Flex Claw: 24 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Denna instruerbara skapades för att uppfylla projektkravet för Makecourse vid University of South Florida (www.makecourse.com).

Flex Claw är det näst bästa projektet för alla studenter, ingenjörer och tinkerer som säkert kommer att fånga din publik uppmärksamhet. Flex Claw drivs fullt ut av en Arduino Uno och är ett förenklat tillvägagångssätt för en självcentrerande klo genom att bara använda en motor! Men dess förmåga är inte så enkel, för dess klo struktur är omdesignad för att faktiskt böja sig till alla formade föremål den rymmer! Även om konstruktionen mestadels är praktisk krävs tillgång till en 3D -skrivare med NinjaFlex -filament och PLA -kompatibilitet.

Steg 1: Verktyg och material

Det första steget är att titta över alla delar och eventuellt göra justeringar. För detta rekommenderar jag starkt att du använder Solidworks eftersom det är mycket användarvänligt när du lär dig var alla kommandon finns. Om du inte redan har laddat ner det, var noga med att kontakta din skola eller arbetsplats för rabatter eller gratis åtkomstkoder. YouTube kommer också att vara din bästa vän om du behöver mer tydlighet om varje funktion. De närmaste stegen kommer att gå över hur man designar bitarna för Flex Claw med Solidworks som måste 3D -skrivas ut.

Innan du samlar in materialet, läs igenom alla stegen och bekräfta att den som anges nedan passar din önskade slutprodukt eftersom eventuella anpassade justeringar av storlek/dimensioner på de diskuterade bitarna kan göras, men rekommenderas inte. Följande material sammanfaller med den ursprungliga byggprocessen.

Verktyg:

- 3D -utskrivbar som är kompatibel med NinjaFleax och PLA -filament.

- Laserskärare i plywood (rekommenderas för exakta mått, men kan arbeta med erfaren skicklighet)

- Borrmaskin med 3/16 borr

- Dremel

- Fullt Arduino Uno -kit (ledningar, anslutningskabel, etc), inklusive en närhetssensor, LED -ljus (med motsvarande motstånd), tryckknapp och 2 stegmotorer (en starkare motor kan behövas beroende på resultat och friktionsmotstånd).

Material:

- 12 "x 24" x 0,125 "plywoodskiva

- PVC -pip 4 "Ytterdiameter, ca 5" lång, 0,125 "vägg

- Grepptejp

- 6/32 "skruvar 1,5" långa X 6, med respekterade muttrar

- Aluminiumstav på 0,125 "diameter, 6" lång och ordentlig bågfil för framtida snitt

-Outlet-anslutning med minst 2,5 Amp-utgång (en I-Phone/I-Pad-laddare fungerar)

Steg 2: Claw: Exteriör

Nu när vi har Solidworks kan vi börja modellera den externa klokonstruktionen. Detta uppmuntras att vara ett av de första stegen eftersom detta stycke måste 3D -tryckas med NinjaFlex -filament, vilket tar längre tid att forma än de flesta plaster och förmodligen behöver en extern källa för en 3D -skrivare som är kompatibel med detta filament.

Claw är en nyckelfunktion för projektet eftersom den faktiskt böjer sig till formen på ett föremål som hålls. Genom att tillåta en mycket flexibel, tunn vägg på utsidan kan vi dra nytta av dess naturliga hopfällbarhet för att maximera kontaktytan för ett bättre grepp. Den andra sidan av myntet är dock att det fortfarande behöver inre styva broar för att fortfarande behålla sin struktur och tillämpa de komprimerbara krafterna vid kontakt (steg 3).

Detta är bitarna för att göra en klo, så var beredd att skriva ut 3 gånger detta belopp för 3 klor. Ett bra tips är att vi kan skriva ut flera delar samtidigt så länge det finns tillräckligt med plats på sängen. Men detta kan också öka frustrationen om en bit går dåligt under utskriftsprocessen, då skulle vi behöva stoppa utskriften för resten av bitarna också. För många bitar på sängen kan också resultera i att plastskiktet en del härdar för mycket innan nästa lager läggs till (eftersom maskinen måste gå runt till de andra delarna) och orsakar en böjning i mitten av stycket. Erfarenhet av att din 3D -skrivare kan hantera är det bästa för saken, men kom ihåg att mer än en del kan skriva ut i taget.

