpebre per avvitarlo. Ti consiglio di testare il movimento con il tuo joystick in questa fase per assicurarti che non ci siano problemi.

Per le palpebre, è meglio se imposti i servi in posizione lampeggiante in modo da poterli allineare tutti al centro. Fallo tenendo premuto l'interruttore lampeggiante o creando un cortocircuito su di esso. Una volta che tutti i bracci del servo sono in posizione, è facile avvitarli.

Il tuo modello dovrebbe essere completo! Se vuoi vedere come realizzare gli occhi realistici, controlla il mio precedente tutorial. Sto anche pianificando di rilasciare presto un istruibile per mostrarti come creare un controller, quindi controlla di nuovo se sei interessato!