Lineaarikello (MVMT 113): 13 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Fusion 360 -projektit »

Riippumatta siitä, mitä Deepak Chopra kertoo sinulle, aika on lineaarinen. Toivottavasti tämä kello on hieman lähempänä todellisuutta kuin pyöreät kellot, joihin olemme tottuneet. Viiden minuutin välit tuntuvat vähemmän neuroottisilta kuin minuutin tarkkuudella, ja jokainen numero suurennetaan muistuttaen sinua keskittymään nykyhetkeen.

Tein tämän lähes kaikilla laiturilla laiturilla 9 (vesisuihku, hiekkapuhallin, laserleikkuri, 3D -tulostin, elektroniikkalaboratorio jne.). Se on valmistettu 6061 alumiinista, teräksestä (ruuvit, mutterit, laakerit), 3D -painetuista hammaspyöristä, Arduino Unosta ja tunti- ja minuuttipaneelit ovat laserleikattua / syövytettyä vaneria.

Tietenkin tiedän, että tämä projekti ei ole lähes kaikkien saatavilla, joilla ei ole järjettömän suurta onnea päästä tällaiseen kauppaan, mutta toivottavasti löydät sen innostavaksi.

Fusion 360 on ilmainen opiskelijoille ja harrastajille, ja siinä on paljon koulutuksellista tukea. Jos haluat oppia 3D -mallintamaan sellaista työtä kuin minä, tämä on mielestäni paras valinta markkinoilla. Rekisteröidy napsauttamalla alla olevia linkkejä:

Opiskelija/opettaja

Harrastaja/Startup

Johdin myös webinaarisarjoja, jotka liittyvät liikkuvien osien 3D -mallinnusprojekteihin. Näissä webinaareissa opit Fusion 360 -ominaisuuksia, kuten kehittyneet mekaaniset kokoonpanot (eli kaksi tai useampia liitoksia vuorovaikutuksessa) ja renderöinti. Viimeinen webinaari keskittyi tämän kellomallin mallintamiseen Fusion 360: ssä. Voit katsoa koko videon täältä:

Jos olet kiinnostunut, tutustu tämän sarjan muihin kahteen webinaariin, joissa opit suunnittelemaan jättiläisnupin lampun ja ikuisen kellon Arduinolla.

Vaihe 1: 507 Mekaaniset liikkeet

507 Mechanical Movements on 1860 -luvun yleisten mekanismien tietosanakirja, joka toimii hyvänä viitteenä tällaisille asioille. Tämä mekanismi perustuu liikkeeseen 113, "Hammaspyörä". Tämä tulee olemaan pitkä projekti, joten jos sinulla on tietty mekanismi, jonka haluat minun tekevän, voit pyytää sitä kommenteissa!

Vaihe 2: Suunnittelu ja 3D -malli

Yllä oleva video on tallenne webinaarista, jonka tein projektin hammasrattaiden suunnittelua varten.

Suunnittelun vaikein osa oli hammastanko ja hammaspyörä. Vaihteiden suunnittelun matematiikka voi muuttua melko monimutkaiseksi (itse asiassa on insinöörejä, jotka suunnittelevat periaatteessa vain vaihteistokokoonpanoja juuri tästä syystä), mutta Rob Duarten suuren Youtube -opetusohjelman perusteella tein oman mallini, joka toimii uusimman version kanssa Spur Gear -laajennuksen Fusionille.

Yllä oleva video opastaa hammas- ja hammaspyöräkokoonpanon valmistusprosessissa, mutta jos haluat perusteellisemman opetusohjelman, liity kanssani Design Now Hour Of Making in Motion -verkkoseminaariin 5. huhtikuuta. Jos menetät webinaarin, se Tallennetaan ja laitan videon tänne.

Mallissa (alla oleva linkki) on kaikki yllä esitetyt parametrit jo syötetty. En mene matematiikkaan täällä, mutta jos noudatat ohjeita, sen pitäisi toimia sinulle.

Käytä Spur Gear -apuohjelmaa siirtymällä kohtaan LISÄYS> Skriptit ja apuohjelmat…> Spur Gear> Suorita. Kun saat yllä olevan ikkunan, syötä parametrit. Hampaiden lukumäärä ei anna sinun käyttää parametria arvolle, joten varmista, että se vastaa hampaiden lukumäärää, jos muutat sitä. Sinun on myös kerrottava nimetyt parametrit yhdellä, kuten yllä on esitetty.

Muista, että kun vaihde on tehty, voit muokata sitä aivan kuten mitä tahansa muuta Fusion -objektia.

Kuten videon esittelyssä näkyy, tämä on esimerkki siitä, miten hammasprofiili rakennetaan parametrien avulla.