Tillsammans med solidworks -delfilerna bifogas solidworks -ritningen som visar de använda mätningarna. Även om de flesta av dessa längder kan ändras för att bättre passa ditt boende, måste alla ändringar sedan föras vidare till andra delar för att säkerställa att allt passar ihop. Så justeringar rekommenderas att reserveras tills du har tittat igenom varje steg och övervägt slutresultatet. Annars är dessa de grundläggande stegen för att designa den avsedda givna modellen.

Steg 3: Claw: Interna broar

Därefter de inre broarna för klo. Medan den externa klokonstruktionen måste skrivas ut med NinjaFlex för att möjliggöra flexibilitet, måste dessa broar istället skrivas ut med en PLA -filament. Dessa kommer att vara styva och fungera som ben för att behålla kloens struktur när den böjer sig och applicerar de komprimerbara krafterna vid kontakt.

Tillsammans med solidworks -delfilerna bifogas solidworks -ritningen av bitarna som visar de använda mätningarna. Dessa är de dimensioner som är kompatibla med resten av klokonstruktionen så att allt passar ihop, så se till att eventuella personliga justeringar av tidigare delar genomförs till dessa bitar om det behövs. Annars är dessa de grundläggande stegen för att designa den avsedda givna modellen.

(Det här är bitarna för att göra en klo, så var beredd att 3D-skriva ut 3 gånger detta belopp för 3 klor)

Steg 4: Skjutreglaget

Skjutreglaget består av 4 delar: 1 dominerande reglage, 1 trumma med stolpe och 2 "skjutreglage". Med den här utformningen kan reglaget helt omsluta trumman utan att begränsa dess förmåga att rotera i sitt spår. Detta kräver inte heller skruvar eftersom tillbehören bara dyker in i huvudreglaget och över den placerade trumman.

Tillsammans med solidworks -delfilerna bifogas solidworks -ritningen av bitarna som visar de använda mätningarna. Dessa är de dimensioner som är kompatibla med resten av klokonstruktionen så att allt passar ihop, så se till att eventuella personliga justeringar av tidigare delar genomförs till dessa bitar om det behövs.

(Det här är bitarna för att göra en klo, så var beredd att 3D-skriva ut 3 gånger detta belopp för 3 klor)

Steg 5: Trumman och selen

Trumman och trumman är mellanhänderna för att ansluta klon till reglaget och låta den rotera framåt när reglagen rör sig utåt. Till skillnad från de tidigare delarna än vad som måste vara 3D -tryckt, kan dessa bitar bearbetas med istället trä- och aluminiumstavar. Men det rekommenderas inte eftersom dessa har exakta mått som låter de andra bitarna kopplas samman, särskilt selen som har ett bottenspår som ska passa tjockleken och krökningen på PVC -rörkanten. Kontrollera denna parameter för PVC -röret du redan har eller notera det för att hitta en som passar.

I ett framtida steg kommer vi att montera dessa delar så att trumkontaktens bottenhål passar med skjutreglaget och att det bredare par stolparna på DrumHalf passar genom de genomgående helheterna vid basen av Claw -utsidan. Med det sagt är det de här måtten som är kompatibla med resten av klokonstruktionen så att allt passar ihop, så se till att eventuella personliga justeringar av tidigare delar genomförs till dessa bitar om det behövs.

(Det här är bitarna för att göra en klo, så var beredd att 3D-skriva ut 3 gånger detta belopp för 3 klor)

Steg 6: Pinion & Ring Gear

Det är här kraften kommer in. Både kugghjulet och ringväxeln ska inte bytas för 3D -utskrift eftersom de är väldigt speciella. Drevnavet har en hel passform endast för den grundläggande stegmotorn som nämns. Om en annan motor vill användas med olika axeldimensioner, kan detta justeras i den fasta arbetsfilen. För denna modell används 2 stegmotorer, så var noga med att skriva ut 2 drev.

