DIY機械手臂(Part 3):設計支架

七月 20, 2015
Facebook
Twitter
本專案是機器手臂教學的第三部份。在第一部份中我們學到如何設計手臂,而第二部份是如何設計底座。第四部分將會探討如何以Arduino進行操控。
我們製作機器手臂到現在已經設計並列印了底座手臂模組。在設計了機器人的基礎之後,我們已經準備好來設計並列印最後一個部份了。然而,這個部位很特別,它是我們把東西固定在手臂上的關鍵。

在這裡我要裝上的是一個喇叭,但你可以自己選擇要裝什麼。要記得的是,用我們目前討論過的3D模型化技巧和工具可以幫助你在CAD軟體中設計任何東西。你可以在機器手臂裝上喇叭、小型電腦螢幕,或雷射筆。設計得好的話,甚至可以裝上一隻小手。

我選擇列印並安裝喇叭是因為我想要讓機器人根據人們的位置對他們說話。我們在完成主要結構的設計和列印之後便會進入這個層級的操控。和設計機器人其他零件時類似,我們會逐步討論如何製做可以和我們的步進馬達和其他已經製做的零件接合的支架手臂。

我們這裡要設計的機器人和能做到的複雜度比起來相對單純,但要記得的是,只有在對基本面有充分掌握之後才能進行擴充。機器人,尤其是以3D列印製做者,可以讓我們盡情發揮想像力。然而,瞭解越多基本工具和提升熟練度可以讓我們更順利地把我們的想法精確地轉換成實際可運作的機器人。最後我們將能夠把這組機器人改造成任何我們想要的模樣。

第一步:複製並放大元件

  • 利用我們在製做先前的機器人元件時留下的檔案來複製模組手臂和馬達。
  • 完成後,我們把馬達在每個軸都放大大約.005″。

第二步:放置馬達並考量線路

  • 接著我們把馬達放置到手臂中,讓馬達的旋轉元件大致位於手臂區段側面的中心。確保它與底面切合,就像完全嵌入手臂側面。
  • 現在我們在馬達背面加入一個將用來從手臂減去的方塊來預留線路空間。

第三步:使用布林差異指令 

图片

不同的CAD軟體在這個動作可能會有一些差異,但使用布林指令把一個形狀從另一個形狀減去就能完成這個步驟。

第四步:設計切割手臂的平面

  • 現在我們要製做一個平面來從中心把手臂斷面,方法是畫一條線,然後對它進行擠出。
  • 接著我們用這個平面來切割手臂的幾何圖。這麼做是為了移除會造成多餘重量的非必要材料。

第五步:加入喇叭的幾何圖

  • 如同在開頭所說的,我們可以透過在這個步驟的設計來輕易變換安裝到手臂上的物件。我想裝的是喇叭,所以我們會用它來做例子。首先用卡尺來測量喇叭底部的圓柱磁鐵,並且將之模型化。
  • 接著使用布林指令來從支架結構移除喇叭的底部。

第六步:匯出並列印 

最後我們把支架部位輸出並載入切片軟體進行列印。我仍然是使用Dremel Idea Builder來列印。

第七步:組裝

 列印完成後,我們就把所有的自製零件組合起來,成為完整的3D列印機器手臂!

結論

現在,我們已經完成自製3D列印機器手臂的設計了,接下來就可以探討怎麼操作手臂。在自製機器人的最後一個部份中,我們會研究如何以Arduino來操控機器手臂。在這個專題,以及前面兩個專題中討論的主要是你的工具,這些工具可以用來設計幾乎所有的物體並為他們建模,最後製作成可實際使用的零件。我鼓勵你依照自己的興趣去探索和練習。如果有任何疑問和建議,同樣可以讓我們知道。

(譯:屠建明)
[原文]

Social media & sharing icons powered by UltimatelySocial