Tässä on linkit malliin, jonka avulla voit tehdä oman hammaspyörän Fusionissa:

Malli parametreilla:

Kun hammaspyörä ja hammaspyörä oli selvitetty, käytin paljon aikaa moottorien, kytkimien ja muiden elektronisten osien mallintamiseen ja sitten kaikkien yksityiskohtien selvittämiseen. Edellä kuvatun liikelinkin avulla pystyin saamaan hyvän kuvan siitä, miltä se näyttäisi liikkeessä.

Voit käyttää tiedostoa alla olevan linkin kautta ja leikkiä sen kanssa tai jopa yrittää luoda oman version tiedostosta. Osien valmistuksen jälkeen tapahtui melkoista tinkimistä ja muutosta, joten älä odota, että pystyt vain leikkaamaan kaikki osat laserilla ja saamaan lopullisen tuotteen. Tämä projekti oli kallis ja kesti paljon aikaa! Jos olet tosissasi tekemässä sitä ja tarvitset apua, kommentoi alle, niin teen parhaani saadaksesi sinut menemään.

Valmis kellosuunnittelu:

Jos et ole jo Fusion 360 -käyttäjä, tilaa ilmainen 3D -tulostuskurssini. Se on Fusionin nopeuskurssi tekemiseen, ja oppitunti 2 sisältää kaikki tiedot, joita tarvitset Fusionin saamiseksi ilmaiseksi.

Vaihe 3: PÄIVITÄ 12.1.2020

Ensimmäisen prototyypin valmistamisen jälkeen aloitin alusta suunnittelulla. Yksi kollegoistani Electronics-tiimistä suunnitteli mukautetun piirin moottorien käyttämiseen, ja on olemassa magneettisia antureita, jotka auttavat tunnistamaan asennon (indeksoitu magneeteista, jotka kiinnitetään kiskoihin).

Kaikissa mallin osissa on osanumerot, useimmat McMaster Carr tai DigiKey. Tämä on paljon parempi muotoilu, koska se välttää kiskon painon kiskon painosta täysin ulos vedettynä ja koska magneettianturin indeksointi varmistaa oikean asennon joka kerta, kun moottorit liikkuvat.

Täydellinen Fusion 360 -asennus:

Vaihe 4: Laitteisto

• Paneelit: 6 mm paksu 6061 alumiini (oletettavasti myös vaneri toimisi)
• Numeropaneeli: 3 mm vaneria
• Arduino Uno:
• Adafruit Motor Shield:
• 5 V askelmoottorit: https://www.adafruit.com/products/858 (suosittelen käyttämään 12 V: n moottoreita näiden sijasta)
• Rajakytkimet (4):
• Hetkelliset kytkimet (2):

Vaihe 5: Elektroniikka ja ohjelmointi

Kaikki elektroniikka on tehty Arduino Unolla ja Adafruit Motor Shieldillä.

Tässä on perusidea siitä, miten haluan sen toimivan:

1. Kun laite käynnistetään, askelmat ajavat telineitä taaksepäin, kunnes vasemmanpuoleiset rajakytkimet laukeavat. Tämä asettaa sijainnin nollaksi. Sitten askelmat ajavat telineitä eteenpäin, kunnes 1 on tunnin paneelin keskellä ja 00 on minuuttipaneelin keskellä.
2. Kun tunti ja minuutti on keskitetty, telineet siirtyvät ajassa eteenpäin. Täysi asento liikkuu alhaalla täydellä nopeudella 5 minuutin välein ja täysi asento ylhäällä tunnin välein.
3. Hetkelliset kytkimet (nastat 6-7) siirtävät telineitä eteenpäin yhdellä asennolla (noin 147 askelta) ja jatkavat sitten kellon laskemista.
4. Tunti- ja minuutiliikkeissä on laskurit, jotka lähettävät palkit takaisin vasemmanpuoleisille rajakytkimille ja nollaavat ne, kun tunti on kulunut yli 12 ja minuutit ovat kuluneet yli 55.

En ole vieläkään selvillä siitä, mitä minun pitää tehdä koodilla. Sain sen toimimaan teoriassa alla olevan koodin kanssa, joka tuli Randofolta. Tämä koodi siirtää minuuttipalkkia eteenpäin yhden askeleen välein 200 ms: n välein (mielestäni), kun yksi rajakytkimistä laukeaa. Se toimii, mutta olen melko nopeasti poissa syvyydestäni täällä tehdyn perustyön ohi. Tämä tuntuu melko helpolta ongelmalta älykkäälle Arduinon käyttäjälle, mutta teen projektin vain yhden kanssa ehkä kerran vuodessa, ja joka kerta, kun olen, olen periaatteessa unohtanut kaiken, mitä olen oppinut viimeisessä projektissa.