Tillsammans med solidworks -delfilerna bifogas solidworks -ritningen av bitarna som visar de använda mätningarna. Dessa är de dimensioner som är kompatibla med resten av klokonstruktionen så att allt passar ihop, så se till att eventuella personliga justeringar av tidigare delar genomförs till dessa bitar om det behövs.

Steg 7: Radial armar och karusell

Karusellen placeras senare över ringväxeln och roterar radielänken mot och bort från reglaget och skjuter den fram och tillbaka. Även om detta är en enkel design, rekommenderas inte karusellen att bytas ut mot trä och löst stödda aluminiumstavar eftersom hela stycket ska vara tillräckligt robust för att rotera runt PVC -röret utan att vicka. Totalt behövs 3 radielänkar.

Tillsammans med solidworks -delfilerna bifogas solidworks -ritningen av bitarna som visar de använda mätningarna. Dessa är de dimensioner som är kompatibla med resten av klokonstruktionen så att allt passar ihop, så se till att eventuella personliga justeringar av tidigare delar genomförs till dessa bitar om det behövs.

Steg 8: Basmotorbox

Bortsett från den enskilda kloen kan denna del vara den näst mest komplexa. 3D -utskrift blir din bästa vän om det inte redan har bevisat sig. Denna bas mättes särskilt för att passa PVC -rörkopplingen som jag använde (och rekommenderar) med en 4 "ytterdiameter, 0,25" tjocka väggar och en lutande kant nära fälgen. Kontrollera måtten och ändra dem så att de passar bättre i det rör du använder. Rör säljs också vanligtvis genom att informera dig om innerdiametern. Så i det här fallet, om jag behöver ett 4 "ytterdiameterrör som har 0,25" tjocka väggar, borde jag vara på jakt efter en 3,5 "koppling. Hur som helst kan du inte gå fel med att gå till affären med en linjal i handen.

Denna bas är avsedd att passa två 28BYJ-48 5VDC stegmotorer för Arduino Uno. Även om dessa motorer är lättare att koda är de inte mest kända för sin styrka. Att minska friktionen hjälper mycket genom att applicera grafit i pulverform eller andra torra smörjmedel på ringreglagen. Annars, om en starkare motor är tillgänglig, ändrades större design till basen som jag behövde och uppmuntras att göra det efter att ha använt denna design med 2 grundläggande stegmotorer så att du kan se hur den slutliga layouten kommer att påverka anmärkningsvärda förändringar.

Denna bas är också avsedd att införliva en brödbräda genom att skjuta den i den rektangulära spåret på sidan. Med detta planerades ett tvärsnitt med 2,25 "bredd och 0,375" höjd, eftersom det är en standardstorlek för de flesta brödbrädor. Återigen, liksom motorerna, om ett annat bröd vill användas istället, vänta tills du har tagit fullständiga detaljer om den slutliga kretslayouten för att sedan göra ändringar.

Steg 9: Förgrena skjutreglar

Denna ring kommer att borras in i PVC -röret för att vara ett stabilt som möjligt för skjutreglagen att glida över. Denna bit är vanligtvis för stor för att vara 3D -tryckt, så jag rekommenderar starkt att du får tillgång till en trälaserskärare eller utvecklar dina färdigheter med runda kanter i träbutiken. Med detta kan tjockleken variera för att bättre passa in i reglagen, men se till att du fortfarande lämnar lite vickrum. I ett senare steg kommer vi att gå igenom de bästa sätten att säkra detta på strukturen.

Tillsammans med solidworks -delfilerna bifogas solidworks -ritningen av bitarna som visar de använda mätningarna. Dessa är de dimensioner som är kompatibla med resten av klokonstruktionen så att allt passar ihop, så se till att eventuella personliga justeringar av tidigare delar genomförs till dessa bitar om det behövs.

Steg 10: Arduino, ledningar och komponenter

Steg 11: Arduino -kod

Steg 12: Kretsprovning

Steg 13: Grundläggande montering: Claw

Steg 14: Grundläggande montering: Trumma och sele

Steg 15: Grundläggande montering: reglagen

Steg 16: Borrning

Steg 17: PVC -montering

Steg 18: Bas- och kretsmontering

Steg 19: Dölja trådarna