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

Motor Shield Stepper Demo, Randy Sarafan

Lisätietoja:

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

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

#include #include #include "Utility/Adafruit_MS_PWMServoDriver.h"

// Luo moottorin suojaobjekti, jolla on oletus I2C -osoite

Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (); // Tai luo se toisella I2C -osoitteella (sano pinoamiseen) // Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield (0x61);

// Liitä askelmoottori 200 askelta kierrosta kohden (1,8 astetta)

// moottoriporttiin #2 (M3 ja M4) Adafruit_StepperMotor *myMotor1 = AFMS.getStepper (300, 1); Adafruit_StepperMotor *myMotor2 = AFMS.getStepper (300, 2);

int delaylegnth = 7;

void setup () {

// sarjayhteyden aloittaminen Serial.begin (9600); // määritä pin2 tuloksi ja ota käyttöön sisäinen pull-up-vastus pinMode (2, INPUT_PULLUP);

// Sarja.alku (9600); // määritä sarjakirjasto nopeudella 9600 bps

Serial.println ("Stepper -testi!");

AFMS.begin (); // luo oletustaajuudella 1,6 KHz

//AFMS.begin(1000); // TAI eri taajuudella, sano 1KHz myMotor1-> setSpeed (100); // 10 rpm}

void loop () {

// lukee painikkeen arvon muuttujaan int sensorVal = digitalRead (2); sensorVal == LOW; int delay L = 200; if (sensorVal == LOW) {Serial.println ("Minuuttia ++"); // myMotor1-> step (1640, BACKWARD, DOUBLE); for (int i = 0; i step (147, BACKWARD, DOUBLE); // analogWrite (PWMpin, i); delay (delayL);} Serial.println ("Tuntia ++"); myMotor1-> vaihe (1615, ETEENPÄIN, KAKSINEN);

// myMotor2-> step (1600, BACKWARD, DOUBLE);

myMotor2-> askel (220, ETEEN, KAKSOIS); // delay (delayL); } muuta {

//Serial.println("Kaksoiskela -askeleet ");

myMotor1-> askel (0, ETEEN, KAKSOIS); myMotor1-> askel (0, BACKWARD, DOUBLE); }}

Vaihe 6: Kokoa pohja

Pohja on valmistettu kahdesta levystä, joissa välikappaleet pitävät niitä yhdessä. Ruuvit kiinnitetään levyyn kierrereikien kautta. Osanumero 6 tässä piirustuksessa on toinen 3D-tulostettu osa- välikappale, joka on myös askelmoottorien virtaliittimen teline.

Vaihe 7: Lisää hetkellisiä kytkimiä

Hetkelliset kytkimet, Arduino ja rajakytkimet kiinnitetään etulevyyn, joten elektroniikan käyttö muutosten tekemiseksi on helppoa- ota vain takalevy pois ja pääset käsiksi kaikkeen.

Vaihe 8: Lisää asennuslevy ja rajakytkimet

Asennuslevyssä on rajakytkimet ja telineiden laakerikokoonpano. Tämä osa voi myös pysyä yhdessä muokattaessa elektroniikkaa.

Vaihe 9: Lisää askelmoottorit ja -vaihteet

Askelmoottorit kiinnitetään paneeliin M4-ruuveilla kierrereikien läpi, ja 3D-painetut hammaspyörät kiinnitetään moottoripylväisiin. Käytin liipaisinkiinnikkeitä saadakseni ne tiiviiksi ja huuhtelemaan.

Vaihe 10: Lisää telineitä

Telineissä on lovet, joissa on kaksi kuulalaakeria. Laakereiden ja urien välillä on pieni rako (.1 mm), mikä mahdollistaa telineen liikkumisen vapaasti.

Laakerit on sijoitettu mukautettujen 3D -tulostettujen välikappaleiden väliin saadakseni tarkan sovituksen. Edessä on telinelevy, joka toimii aluslevynä, joka pitää telineet paikallaan.

Vaihe 11: Lisää tunnit ja minuutit

Tunti- ja minuuttipalkit kiinnitetään telineisiin 12 mm: n välikappaleilla, jotka muodostavat raon, joka mahdollistaa vapauden tankojen ja telineiden välillä.

Vaihe 12: Lisää suurennuslasit

Suurennuslasit ovat halpoja taskusuurennuslaseja, jotka löysin amazonista. Ne on sijoitettu tankojen edestä 25 mm: n välikappaleilla.

Vaihe 13: Oppiaiheet

Opin paljon lineaarisesta liikkeestä tämän projektin avulla. Laakereiden ja telineiden urien välinen toleranssi oli hieman liikaa, joten jos tekisin sen uudelleen, luulen, että leikkaisin sen puoliksi. Aukko sivujen välissä oli myös hieman liian suuri.

Moottorit toimivat, mutta mitä kauemmin konsoli saa, sitä enemmän niiden on työskenneltävä. Käytän luultavasti 12 V: n askelimia 5 V: n sijasta.

Myös välyksen olisi pitänyt olla suurempi, ehkä 0,25 mm. Vaihteet pitivät telineitä liian tiukasti ensimmäisten vaihteiden kanssa.